（江苏南京210000）
摘要：随着现代建筑的发展，其施工条件、施工过程等都日益复杂，在关键位置或复杂情况甚至需要采用多种检测手段进行验证才能保证基桩检测结果的准确性。本文就基桩完整性检测方法展开论述，分别阐述了各种方法的优缺点，以供参考。
关键词：基桩完整性检测；钻芯法；低应变
前言
近些年，许多房屋质量纠纷都与基础质量有关，因此，桩基的质量检测是桩基工程中一个重要而不可回避的关键问题。因此基桩完整性检测是判定基桩质量好坏的常用方法。通过对比分析桩基完整检测方法的优缺点，在工程实际中，选择合适的方法进行检测尤为重要。
1基桩完整性检测方法
现有的常用的基桩完整性检测方法有钻芯法、声波透射法、低应变法、高应变法等。这些方法都写进了《JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范》。这里简单的介绍各种方法的适用范围和存在的问题。
1.1钻芯法
在众多的基桩完整性检测方法中，钻芯法主要是参考了钻芯孔数、芯样单轴抗压强度以及现场混凝土芯样特征后，从而综合判定出桩身的质量。该方法具有科学、准确、直观、实用等特点。但是由于钻芯法是破损的检测方法，在钻芯的过程中对桩身质量有很大的影响。此外，钻芯法在直径大于等于800mm的混凝土灌注桩中的应用比较常见，对于长径比较大的桩，很难控制成孔的垂直度以及钻芯孔的垂直度，钻芯孔很容易偏离桩身，并且检测数量有限，漏检现象难以避免，成本比较高，因此在实际工程中很难做到大量采用。
1.2声波透射法
声波透射法是在声测管中放置换能器，通过换能器之间发射和接收的高频弹性脉冲波来判定基桩完整性的方法。声波透射法能够检测基桩完整性是因为混凝土的强度与声速存在混凝土强度高，则声速高的定性关系，当混凝土内存在缺陷时，脉冲波到达该界面时，产生波的透射和反射，使波的透射能力明显降低；当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初次到达时间和波的能量衰减特征、波形畸变程度等特性，可以获得桩身混凝土的声学参数，测试记录不同测试剖面、不同高度上的声波动特征，经过处理分析就能判别测区内混凝土的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。
由于声波透射法的原理与低应变法不同，所以声波透射法不会受到桩长、桩径的限制，可以较准确的显示基桩内部缺陷的位置范围及严重程度等，检测结果更为准确，尤其是大直径超长桩等低应变法难以检测的基桩其检测效果更佳。
虽然声波透射法的检测结果较为可靠，但是它也存在一定的缺陷。首先，桩身缺陷程度与缺陷处声波参数偏离临界值的数值未建立确切的联系，使得在缺陷程度的判断上主观随意性较大；其次，由于工地条件、施工技术等影响，声测管难以做到上下部分都平行，通常设定管距均为桩顶管距，与实际值可能存在较大偏差，使接受声波的波速、频率等发生变化，容易发生误判；第三，由于施工不当或埋管后维护不好，堵管现象时有发生，使桩身堵管部分无法检测，增大了基桩判定的不确定度，如果对未测部分盲目推测，会大大增大基桩使用的风险。所以，保持声测管的平行和保证声测管的施工质量，是施工单位应该重视的问题。否则，很可能会对桩身质量造成误判，从而造成不必要的损失。
1.3低应变反射波法
应力波反射法是基于应力波在桩身中传播反射的一种方法。它是在一定的假设基础上进行的：（1）假设桩身是一维均质连续弹性杆件；（2）忽略不计桩周土对桩身应力波传播的影响；（3）在小变形时基桩的横截面为平面，且沿截面方向有均布轴向应力；（4）入射波的波长足够大，要远大于桩身的直径，但又必须小于桩长。
在桩顶面作用脉冲力，然后应力波便沿桩身传播，波动方程为：
