钻孔灌注桩多种检测方法的对比分析

谢雄亮

摘 要：在高速公路、高层建筑、桥梁工程等工程中，桩基工程是非常重要的一个模块。而由于外部施工环境较为复杂，导致桩基质量控制难度较大。因此，本文以桩基检测技术为研究主体，阐述了常见的几种桩基检测技术，论述了桩基检测技术在桩基质量控制中的重要性，并结合具体桩基工程，对桩基质量检测技术在桩基成孔质量控制、桩基承载力质量控制、桩身完整性质量控制中的应用进行了简单分析，以期为类似桩基工程质量控制工作开展提供一定的借鉴。

关键词：钻孔灌注桩;检测方法;质量控制

中图分类号：TU473.16 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）13-0121-03

Abstract： Pile foundation engineering is a very important module in highway， high - rise building， bridge engineering and so on. However， due to the complexity of the external construction environment， the quality control of pile foundation is difficult. Therefore， this paper took the pile foundation detection technology as the main body， expounded several common pile foundation detection technologies， discussed the importance of pile foundation detection technology in pile foundation quality control， and combined with specific pile foundation engineering， made a simple analysis of the application of pile foundation quality detection technology in pile foundation hole forming quality control， pile bearing capacity quality control and pile integrity quality control. It will provide some reference for the quality control of similar pile foundation projects.

Keywords： bored pile;detection method;the quality control

樁基检测是一项综合性、全面性、系统性工作。在实际桩基检测工作开展阶段，需要根据桩基施工要求，选择恰当的桩基检测技术。通过应用恰当的桩基检测方案，可以保证桩基检测效果的全面性及准确性，为建筑安全等级及抗震设防等级提升提供依据。因此，为保证实际桩基施工阶段桩基检测技术优势的充分发挥，对桩基检测技术在桩基质量控制中的应用进行分析具有非常重要的意义。

1 桩基检测技术

桩基检测技术主要包括对单桩竖向承载能力进行检测、对成孔质量进行检测、对整体桩基性能进行检测几个模块。除基础成孔质量检测外，新型桩基技术还包括静载荷试验检测、高应变动力检测、低应变动力检测等专业技术。通过上述桩基检测技术的合理组合应用，可以有效提高桩基检测的准确性[1]。

2 桩基检测技术在质量控制中应用的重要性

一方面，桩基础是主要的基础形式之一，其具有将结构上部载荷传递到较深和较好地层中的作用，且对于工程结构质量控制及安全管理具有重要的导向作用。而桩基检测是桩基安全、稳定施工的前提条件。通过桩基检测技术的应用，可以对单桩承载力、桩身质量进行全方位评价[2]，为不合格桩基补强方案的及时、有效实施提供依据，保证桩基质量。另一方面，现阶段，在桩基施工中，施工团队类型、专业水平不一，桩基施工器具及施工工艺也各有差异，导致桩基施工问题频出。若不及时查处补救，就会对整体建筑工程施工效益造成严重影响[3]。而利用桩基检测技术，可以及时发现桩基施工中存在的各项问题，如偷工减料、设计程序不规范、桩基承载力不足等。同时，及时采取相应补救措施，保证桩基工程施工质量。

3 拟建桩基工程概述

拟建建筑为地上二十层+地下一层结构，整体建筑平面为矩形剪力墙结构。该建筑以桩—筏板为基础，基础轴线尺寸为68.00m×20.56m。施工区域内地形地貌为渭河II级阶地，地面相对高程为96.52～100.25m。该工程地基施工用桩为钢筋混凝土钻孔灌注桩，设计桩径及桩长分别为Φ580.0mm和21.80m，桩顶设计标高为-6.58～8.21m，主筋为6Φ12通长C40钢筋+6Φ12长16.0mC40钢筋，工程桩设计总数量为201根，设计要求单桩竖向极限承载力为6 852kN。

4 桩基检测技术在桩基质量控制中的应用措施

4.1 成孔检测质量控制

桩基成孔质量检测主要包括孔深、垂直度、泥浆指标、桩孔位置、孔径、沉渣厚度等几个模块。依据该工程地质条件，在成孔质量检测时，可依据20%抽检率检测40根桩，根据40根桩检测结果，判定成桩垂直度、孔深、沉渣厚度、桩径与规范要求的一致性。

在具体检测过程中，依据基桩成孔质量检测需求，本次主要用检测设备为JNC-5型沉渣测定仪、带充电脉冲发生器的深度记录仪、JJC-5A型孔径仪、JJX-5A型井斜仪和电动绞车等，分别对成孔沉渣厚度、孔深、孔径、孔斜进行检测，得出的结果如表1所示。

依据《建筑地基基础工程施工验收标准》（GB 50202—2018）中关于桩基质量的要求，桩基成孔检测垂直度允许偏差<1.0%，成孔孔径允许偏差为±50.0mm，孔深允许偏差为+300.00m，而桩底沉渣厚度对摩擦桩允许数值应在150.0mm以下。从上述结果可知，该工程桩基垂直度、孔底沉渣厚度均在标准值以内[4];而实测局部最大孔径、最小孔径分别为575～689mm、545～623mm，没有最小孔径小于530.0mm的桩孔;实测孔深位于22.89～23.56m，全部大于设计孔深，与设计要求相符。

4.2 桩基承载力及完整性检测

依据该工程单桩竖向极限承载力要求，本次桩基检测首先需要利用3根试桩，检测单桩竖向极限承载力是否与设计标准要求一致。随后，利用高应变动力检测方式，依据5.0%的检测率。随机选择10根桩，判定其竖向极限承载力是否与设计标准要求相符。

