建筑工程桩基检测技术论文

1、建筑工程桩基检测技术论文 重庆綦江工业园区管理委员会高浩摘 要：桩基检测技术得到了广泛的应用，其发展前景也比较乐观，而与之相应的一些桩基检测标准、规范也相继的发布，并且施行，这些都推动了桩基检测技术的规范化。 本文根据作者多年生活、工作经验就建筑工程桩基检测技术，对缺陷桩的判断以及对判断标准的建议进行了简单的浅谈阐述。关键词：建筑工程；桩基；检测技术一、桩基检测目前状况桩基是一种古老而有效的基础形式，人类在古代就已掌握了用木桩支撑重物的知识。随着社会文明的发展，机械打入的型钢桩、钢管桩和钢筋混凝土桩相继问世。90年代以来，钢筋混凝土桩广泛用于各种工程建设中。但桩基工程属于隐蔽工程，其质量的好坏

2、直接关系到建筑的安全问题，因此桩基工程质量检测是一个重要环节。随着建筑施工技术的不断发展，我国桩基工程的质量和安全控制研究已经取得了一系列成果，更多的则体现在正确的检测策略和手段已得到推广和贯彻，以及各级行业主管对桩基检测市场的正确导向与管理。当前的桩基检测行业总体情况良好，许多高素质的科技人才都投身于桩基检测和桩基检测仪器研发生产行列，为该行业的发展做出了贡献。但由于各种理由导致的各地区以及检测单位间的专业水平差异，目前在桩基检测管理上也存在一些不可忽略的理由。主要表现在：一些检测人员水平低下、编写检测报告不规范。桩基工程属于隐蔽工程，无论采用哪种检测策略，都存在着一定的不足，都不能完全反映

3、出桩基的全部特性。二、桩基质量检测内容（一）、常用桩基的分类1、按承台位置高低分类（1）高承台桩基: 由于结构设计上的需要, 群桩承台底面有时设在地面或局部冲刷线之上, 这种桩基称为高承台桩基。这种桩基在桥梁、港口等工程中常用。图11 桩基类型（2）低承台桩基: 凡是承台底面埋置于地面或局部冲刷线以下的桩基称为低承台桩基。房屋建筑工程的桩基多属于这一类。2、按承载性质不同分类 （1）摩擦型桩摩擦桩: 竖向荷载下, 基桩的承载力以桩侧摩阻力为主, 外部荷载主要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层, 桩尖部分承受的荷载很小。主要用于岩层埋置很深的地基。这类桩基的沉降较大, 稳定时间也

4、较长。 端承摩擦桩: 在极限承载力状态下, 桩顶荷载主要由桩侧摩擦阻力承受。即在外荷载作用下,桩的端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥作用, 但桩侧摩擦阻力大于桩尖阻力。如穿过软弱地层嵌入较坚实的硬粘土的桩。 （2）端承型桩端承桩: 在极限荷载作用状态下, 桩顶荷载由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩, 外部荷载通过桩身直接传给基岩, 桩的承载力由桩的端部提供, 不考虑桩侧摩擦阻力的作用。摩擦端承桩: 在极限承载力状态下, 桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩, 由于桩的细长比很大, 在外部荷载作用下, 桩身被压缩, 使桩侧摩擦阻力得到部分地发挥。各类型桩基其施

5、工分为成孔和成桩两部分，因而对桩基的检测便可分为成孔质量检测和成桩质量检测两大部分。其中成孔是灌注桩施工中的第一个环节。成孔作业由于是在地下、水下完成，质量制约难度大，复杂的地质条件或施工中的失误都有可能产生塌孔、缩径、桩孔偏斜、沉渣过厚等问题，因此成孔作业中对工人经验技术要求较高。成桩质量检测又可分为承载力检测和对完整性检测。（二）、成孔质量检测 在灌注桩的成孔作业施工环节，成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量。根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔及套管护壁成孔三种方法。各类成孔的质量检测方法大致相同，主要检测以下几个方面内容：一是检查孔径是否均

6、匀。若孔径小于设计值，则使得成桩的侧摩阻力、桩尖端承载力减少，整桩的承载能力降低。或者桩孔上部扩径（变大），则导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥，同时单桩的混凝土浇注量增加；二是检查桩孔是否笔直。若偏斜了一定程度，则转变了桩竖向承载受力特性，削弱了基桩承载力的有效发挥；三是检查桩孔深度是否达到设计值。若桩孔深度不够，则会影响整个建筑的稳定性；四是检查桩底沉渣厚度。若沉渣过厚，会使桩长减少，对于端承桩则直接影响桩尖的端承能力。（三）成桩质量检测常见的检测方法有钻芯取样法、超声波透射法、低应变反射波法、高应变动力试桩法、静荷载试验以及自平衡法。1、钻芯取样法。钻芯取样法可以用来检测灌

