桩基检测技术及优缺点（Word15）

1、桩基检测技术及优缺点摘要随着高层建建筑物高高强度地地基处理理的需要要，桩基基础成为为土木工工程中主主要的基基础形式式之一，其其理论成成果也不不断出现现。本文文简要介介绍了常常用的几几种桩基基检测技技术，针针对具体体工程，利利用成孔孔质量检检测、静静载试验验检测、低低应变动动力检测测和高应应变动力力检测等等技术对对该工程程的基桩桩进行了了检测，进进而对桩桩基质量量做出评评价，以以确保建建设工程程的质量量。关键词：桩桩基检测测；静载载试验；高应变变动力检检测；低低应变动动力检测测AbstrracttWith thee neeed of higgh sstreengtth ffounndattion

2、n trreattmennt, pille ffounndattionn beecommes onee off thhe mmainn baasicc foormss inn ciivill ennginneerringg, aand itss thheorretiicall reesullts aree coonsttanttly emeergiing. AAre briieflly iintrroduucedd inn thhis papper sevveraal ccommmonlly uusedd thhe ttechhniqque of pille ffounndattionn in

3、nspeectiion, acccorrdinng tto tthe speeciffic enggineeeriing, thhe hholee quualiity tesstinng, staaticc looad tesst, loww sttraiin ddynaamicc teest andd hiigh strrainn dyynammic tesstinng oof ttechhnollogyy off thhe eengiineeerinng ppilees wweree deetecctedd, aand thuus mmakee thhe eevalluattionn of

4、f thhe qquallityy off piile fouundaatioon, to enssuree thhe qquallityy off coonsttrucctioon eengiineeerinng.Keywwordds：Pillettesttingg；StaaticcLooadiingTesst；Higghsstraaindynnamiicttesttingg；Lowwsttraiinddynaamiccteestiing引言作为一种古古老的基基础形式式，桩的的应用至至今已经经有11200001140000年年的历史史，最初初的桩是是木桩。我我国是使使用桩基基比较早早的国家家

5、之一，始始建于公公元2247年的上上海龙华华塔及十十世纪筑筑成的杭杭州湾大大海塘的的石砌岸岸壁，是是凝聚我我国古代代劳动人人民聪明明智慧的的，最早早采用桩桩基础而而完好保保存至今今的著名名建筑。人人类应用用木桩经经历了漫漫长的历历史时期期，直到到199世纪纪后期，钢钢筋、水水泥和钢钢筋混凝凝土相继继问世，木木桩逐渐渐被钢桩桩和钢筋筋混凝土土桩取代代。最先先出现的的是打入入式预制制桩，随随后发展展了灌注注桩。后后来随着着机械设设备的不不断改进进和高层层建筑对对桩基的的需要，产产生了很很多新的的桩型，开开辟了桩桩利用的的广阔天天地;桩的广广泛应用用也促进进了人们们对桩的的进一步步探索研研究，其其中

6、包括括新桩型型、施工工手段、检检测手段段、模型型实验和和设计计计算方法法等的研研究。1桩基检检测技术术及优缺缺点1.1桩基检检测技术术这种方法具具有科学学、直观观、实用用等特点点，在检检测混凝凝土灌注注桩方面面应用较较广。一一次完整整、成功功的钻芯芯检测，可可以得到到桩长、桩桩身混凝凝土强度度、桩底底沉渣厚厚度和桩桩身完整整性的情情况，并并判定或或鉴别桩桩端持力力层的岩岩土性状状。在桩桩的施工工中，成成孔质量量的检测测方法有有:超声波波接触式式仪器组组合法两两种方法法。成孔孔质量的的好坏直直接影响响到混凝凝土浇注注后的成成桩质量量：桩孔孔的孔径径偏小则则使整桩桩的承载载能力降降低；桩桩孔上部部