4.2.1 单桩竖向抗压静载试验。依据该工程前期设计要求，相关人员可首先对试桩检测阶段3根桩径为Φ580.0mm、桩长为21.80m的试桩进行单桩竖向抗压静载试验。静载荷试验法是现阶段建筑桩基检测中主流、全面的方式。在应用静载荷试验法的具体过程中，相关人员可利用锚桩反向慢速持载荷法。综合利用反力墊板、高压电动油泵、高压油管、压力表、百分表、锚拔器和反力钢梁等装置。现场试桩静力载荷试验结果如图1所示。

从图1可知，该桩基工程3根试桩沉降量-荷载曲线没有较为突出的陡降趋势，且在荷载增加至最大值时，其最终沉降量为12.65～15.68mm[5]。利用单桩极限承载力确定方式，可得出该工程3根试桩极限承载力为无法判别的界限值。通过分析1#、2#试桩数据可知，由于其整体桩身材料被破坏，可将桩身材料破坏前一级荷载值作为其极限承载力;而对3#试桩数据进行分析可得出，在最大荷载下，3#试桩仍未破坏，可见，3#单桩没有达到极限值，可将最大加荷值作为3#单桩的极限承载力数值。

通过对单桩静荷载结果进行进一步汇总分析可得出，该试验桩单桩竖向抗压承载力极限值在6 900kN以上。

4.2.2 高应变法试验。在整桩竖向抗压承载力检测过程中，本文主要采用的设备为整机标定后的FEI-C5型动测分析系统、60kN重锤。在具体检测过程中，在桩侧表面对称安装2只加速度计、2只应变式力传感器，使锤自由下落至桩顶。其中，锤落距为1.18m，桩顶贯入度为2.54～2.75mm。在获得锤打击桩顶瞬时产生的加速度、冲击力信号后，经FEI-C5型动测分析系统放大后，同时经A/D转换作用，可以转变为数字信号传递给微机。随后，在计算机处理软件中显示实际测量波形，并将储存在磁盘中的测试信号进行回放，最后在FEIPWAPC软件中进行曲线拟合分析，获得该系统整桩单一桩竖向极限承载力。

通过对该工程20号桩高应变测试结果进行分析，结合《**工程钻孔灌注桩工程检测报告》可得出，该工程所检测10根桩单桩竖向承载力基本值为6 457～7 098kN，单桩竖向极限承载力均值为6 778kN。因此，可综合判定该工程单桩极限承载力为6 778kN。

4.2.3 低应变法试验。在桩基完整性检测阶段，主要依据20.0%的检测率，随机选择40根桩，对钢筋混凝土钻孔灌注桩桩身完整性进行检测，并评测钻孔灌注桩桩身缺陷位置、缺陷类型、缺陷程度。在具体检测过程中，相关人员可以采用反射波法，利用FDP204PDA型动测分析系统，在桩顶放置1只加速度传感器，收集锤击阶段产生的加速度信号。经FDP204PDA型桩基动测系统放大作用及A/D转换作用，可将加速度信号转化为数字信号传递给微机，在微机处理系统中显示实际测量波形[6]。本工程每根桩均设置一个加速度采集点，每一个采集点采集5锤到6锤信号，并在规定时域内对储存在磁盘上的测试信号进行适当处理。随后，依据应力波反射，等价将实测速度信号转化为不同部位发射信号。依据桩身完整性判定并分析工程中每根桩的桩身完整性。以2L/c时域信号特征为例，若其无缺陷发射波，且桩底谐振峰排列基本等间距，则为I类桩身，完整性较高;若其进入该时刻前出现轻微缺陷反射波及桩底反射波，且桩底谐振峰排列基本等距，则为II类桩;若其在进入该时刻前具有严重缺陷，且缺陷谐振峰基本等间距，则为III类桩;若其进入该时刻前存在严重缺陷波，且在桩身浅部出现低频率、大幅度衰减振动、无桩底反射波，则为IV类桩。

通过对该工程低应变测试结果进行分析，被测试的40根桩桩身应力波波速为2 789～4 026m/s，平均波速为3 356m/s。其中，I类桩为36根，II类桩为2根，II类桩为2根，满足工程使用要求。

5 结论

在建筑施工行业不断发展的背景下，桩基础成为土木工程重要的基础形式，而桩基检测是对单桩承载力、桩身质量等模块进行全面检测、控制的主要依据。因此，在桩基工程施工过程中，相关人员应加强对桩基检测的重视程度，根据具体施工情况，选择恰当的桩基检测技术，充分发挥高应变动力检测、低应变动力检测、静荷载试验等桩基检测技术在桩基质量控制中的优势，保证桩基施工质量及效益。

参考文献：

[1]侯琪.钻孔灌注桩的桩基质量控制及检测方法[J].住宅与房地产，2017（4X）：238.

[2]王飞，陈传志.桩基检测及质量控制研究[J].建材发展导向，2018（8）：76-78.

[3]韩文永.基桩检测静载试验的质量控制[J].建材发展导向，2017（15）：287.

[4]庄耿义.钻孔灌注桩桩基检测的质量控制与方法[J].环球市场，2017（24）：111.

[5]刘伶利.浅谈桥梁桩基施工技术及质量控制措施[J].建材发展导向，2017（10）：143-144.

[6]刘畅.铁路桥梁桩基施工的质量控制[J].技术与市场，2018（12）：70-72.