式中x是沿桩身轴心坐标；脚标I、T，R分别表示入射波、透射波和反射波，1、2表示上、下截面；Z1、Z2表示上、下截面波阻抗，其中Z1=p1 A1C2、Z2=p2 A2C2，；p、C、A分别表示截面处的密度、波速和面积；声表示反射系数。
根据公式（5）可以推出基桩完整性的判别准则：桩身出现缺陷的条件是应力波在到达桩底之前产生与入射波同相位的反射波，即桩身阻抗减小；若产生与入射波反相位的反射波，则说明桩身阻抗增加，即桩身扩径，并且上、下截面桩身阻抗相差的越大，反射波的幅值越大。
低应变反射波法的局限性：
（1）仅测出广义波阻抗的相对变化，可以区分缩径类与扩径类，也可以计算缺陷位置，但却不能确定缺陷性质、方位。如缩颈与离析、严重离析与断桩，夹层与裂缝尚不能很好地区分。进一步确定缺陷的性质需要检测经验及其它补充资料。
（2）缺陷程度的定量分析很难达到理想效果，目前只能将缺陷程度定性给出。由于波速计算或选取不准，据此计算的缺陷位置的误差在10%左右。缺陷在桩轴向的高度及径向的分布以及缺陷质量下降的程度均难以准确计算。
（3）平均波速与硅强度之间的关系无法准确给出。
（4）对长径比超过一定限度的桩、极浅部或太小的缺陷，低应变反射波法无法正确测量。高频信号传不下去，测试范围有限，低频信号分辨率不够，容易漏判缺陷等等。
（5）若桩身存在多个缺陷时，深部缺陷容易误判。如第一缺陷在浅部时，尚可通过开挖并凿去上部缺陷再行检测，否则只能通过其它方法进一步检测。
（6）对阻抗渐变类的缺陷难以判断，甚至可能得出相反的结论。例如缩颈、离析、扩颈等发生在桩身的某一段，缺陷程度由轻到重或由重至轻，相应波阻抗缓慢减小或增大，实测信号无法反映这一变化。特殊情况下，例如桩身渐缩后突然恢复到原截面，则可能得出桩身存在扩颈这种“有利”缺陷的结论，这是很危险的。
1.4高应变法
高应变和低应变的区别在于作用在桩顶的动荷载是否使桩土之间发生了一定的塑性位移。高应变方法是用几吨甚至几十吨的重锤对桩顶进行锤击，在距桩顶一段距离桩身两侧的位置处对称安装力传感器和速度传感器，测出重锤冲击下的力和速度信号。由于作用在桩顶上的能量很大，应力和应变接近或者达到了工程桩实际受荷时的应力、应变，动荷载才能使桩克服土阻力，产生贯入度，从而使基桩和土体之间产生一定的塑性位移，桩侧阻力和桩尖阻力得到了发挥，在桩顶测量的响应信号中包含有承载力信息。因此，运用高应变动力侧法既能判定单桩承载力，又可以评价出桩身结构完整性。
但是用高应变法对基桩进行检测时激振能量比较大，费用较高，检测时间相对较长，因此高应变法常常用于基桩的承载力检测，很少应用于基桩完整性检测。
在桩基的完整性检测中，相对于缺陷的定位检测，缺陷的定量分析更为重要。只有准确的识别桩的缺损程度，才能确定其对桩基承载能力的影响程度，以便对桩的健康状况或完整性做出整体评价，采取合理的补救措施。缺陷桩的量化分析一直是工程界的一个较为前沿的课题，然而缺陷的定量分析技术还不成熟。
2结语
总之，随着建筑技术的发展，桩基础在现代建筑中的作用越来越明显。基桩的质量直接影响到上层建筑物的安全，因此对基桩进行准确的检测是现代建筑技术发展的重要支撑条件。目前的检测主要为基桩完整性检测，方法主要有低应变法、声波透射法、高应变法、钻芯法等，对上述检测方法的适用范围及优缺点进行梳理有利于合理选取检测方法，提高基桩检测的效率和准确度。
参考文献：
[1]杜思义，宋世波．基桩缺陷定量识别研究[J]．郑州大学学报（工学版），2012（05）
[2]李海洋．低应变法在桩身完整性检测中的应用及实例分析[J]．广州建筑，2013（1）
论文作者:曹华1, 钱芗葆2
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月下
论文发表时间:2016/8/30
标签：缺陷论文; 声波论文; 完整性论文; 应变论文; 反射论文; 应力论文; 阻抗论文; 《建筑建材装饰》2015年8月下论文;