7、扩径将将导致成成桩上部部侧阻力力增大，而而下部侧侧阻力不不能完全全发挥；桩孔偏偏斜则会会削弱了了基桩承承载力的的有效发发挥；桩桩底沉渣渣过厚使使得有效效桩长减减少。因因此，成成孔质量量检测对对于控制制成桩质质量尤为为重要。成成孔质量量检验的的内容主主要包括括桩孔位位置、孔孔深、孔孔径、垂垂直度、沉沉渣厚度度等。优缺点：科科学、直直观实用用。但容易导导致泥浆浆性能指指标达不不到规范范要求，从从而施工工过程中中出现坍坍塌孔、扩扩径、缩缩径、孔孔底沉渣渣厚度等等缺陷。1.2桩的承承载力的的检测1.2.11静荷荷载试验验法这是目前公公认的检检测基桩桩竖向抗抗压承载载力最直直接、最最可靠的的试验方方法。

8、但但在工程程实践中中发现，基基准桩的的问题有有时会被被检测人人员所忽忽视，容容易出现现基准桩桩打入深深度不足足，试验验过程产产生位移移的问题题。优点；操作作过程比比较简单单，最直直接、最最可靠，适适用性强强。缺点；劳动动强度大大，危险险性高，测测试人员员十几小小时长期期呆在荷荷载底下下，容易易疲劳，困困乏，影影响测试试工作，而而且。危危险时时时存在，人人为干扰扰因素多多。1.2.22高应应变动测测法桩基高应变变动检测测，就是是利用重重锤对桩桩顶进行行瞬态冲冲击，使使桩周土土产生塑塑性变形形，在桩桩头实测测力和速速度的时时程曲线线，通过过应力波波理论分分析得到到桩土体体系的有有关参数数，揭示示桩

9、土体体系在接接近极限限阶段时时的工作作性能，分分析桩身身质量，确确定桩的的极限承承载力。它的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。优点：仪器器设备较较为轻便便，检测测速度快快费用较较传统的的静荷载载试验低低，这是是高应变变动测相相对传统统的静荷荷载试验验比较突突出的优优点。缺点：力量量一旦过过大就会会破坏桩桩的结构构。1.3桩的完完整性检检测1.3.11应变变动测法法基桩的低应应变动测测法就是是通过对对桩顶施施加较低低的激振振能量，引引起桩身身及周围围土体的的微幅振振动，同同时用仪仪表量测测和记录录桩顶的的振动速速度和加加速度，利利用波动动理论或或机械阻阻抗理论论对记录录结果加加以分

10、析析，从而而达到检检验桩基基施工质质量、判判断桩身身完整性性、预估估基桩承承载力等等目的。1.3.2超声波透射法超声波透射射法检测测桩身结结构完整整性的基基本原理理是：由由超声脉脉冲发射射源在砼砼内激发发高频弹弹性脉冲冲波，并并用高精精度的接接收系统统记录该该脉冲波波在砼内内传播过过程中表表现的波波动特性性；当砼砼内存在在不连续续或破损损界面时时，缺陷陷面形成成波阻抗抗界面，波波到达该界界面时，产产生波的的透射和和反射，使使接收到到的透射射波能量量明显降降低；当当砼内存存在松散散、蜂窝窝、孔洞洞等严重重缺陷时时，将产产生波的的散射和和绕射；根据波波的初至至到达时时间和波波的能量量衰减特特性、频

11、频率变化化及波形形畸变程程度等特特征，可可以获得得测区范范围内砼砼的密实实度参数数。优点：其他他完整性性检测方方法相比比，声波波透射法法能够进进行全面面、细致致的检测测，且基基本上无无其他限限制条件件。缺点：由于于存在漫漫射、透透射、反反射，对对检测结结果会造造成影响响。1.3.33反射射波法又称为低应应变发射射波法，它它是以应应力波在在桩身中中的传播播反射特特征为理理论基础础的一种种方法。使使用小锤锤敲击桩桩顶，通通过粘结结在桩顶顶的传感感器接收收来自桩桩中的应应力波信信号，采采用应力力波理论论来研究究桩土体体系的动动态响应应，反演演分析实实测速度度信号、频频率信号号，桩身身的缺陷陷、桩底底

