桩基检测技术应用研究

王球

【摘 要】桩基础是最为重要的基础形式之一，其质量关乎整个工程的安全，因此对桩基的质量进行检测是十分必要的。本文通过对现阶段常用桩基检测技术进行研究，分析各检测技术的优缺点。对桩基检测提出改善建议，对确保工程安全具有一定的意义。

Abstract：pile foundation is one of the most important foundation forms，and its quality is related to the safety of the whole project，so it is necessary to detect the quality of pile foundation. This paper analyzes the advantages and disadvantages of the common pile foundation detection technology. It is of great significance to improve the pile foundation inspection and ensure the safety of the project.

一、前言

随着新中国的成立，我国社会和经济不断繁荣发展，各类工程基建项目也步入大发展时代。而每个工程项目都离不开地基工程，地基工程的目的是通过桩的作用是将上部结构的荷载传递到土层中，从而确保建（构）筑物的长期安全使用[1]。在各类基础中，桩基础是目前应用最为广泛的基础形式之一。凝土灌注桩是桩基础的一种常见类型，具有承载力高、对地层适应性强、工序简便等优点，在现代工程中得到了广泛的应用。由于灌注桩的施工特点，桩身极易出现沉渣、断桩、缩颈、夹泥、离析等各类缺陷[2]。相对于上部结构而言，桩基的质量隐患则更为严重。因此，研究如何准确简单地检测灌注桩的完整性，对于确保工程安全具有重要的意义，也是本文研究的主要内容。

二、常用桩基检测方法

（1）取芯检测法

取芯检测法是在桩身直接钻孔取芯，观察芯样的完整性并进行抗压强度试验，从而对桩基混凝土的质量进行评价。它的优点是不受桩长限制，可对芯样进行强度测试[5]，能直观准确地判断桩基质量。但每根桩的抽检面积有限，存在很大的检测盲区，无法全面地反映整个桩基的质量状况。并且属于有损检测法，在钻取芯样后会对桩身的承载力及完整性产生不良的影响[3]。因此在工程中一般作为辅助方法使用。

（2）低应变反射波法

低应变反射波法利用了应力波在桩基中的反射规律，其基本原理是利用手锤敲击桩顶产生竖向激振，振动形成的弹性波将沿着桩身向下传播。在传播过程中遇到桩基缺陷时，将产生反射波，经过记录仪的接收处理，可识别来自不同部位的反射波信息[6]。通过对反射波携带的信息进行分析处理，可以得到桩身缺陷的程度及其位置从而判断桩基的完整性。该方法的优点是操作简单、检测成本较低，并且不会影响桩基的正常使用，适用于小直径且埋置不深的桩基。其缺点是无法可靠的检测大直径且埋置深度较深的桩，当桩长较长且桩身存在多处缺陷时，低应变法一般只能测到较浅的缺陷，无法对深部缺陷进行精确检测。且多数情况下只能定性分析缺陷情况，容易造成漏判或错判，具有一定的局限性[7]。

（3）高应变动测法

高应变动测法是利用重锤敲击桩顶产生激振，并通过两侧的传感器测定重锤敲击作用下产生的速度信号或力信号。然后通过分析测量到的力和位移，来判断桩基的质量和极限承载力[8]。由于激励是用重锤，能量不像低应变法那么微弱，会使桩基与周围土体之间产生位移，即贯入度，一般在2mm以上。但高应变动测法在对桩基进行完整性检测时，通常只能反映接近桩顶的第1个缺陷，无法对其它位置的缺陷进行判别。且由于该方法所需的敲击能量较大、成本费用较高、易受环境影响等限制，目前已很少应用在桩基完整性检测方面[4]。

（4）静荷载实验法

单桩竖向静载荷试验，是通过对桩顶分级加载来模拟抗压桩在实际工作中所受到的竖向荷載情况，从而确定单桩的竖向抗压极限承载力。在测试过程中，载荷逐步作用在桩顶上，桩顶的沉降缓慢增加。最终，获得了单个试验桩的静载荷Q-S曲线，并得出了桩顶各个载荷水平随时间的变化曲线。如果提前将应力和应变测量元件嵌入桩体中时，还可获得桩侧各土层的极限摩擦力和最终承载力[3]。该方法的优点是能直观准确的反映桩基础的承载力情况，数据处理简单，可靠度较高，且不受桩长桩径的影响。其缺点是操作复杂，试验时间长，成本费用较高[8]。

（5）超声波透射法

超声波法检测桩基需要在桩基浇筑前先将声测管埋入，然后通过声测管内的发射换能器发出超声波，穿过桩身混凝土，最后到达另一声测管的接收换能器。桩身混凝土的质量和桩基的完整性可以通过超声波声学参数的变化来判断[9]。该方法的理论基础是介质特性与超声波传播规律的关系，通过实测的参数变化来推测传播介质特征的变化。超声透射波法能测量范围广，检测结果准确等优点，与此同时，它也有不足之处，比如声测管外边缘混凝土无法有效检测，成本相对较高，检测步骤较为复杂等[2]。

综上所述，目前基桩检测方法多种多样且各有其特点，在工程实际中可根据需要和预算情况来选择合适的方法。就现阶段的工程而言，由于大直径桩和超长桩的广泛应用，超声波透射法基桩检测技术得了到越来越多地应用，它具有适用范围广泛，不受桩长和桩径的影响，精确度更高等优点。

三、结论

鉴于桩基对于工程安全的重要性及其危害的严重性，所以对桩基础的质量进行检测评价是桩基工程中不可或缺的重要工作。现阶段对桩基检测的方法有许多种，但它们有着各自的优缺点，在工程应用上也存在一些问题。所以为了确保工程安全，我们需要对桩基检测方法进行不断完善，必要时也可以结合不同的检测方法对桩基进行全面地评判。比如将声波透射法与取芯法相结合，既可以判断桩基的完整性，也可以得到桩身混凝土的抗压极限承载力。研究和改进桩基检测技术对于确保工程安全，具有重要的作用。

参考文献：

[1]史佩栋. 实用桩基工程手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2]张忠苗. 桩基工程[M]. 北京：中国工业建筑出版社，2007.

[3] Hola J，Schabowicz K.State-of-the-art nondestructive methods for diagnostic testing of building structures[J].Archives of Civil and Mechanical Engineering，2010，10（3）：5-18.

[4]罗骐先. 桩基工程检测手册（第三版）[M]. 北京：人民交通出版社，2010.

[5]段永焕. 桩基实验与检测技术.北京：人民交通出版社，2003：57.

[6]吴慧敏. 结构混凝土现场检测新技术.湖南.湖南大学出社，2001：148-213.

[7]孟新秋，马健. 声波透射法桩基检测缺陷范围确定方法研究. 工程勘察，2017（06）：53-56.

[8]陈凡，徐天平，陈久照等. 基桩质量检测技术[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2003.

（作者单位：南昌大学）