探讨建筑桩基检测方法及其应用

1、    探讨建筑桩基检测方法及其应用    杨卫科大唐环境产业集团股份有限公司 北京市 100097摘要：桩基作为目前工程建设中大量采用的深基础形式，是保障工程结构安全的重要组成部分，桩基检测结果作为评价桩基工程是否合格的重要依据，引起工程参建各方人士的普遍重视。本文主要对桩基检测的方法及其应用浅谈一些自己的体会。关键词：桩基检测；方法；应用一、桩基的分类及检侧方法1、桩基分类桩基工程是一个系统工程，其分类繁多。按承载性状分为端承型桩和摩擦型桩，端承型桩又可分为端承桩和摩擦端承桩，摩擦型桩又可分为摩擦桩和端承摩擦桩；按成桩方法分为非挤土桩、部分挤土桩和挤

2、土桩，按桩身材料可分为钢桩、混凝土桩、木桩等，混凝土桩又可分为预制桩和灌注桩。预制桩还可分为打入桩与静力压入桩等。灌注桩依成孔还可分为冲孔、钻孔、挖孔等灌注桩；按桩的横截面的形状可分为实心的圆桩、方桩，矩形桩与异状桩，空心的圆桩、方桩等等。总之，桩的类型繁多。2、桩基检测方法国内已有桩基检测方法几十种，主要检测桩基承载力和桩身完整性。其中静载荷法、反射波法、声波透射法和实测曲线拟合法，因其可靠性高和操作简便，逐渐得到了各方认可，并制定了相应的规程，在工程中广泛应用。（1）静载荷法静载荷法用于检测桩基承载力。静载荷法包括桩基竖向和水平承载力检测，工程中多用到竖向静载荷试验。静载荷法显著的优点是其

3、受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。由于该方法结果直观、可靠性高，因此检测结果可以作为设计依据。试验装置由反力系统、加载系统和监测系统组成。通过施加荷载量测各级荷载及其对应的沉降变形。根据荷载一沉降曲线、沉降一沉降随时间变化特征确定单桩承载力，但费用较高、周期较长，故多在重要工程或对桩基有特殊要求的工程中应用。（2）反射波法反射波法源于应力波理论，基本原理是在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，在桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断桩或严重离析等部位）或桩身截而积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接收、放大滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息。据此计算桩身波速、判断桩

4、身完整性和混凝土强度等级。（3）声波透射法声波透射法用于检测桩身混凝上质量。声波透射法测试是弹性波测试方法的一种，其理论基础建立在固体介质中弹性波的传播理论上，以人工激振的方法向混凝土介质发射声波，在一定的空间距离上接收介质物理物性调制的声波，通过观测和分析声波在混凝土介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数，如声速c，频率f、振幅a的变化及波形来分析桩身混凝上的连续性及断层、夹砂、蜂窝等缺陷的大小、位置。对桩基缺陷和完整性进行判别及分析。（4）实测曲线拟合法高应变动力法测试技术于上世纪80年代引入我国，90年代初国内类似的仪器和计算软件也相继面世。近几年随着国内高层建筑数量的增多，该技术得到了

5、广泛的应用和发展。它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波，来确定承载力的。目前工程界应用最广泛的高应变动力试桩法是阻尼系数法（case法）和曲线拟合法（capwap法）。case法简单快捷，可作现场实时分析，但其准确性受阻尼系数j值的影响较大，因此与动静对比的数量和测试人员的经验素质有密切关系。capwap法则通过理论计算曲线与实测曲线相互拟合对桩土关系进行分析，在各参数合理的条件下，两曲线吻合程度越高，说明结果越接近于实际情况，也就越能反映基桩承载力的准确值。在桩基检测中，除采用常规检测方法外，还可用地质雷达探测方法，地质雷达是目前精度最高的物探仪器，其探测精度高，并以图像方式显

6、示探测成果。它的探测原理是根据不同的地下介质的电性差异，影响电磁波的传播速度。地质雷达通过发射天线以宽频带短脉冲的形式发射高频电磁波束，电磁波在地下传播的过程中，遇到介质差异时，就会产生反射波，由接收天线接收并送回主机。通过分析反射波信号的到时及波形，即可了解地下介质的分布，达到探测的目的。二、桩基检测技术的应用1、一般工程对于建筑安全等级二级以下和对桩基工程无特殊要求的工程，可在基桩施工结束后采用反射波法检测桩身混凝土质量和实测曲线拟合法检测基桩承载力。由于反射波法受到施工条件和地质情况的影响会造成误判，但实测曲线拟合法可消除这些影响，两种方法可相互补充保证工程质量。2、高层建筑高层建筑可根

7、据安全等级及工程技术要求，分为两种性质的检测；提供设计参数和检测施工质量。提供设计参数的试验根据设计要求采用静载荷试验，压至基桩破坏，提供基桩承载力和相关参数。检验施工质量可在工程桩上进行静载荷试验和实测曲线拟合法检验单桩承载力，用反射波法进行桩身完整性检测。3、桥梁工程由于桥梁桩基较为分散，地质情况差别较大，采用静载简法获得结果缺少代表性，所以较多采用桥梁工程的桩基检测主要采用声波透射法和反射波法。声波透射法检测精度高，但需预先埋入声测管检测成本也较高。反射波法检测快捷、简便对施工无影响，精度也能满足工程要求。在实际工程中对于大直径桩（大于1.5m）或对桩基工程有特殊要求的桩（单桩单柱或两桩

8、一柱），可采用声波透射法，其它基桩可采用反射波法，也可采用两种方法的结合。三、桩基检测方法的适用性及局限性1、靜荷载试验法和钻桩取芯试验法都属于静力试桩法。该法可靠、直观，是桩基承载力检测的常用方法，但因费时、费力、费用高、场地要求高等因素而受到许多限制。静载荷试验是验证和检验桩基承载力最基本、准确率最高的手段，原则上每个工程均应采用。同时，静载荷试验与高、低应变结合，可有效地提高检测的覆盖面。桩基钻芯检测法虽具有独特的技术优势，但也存在局限性，检测过程中应将钻芯法与其他方法相结合，互相补充，如实确认。2、低应变检测法是通过桩的动刚度和动静对比系数求得桩的承载力。其优点是设备简单、检测速度快、

9、费用低廉、可以大面积概率普查检测；采用低应变检测法检测桩身完整性，以应力波检测和分析为特点的反射波动已经成为主导的方法，信号分析以时域分析为主。把检测得到的时域数据转换到频域后进行分析，已成为一种普遍采用的辅助方法。但其缺点是必须依赖静载荷试验求出动静对比系数、精度较差、无法测得桩底沉渣的厚度。3、高应变检测法是目前国内外广泛应用的桩基检测技术。它能比较准确地测定单桩极限承载力和判断桩身结构的完整性。但高应变检测法的准确性受桩身性质、测试仪器、测试条件、测试人员业务素质等许多因素的影响。四、结语桩基工程质量直接关系建筑结构的安全性与可靠性，是建、构筑物质量的根本，在桩基础的施工过程中，要重视桩基检测工作，合理应用桩基质量检测方法，不断提高桩基