12、均可以以根据反反射波的的相位、振振幅、频频率特性性，辅以以地层资资料、施施工记录录以及实实践分析析经验，对对其性质质进行综综合分析析判断。优点：仪器器轻便、现现场检测测快捷，以以其测点点多。经经济。便便捷等优优点，应应用十分分普遍，尽尽管从理理论到实实际应用用较为成成熟但本本身还有有一定的的局限性性。缺点：测量量时桩的的阻抗变变小，对对缺陷的的性质难难以区分分。2检测方方法及选选定原则则2.1检测方方法本规程所涉涉及的检检测方法法包括低低应变反反射波法法、高应应变动测测法、超超声波法法（包括括透射法法和折射射法）。检检测方法法应根据据工程的的需要和和检测的的目的确确定。检测方法检检测内容容：低

13、应应变反射射波法检检测桩身身缺陷位位置及影影响程度度，判定定桩身完完整性类类别，高高应变动动测法分分析桩侧侧和桩端端土阻力力，推算算单桩轴轴向抗压压极限承承载力；检测桩桩身缺陷陷位置、类类型及影影响程度度，判定定桩身完完整性类类别。为保证检测测结论的的可靠性性，可根根据不同同被检对对象和检检测要求求，选用用多种测测试方法法进行综综合分析析判断。桩的的检测数数量应符符合下列列规定：1公路工工程基桩桩应进行行1000%的完完整性检检测，各各种方法法的选定定应具有有代表性性和满足足工程检检测的特特定要求求；2重要工工程的钻钻孔灌注注桩应埋埋设声测测管，检检测的桩桩数不应应少于550%；3.高应变变动

14、测法法的抽检检率可由由工程设设计或监监理单位位酌情决决定，但但不宜少少于相近近条件下下总桩数数的5%且不少少于5根。2.2检测仪仪器与设设备基桩检测所所用仪器器设备的的主要技技术性能能和工作作环境条条件应符符合基基桩动测测仪JJG/TT30555中的的规定，并并具有良良好的波波形现场场显示、记记录和贮贮存功能能。检测测仪器设设备必须须由法定定计量单单位定期期进行标标定和年年检，合合格后方方能使用用。所有有仪器设设备在检检测前后后必须进进行自检检，确认认仪器工工作正常常。在检测前的的准备应应做到以以下几点点：（1）被检检工程应应进行现现场调查查，搜集集其工程程地质资资料、基基桩设计计图纸和和施工

15、记记录、监理日日志等，了了解施工工工艺及及施工过过程中出出现的异异常情况况。（2）检测测方法和和制定检检测方案案应根据据调查结结果和检检测目的的合理选选用。（3）检测测时间应应满足拟拟用检测测方法对对混凝土土强度（或或龄期）和和地基土土休止期期的规定。检测中需要要注意的的问题:（1）各种种墩、桩桩及桩墙墙结构的的完整性性检测，常常用低应应变或高高应变动动力试桩桩法。对对于大直直径桩，用用声波透透射法或或钻芯法法检测比比较合理理。（2）高、低低应变动动力试桩桩法的适适用范围围：当桩桩长比直直径大于于30mm时，或或桩体有有两个以以上缺陷陷时，动动力试桩桩法难以以提供准准确的桩桩体完整整性信号号。

16、因此此，针对对目前大大量使用用的超长长桩，动动力试桩桩必须加加以改进进，提高高动测信信噪比，提提高检测测精度。（3）桩基基检侧的的桩位应应结合设设计情况况和施工工质量综综合确定定，除考考虑对整整个工程程具有代代表性外外，应选选择结构构受力比比较重要要的部位位、地质质条件比比较差的的桩，由由设计、监监理等单单位共同同认定，新新规范为为此对一一些重要要的或成成桩质量量可靠性性差的桩桩基工程程要求必必须采用用静载试试验法来来确定。（4）尽管管在目前前桩的静静载试验验仍被国国内外公公认为评评价桩承承载力最最直观、可可靠的方方法，但但由于测测试仪表表的精度度、试验验方法的的限制、分分析方法法的差异异和工