7、注桩桩身完整性和强度。该方法检测原理简单,结果准确直观。钻出的芯样作成的试件可以进行强度试验,进一步检测桩身混凝土的质量。采样结束后,利用加入膨胀剂的不低于测试桩标号的砼填补钻孔,既不妨碍后续施工也不影响该桩的承载能力。但钻芯法,仅能反映小部分砼的质量，检测存在盲区，同时该检测方法的检测设备庞大、费用较高，检测效率较低，费时费工。2、超声波透射法。超声波透射法可以有效地检测灌注桩的完整性。其原理是：超声波在缺陷砼中传播时，声波会在缺陷界面上产生反射、散射和绕射,声波信号会产生畸变。测试记录不同侧面、不同高度上的波动特征，经分析就能判断砼存在缺陷的性质、大小及空间位置。  图

8、12 超声波检测示意图超声波透射法检测具有检测细致准确、检测范围广，且不受桩长、桩径以及场地的限制等优点，被广泛地运用在大直径灌注桩的检测中。但它有如下缺点：1、超声法进行质量检测，仅能定性地判断基桩的完整性，不能定量判断缺陷大小；2、超声法检测某桩时必须预埋与桩同长的声测管,因此费用比较高。3、低应变反射波法。低应变反射波法也是一种桩身完整性检测方法。其原理是：在桩头有规律击振情况下，通过波形测试，分析桩体中弹性波传播的波形变化特征来评判桩身质量。这种方法可以用于检测桩身缺陷及其在长方向的位置，判定桩身完整性类别。这种方法具有机理清楚、测试简便快捷、易于掌握、成果可靠、成本低廉等优点。但同样

9、具有一些缺点：1、 利用这种方法进行检测，桩身必须要近似于一维弹性杆件且受现场外界干扰较大；2、检测时，当桩身有多个缺陷时，不容易测到后面缺陷反射信号，当桩身缺陷变化渐变时(如扩颈)，不能判断；3、此外，该方图13 常用桩基低应变检测仪原理法也不能对缺陷进行定量分析。4、高应变动测法。高应变动测法是判定单桩竖向抗压承载能力是否满足设计要求的一种检测方法。其原理是：利用重锤冲击桩顶产生的瞬时冲击力，使桩周土产生塑性变形，通过安装在桩顶两侧的传感器实测桩顶力和速度的时程曲线，并用应力波理论分析确定桩身完整性和极限承载力。该检测方法能够同时测得力和速度，对截面缺损作出定量的计算，较为精确地

10、确定桩的承载力。但也有以下缺点：1、高应变法准确性也不够高，逊于低应变法和超声法；2、该方法所用设备昂贵，对场地要求高，对锤的要求也较高，且易破坏桩头，试验时桩头须处理；3、高应变法检测人员需要有较高的理论水平和实际操作经验。5、桩基静载实验。静载荷试验主要通过检测桩基的承载力，以判断桩的质量。其原理是：依据桩的设计承载力,制作相应的加载反力装置，依照加载方案，在桩顶加压，并通过一定的检测措施来定出比较合理的极限承载力取值。该方法检测精度较高、相对误差较小，所试验的结果最接近于实际桩的承载力。因而，国内外均将静荷载试验的结果作为桩承载力的标准。但也具有一些缺点：1、该试验的加载周期长，一般需要

11、连续不断地加载24h以上；2、加载设备、场地庞大，耗资巨大。6、自平衡法。自平衡法可以用于检测摩擦桩的承载力。其原理是：在桩身平衡点位置安设荷载箱，通过地面上油泵沿垂直方向加载，随着压力增加，荷载箱将同时向上、向下发生变位，促使桩侧阻力及桩端阻力的发挥。通过仪器测得向上、向下两条荷载位移曲线。根据计算得到桩极限承载力。自平衡法与传统的桩基静载荷试验方法相比，具有明显的优势：1、装置简单，无需堆载装置不受场地限制，还可多根桩同时测试；2、单桩试验工期减短，无需达到28天。荷载箱埋设后一般10-15天即可测试；3、试验费用低。与静载法相比，可节省试验总费用30%60%；4、试验后试桩仍可作工程桩使