17、程程判断的的能力等等因素，其其测试误误差也能能达到110。因因此，如如何改进进静载试试验测试试、分析析方法，提提高静载载试验的的可靠度度，就很很迫切。（5）桩身身完整性性检测宜宜采用两两种或多多种合适适的检测测方法进进行。当当采用低低应变法法或声波波透射法法检测时时，受检检桩混凝凝土强度度至少达达到设计计强度的的70，且且不小于于15MMPa。当当采用钻钻芯法检检测时，受受检桩的的混凝土土龄期达达到288d或预预留同条条件养护护试块强强度达到到设计强强度。当当基础埋埋深较大大时，桩桩身完整整性检测测应在基基坑开挖挖至基底底标高后后进行。（6）基桩桩低压应应变法动动测的关关键是要要取得准准确、可

18、可靠的测测试信号号，所以以现场检检测人员员应操作作熟练，经验丰富，遇到异常信号时，应分析原因，多换几个监测点，特别对大直径桩，桩截面各部位的运动不均匀性会增加，桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性，故应增加检测点数量，每个检测点得采集信号不宜少于3个，通过叠加平均提高信号比。2.3桩基检检测技术术在工程程中的实实例2.3.11工程程背景该桥为某大大桥墩柱柱的混凝凝土，墩墩柱为圆圆形结构构，直径径15000mmm，高度度8m左右右，因为为此次检检测的墩墩柱质量量比较差差，施工工单位在在施工完完毕拆模模后，发发现桩身身有许多多蜂窝与与空洞，后后来虽然然经过灌灌浆处理理，但用用CUTT-2001超

19、声声仪检测测的数据据结果中中发现，墩墩柱中局局部还是是存在不不密实与与空洞的的地方。2.3.22检测测方法与与检测过过程分析析该类型的缺缺陷适宜宜于超声声波方法法检测，采采用超声声脉冲检检测混凝凝土缺陷陷的基本本依据是是，利用用脉冲波波在技术术条件相相同（指指混凝土土的原材材料、配配合比、龄龄期和测测试距离离一致）的的混凝土土中传播播的时间间（或速速度）、接接收波的的振幅和和频率等等声学参参数的相相对变化化来判定定混凝土土的缺陷陷。超声脉冲波波在混凝凝土中传传播速度度的快慢慢，与混混凝土的的密实度度有直接接关系，对对于相同同质地及及测试距距离的混混凝土来来讲，声声速高表表明混凝凝土密实实，反之

20、之则表明明混凝土土密实性性较差。不密实与空空洞缺陷陷的检测测方法是是在柱身身布置网网格点，沿沿墩柱的的纵向方方向，每每隔3000mmm为一道道，每道道在横截截面方向向对称布布置6对测点点，这样样对整个个墩柱进进行全面面的扫描描式测试试，测试试完毕后后软件会会自动根根据规范范进行计计算，对对于声速速值或波波幅值低低于判定定值的点点，会给给予标注注。2.4桩基检检测技术术在工程程上的应应用某办公楼为为地上十十四层，地地下一层层的高层层办公楼楼，采用用框架结结构，总总建筑面面积3888188.6mm2，其其基础采采用钢筋筋混凝土土预制桩桩。经勘勘探，场场地地基基根据其其工程特特性的差差异，自自上而下

21、下分为四四层，分分述如下下:粉土土层、粉粉质粘土土层、砾砾砂层和和强风化化泥岩层层。基桩桩设计参参数要求求如下：桩径为为5000mmm；桩长长为100-122m；工工程桩总总桩数为为1700根；单单桩承载载力特征征值20000kkN；混混凝土强强度等级级：C440；桩桩端持力力层为砂砂砾层。本本次工程程实践中中针对场场地环境境和地质质条件，主主要采用用了如下下几种检检测手段段：成成孔质量量检测，检检测数量量40个；试桩桩载荷试试验，检检测试桩桩数量33根；高应变变动力检检测，检检测数量量10根；低应应变动力力检测，检检测数量量30根。2.4.11成孔孔质量检检测本工程中基基桩成孔孔质量测测试采

22、用用的仪器器设备主主要有JJJC-1A型型孔径仪仪、JNNC-11型沉渣渣测定仪仪、JJJX-33A型井井斜仪、深深度记录录仪（充充电脉冲冲发生器器）、电电动绞车车、孔口口轮等组组成。分分别对成成孔的孔孔深、孔孔径、孔孔斜及沉沉渣厚度度进行了了检测。检检测结果果：设计计孔深介介于100.455m11.94mm，实测测孔深介介于100.600m12.20mm，所有有检测桩桩均大于于设计要要求孔深深。实测测局部最最小孔径径介于4451mmm4711mm，局局部最大大孔径介介于5224mmm6333mm，无无最小孔孔径5550mmm的桩桩孔。实实测垂直直度介于于0.668%0.997%，均均小于11

23、%。实实测孔底底沉渣厚厚度介于于801000mm，均均小于1150mmm。综综上数据据统计分分析，本本次桩孔孔成孔质质量检测测4项指标标（孔深深、孔径径、孔斜斜、沉渣渣厚度）均均能够达达到规范范要求。2.4.22静载载试验检检测本次工程中中，根据据设计要要求，对对试桩检检测过程程中的33根试桩桩分别进进行单桩桩竖向静静载试验验。本次次检测使使用的主主要设备备有:武汉生生产的静静载试验验成套设设备RSS-JYYB，主主要包括括主机、中中继器、控控载箱、5000kN千斤顶、位移传感器等。另外还有钢梁、压板等。检测方法如下：本次竖向静载试验，采用锚桩反力装置与配重联合加载法，即在试验桩桩顶放置千斤顶

24、，再放主梁、次梁，次梁连接4根锚桩，同时在次梁之上堆放预制桩作为配重。对桩的加载方式采用快速维持荷载法，即逐级加荷，加荷后隔15min读一次数，每级加荷时间为2h。预计加荷为8级，每级荷载增量均为500kN。如果中间出现破坏荷载，则停止加荷。检测结果3根桩的极限承载力平均值为4000kN，最大极差为0，不大十平均值的30%，故单桩承载力的特征值(标准值)为4000=2.0=2000kN，符合设计要求。2.4.33低应应变动力力检测根据建筑筑桩基检检测技术术规范规规定，低低应变方方法适用用于检测测混凝土土桩的桩桩身完整整性，判判断桩身身缺陷的的程度及及位置，并并要求根根据桩身身完整性性检测结结果

25、，给给出每根根桩的桩桩身完整整性类别别。本次次工程实实践中共共对工程程桩中的的30根桩桩进行了了低应变变动力测测试。检检测仪器器由采用用FDPP2044PDAA型动测测分析系系统，加加速度传传感器，力力棒组成成。检测测方法是是：在桩桩顶放置置一只加加速度传传感器，接接受锤击击过程中中产生的的加速度度信号，通通过FDDP2004PDDA型桩桩基动测测系统放放大和AA/D转转换，变变成数字字信号传传给微机机，信号号经计算算机处理理后，在在屏幕显显示实测测波形，每每根桩布布采集点点一个，每每点采集集56锤信号号。将存存储在磁磁盘上的的测试信信号在时时域内进进行处理理，根据据应力波波反射等等价地将将实

26、测速速度信号号通过时时域由频频域辅助助，分析析不同部部位的反反射信号号，据此此分析每每根桩的的桩身完完整性。检检测结果果：其中中:I类桩桩28根，满满足设计计要求；II类桩桩2根，满满足设计计要求。2.4.44高应应变动力力检测本次工程中中共对工工程桩中中的100根桩进进行了低低应变动动力测试试。检测测仪器采采用FEEI-CC3型动动测分析析系统，该该系统由由4866/400微机，112位A/DD转换器器，加速速度传感感器，力力传感器器、重锤锤组成。检检测方法法是：将将两只加加速度计计和两只只应变式式力传感感器，分分别对称称安装在在桩侧表表面，锤锤自由下下落锤击击桩顶，瞬瞬时冲击击力产生生的加

27、速速度和力力信号，通通过FEEI-CC3型桩桩基动测测系统放放大和AA/D转转换，变变成数字字信号传传给微机机，信号号经过计计算机软软件处理理后存入入磁盘，同同时显示示实测波波形，然然后，将将存储在在磁盘上上的测试试信号进进行回放放（力、速速度），利利用FEEIPWWAPCC软件进进行曲线线拟合分分析，得得出单桩桩竖向极极限承载载力。检检测结果果：所检检测的110根桩桩的单桩桩竖向极极限承载载力基本本值均位位于21178kkN23442kNN之间，单单桩竖向向极限承承载力平平均值为为22660kNN，故根根据本次次高应变变检测结结果综合合判定单单桩极限限承载力力为22260kkN。3桩基础础在