12、用。同样自平衡法也有一些缺点：1、“平衡点”很难定。实际测试时平衡点的位置往往存在一定的偏差，偏差的存在就会造成上、下两段桩不能同时达到预先拟定的极限条件，导致两段桩的极限承载力不等。由此判定的极限承载力小于真实的承载力，结果不如静载法准确；2、自平衡法无法检测端承桩。三、工程实例 1、工程概况笔者就某工程中的桩基检测技术进行分析。该建筑工程高37.5m，建筑面积8784.2，框剪结构。基础设计采用钢筋混凝土灌注桩承台基础，钻孔灌注桩数量215根，桩径600mm，有效桩长25.5m。主要采取单桩静载荷试验法和低应变反射波法进行桩基检测。2、单桩静载荷试验检测 （1）试验策略的选择：本次测验选择

13、的是静荷载检测，使用一个由槽钢和锚桩共同组成一个反力系统。用液压泵对桩顶所产生的竖向压力作为测试的数据。另外，在检测的过程中使用千斤顶不断的增加荷载，使其作用逐渐增加到桩顶。在千斤顶上安装一个荷重传感器，对其产生的荷载进行记录并且同步显示。（2）分级加载阶段：该试验的加载一共分为10 个等级，每个等级的加载量保持一致，每级加荷值为220。 （3）变形观测：每次加荷完成后，分别间隔5 分钟、10 分钟、15 分钟对桩身的变形进行一次记录，每隔30 分钟测量一次并且对数据进行记录，直到其数值趋于平稳。 （4）沉降相对稳定标准：每隔一小时的沉降在0.1mm以内，并且连续出现两次，则说明沉降状态达到了

14、相对的稳定，这时则可以进行下一级荷载的增加。（5）终止加载条件：当测试过程中达到以下几个条件时，则选择终止荷载的增加。在荷载的作用下，桩身的沉降量与上一级荷载下桩基的沉降量达到5 倍的差，这时可以停止加载；在荷载作用下，桩基的沉降量与上一级荷载下桩基沉降量达到2 倍的差，并且在24 小时内仍然没有达到规定的标准；反力系统已经达到了最大的反力图14 静荷载检测示意图值。3、低应变检测在桩身的顶部安装一个传感器，由桩基动测仪受到重锤的敲击后产生激振力，使桩体以及桩土体系产生振动，通过对波动反射信号的收集，传感器中会显示对应桩基所采集的参数和数据。经过对数据的对比、分析，以推定桩体质量。4、检测结果

15、分析 （1）单桩静载荷试验。本次检测中使用的是钻孔灌注桩，进行了三组静荷载的试验，符合随机抽检原则，检测比例满足规程要求。 （2）低应变检测。该楼基础钻孔灌注桩总数为215根，本次低应变检测数量为43根，检测数量及比例符合规范要求。根据低应变实测曲线分析，波速在37004000m/ s之间波形较规则，桩底反射清晰，未发现严重缺陷。5、总结与体会在建筑工程施工过程中，桩基的质量是施工质量的重要影响因素，只有具有合格的质量保证，才能够保证建筑工程整体的质量。因此，桩基检测单位和桩基检测人员应当严格遵守职业道德，严格执行桩基检测的相关规范，通过有效的约束力保证桩基质量。对于建筑工程中桩基检测技术的运

16、用，笔者有以下几点体会：1、如果桩基的桩身抗阻变化的情况下，如果采用低应变桩基检测技术对桩基的完整性进行检测时会存在着一定的局限性，这时无法保证桩基检测结果的准确性，同时也无法对桩基质量做出科学的评价；2、通过动静对比获得需要的高应变检测的相关数据之后，其能够较为准确的检测出单桩的承载能力，而且检测的费用较小；3、在工程现场获得相对较为准确的信号，这也是进行桩基检测的前提条件，如果没有可靠的信号，则无法保证桩基检测结果的准确性。如果测试数据的准确性和可靠性能够满足高应变检测的要求，则能够通过高应变检测策略对桩基存在的缺陷进行定量的检测与分析，准确的判断出缺陷的位置，并且对桩基质量做出科学的评价。四、结束语在当前情况下，建筑工程的桩基检测已经成为一个新兴的行业，桩基检测技术已比较成熟可靠。但随着现代建筑规模的不断扩大，建筑结构的不断复杂，我们仍需要不断探索新的检测方法，不断总结检测经验，才能够获得较为准确的检测结果。百年大计质量第一， 百层大厦基础第一。不论是房屋建筑工程还是桥梁工程，桩基的质量不容忽视。如