28、高层层项目应应用过程程中出现现的弊端端3.1挤土效效应和浮浮桩在将预应力力管桩打打入土层层中时，由由于管桩桩对土体体的挤压压会使土土体向四四周排挤挤，周围围的土体体会因此此而受到到严重的的扰动。土土体遭到到严重的的扰动后后会发生生径向位位移，离离管桩一一定范围围内的土土体受到到不排水水剪切和和很大的的水平挤挤压力，经经过这些些外部干干扰后，土土体会形形成具有有很强的的孔隙水水压力的的扰动重重塑区。浮桩只是管管桩挤土土效应的的另外一一种表现现形式，但但是浮桩桩问题表表现得非非常之隐隐蔽，往往往是压压桩工程程结束之之后在做做静载检检测时才才发现这这一问题题。这个个时候可可能整个个压桩工工程已经经结

29、束，要要再次进进行压桩桩就会处处于非常常被动的的地位，而而且再次次压桩施施工时的的难度和和施工资资金都会会增加。3.2沉桩不不达标和和断桩沉桩没有达达到设计计要求的的原因主主要有以以下几点点，施工工前对地地质的勘勘探点不不够多，对对持力层层的起伏伏标高不不明确，导导致在考考虑持力力层和选选择管桩桩的长度度时出现现差错；没有设设计合适适的持力力层，不不恰当的的持力层层会使管管桩的承承载力受受较大的的影响。断桩是在管桩施工中经常遇到的问题，主要原因是使用了未经检验的不合格管桩；管桩在地下碰到了坚硬障碍物；在压桩过程中没有控制好垂直度；挤土效应造成管桩断裂。3.3滥用预预应力管管桩预应力管桩桩虽然在

30、在工程中中得到了了广泛的的应用，但但是这并并不代表表着预应应力管桩桩适用于于任何的的施工场场地，预预应力管管桩的持持力层可可以选择择是强风风化岩层层、坚硬硬的黏土土层或砂砂层和碎碎石层，但但是预应应力管桩桩不能打打入中风风化和弱弱风化岩岩层。3.4对预应应力管桩桩基础弊弊端的相相关处理理措施（1）处处理挤土土效应和和浮桩问问题对于施工过过程中遇遇到的挤挤土效应应，笔者者结合自自身多年年的经验验建议采采取以下下几种防防治措施施：对对管桩的的压桩顺顺序进行行合理的的安排，不不要盲目目的追求求工程的的施工速速度，要要控制好好每天的的压桩数数量，减减少因为为压桩数数量过多多而引起起空隙水水压力的的叠加

31、。优化压压桩的施施工的工工序，可可以先对对基坑进进行深度度开挖，这这样可以以有效的的减少地地基中土土层的侧侧向位移移和隆起起，降低低因为压压桩所引引起的空空隙水压压力。在施工工场地中中设置袋袋装的砂砂土和一一些塑料料排水板板，为地地基创造造有利的的排水条条件，并并且降低低空隙水水压力。在压桩桩之前可可以先进进行预钻钻孔作业业，通过过预钻孔孔可以提提高压桩桩的成功功率。对于浮桩问问题笔者者认为有有效的处处理措施施主要有有：在压压桩施工工还没有有结束前前就选择择具有代代表性的的管桩进进行测量量和监控控，在压压桩施工工结束之之后就要要立即使使用水准准仪器对对管桩进进行测量量记录，在在整个压压桩施工工过程中中要对管管桩进行行定期的的测量监监控，及及时发现现管桩的的上浮现现象。如如果在测测量和监监控过程程中发现现管桩有有上浮现现象，则则可以采采取控制制压桩的的速率、调调节压桩桩的路线线等补救救措施，通通过减少少挤土效效应来控控制管桩桩的上浮浮现象。如如果在采采取上列列措施后后还没有有解决管