桩基检测技术

桩基检测技术1.桩基检测的现状与发展目前，随着国家基础建设的增多，特别是在大量建设高速公路、高层建筑、特大桥时涉及若干桩基工程，从安全角度出发，最好每一根桩都能检测到，但实际上，都是按某种比例抽检。因此如果能整体检测一个区域的桩就能更好地控制桩的质量。另外，由于工期普遍缩短，而桩是各种建筑物的基础，任何后续工作必须在桩基检测合格后才能进行，所以如何快速准确的检测是桩基检测的一个发展方向。现在，桩的尺寸越来越大，桩的质量控制也越来越难，出现缺陷的可能就会更多，给检测带来了难度。所以如何在不破坏桩的情况下全面检测桩的各个部位也是一个等待解决的问题。同时，由于部分桩基检测方法会破坏桩体，降低桩的强度，所以要求无损检测技术能广泛的运用到桩基检测中来。因此，轻便容易携带，操作简单省时，检测结果清楚直观，会是将来桩基检测的主要发展方向。2.桩基检测的目的目的：检测桩基的承载力及其完整性。桩基承载力：竖向抗拔承载力、竖向抗压承载力、水平承载力等。桩基完整性：完整桩、缩劲桩、扩劲桩、多缺陷桩等（见示意图）。完整桩缩颈桩扩劲桩多缺陷桩3.桩基检测技术分类桩基检测法开挖检测法直观检测法勘探孔检测法闭路电视检测法辐射能检测法超声波检测法放射性元素能量衰减法静力试桩法动力试桩法高应变法低应变法静荷载试验法钻桩取芯试验法4.桩基检测特点4.1静力试桩法（静载荷试桩法）优点：真实地反映了桩基础的工作状况，是确定承载力的最直接最可靠方法，为常用的承载力确定方法。不足：检测周期长，费时、费力、费用昂贵，且为有损检测，因此试桩数量受到限制，抽样率低、试验结果代表性差。另外，在对承载力较高的工程桩检测时，施工前往往要指定静载试验桩位，因而桩基检测不能做到随机抽样，使检测结果的利用价值降低。4.桩基检测特点4.2动力试桩法高应变法优点：分为凯斯法和凯普维普法即波形拟合法。其中，凯斯法的优点是可以快速地对单桩极限承载力和桩身结构的完整性作出估计，实现现场的实时分析，同时可用来对打桩过程实行监测和监控，对预制打入桩特别适合，波形拟合法的优点是精度高。同时，采用先进的微电子仪器及信号处理技术,具有设备轻便、快速、费用低廉等优点。不足：分析计算复杂,需要经过专业工程技术人员进行信号拟合分析。4.桩基检测特点4.2动力试桩法低应变法优点：低应变法是通过桩的动刚度和动静对比系数来求得桩的承载力。它的优点是设备简单、检测速度快、费用低廉,可以大面积检测。不足：必须依赖静载试验以求出动静对比系数,精度较差。5.静力试桩法（静载荷试桩法）5.1概念静载荷试桩法：是指对桩基进行静力原型测试。其具体做法是按一定要求将荷载分级加到试桩上，每级荷载维持不变直至桩顶的下沉增量达到某一规定的相对稳定标准，然后继续加下一级荷载，当达到规定的终止试验条件时便停止加荷，再分级卸荷直至零载。5.静力试桩法（静载荷试桩法）5.2分类按载荷方式分：堆载法（见图4.2-1）、锚桩反力梁法（见图4.2-2）。按加载方向分：竖向抗压静载试验，竖向抗拔静载试验，水平静载试验。图4.2-1堆载法图4.2-2锚桩反力梁法5.静力试桩法（静载荷试桩法）5.3单桩竖向抗压静载试验检测目的：确定单桩竖向抗压极限承载力，判断竖向抗压承载力是否满足设计要求，通过桩身内力及变形测试，测定桩侧、桩端阻力，验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果。检测时间：桩身混凝土强度达到设计要求。休止期：砂土---7d；粉土---10d；非饱和粘土---15d；饱和粘土---25d。5.静力试桩法（静载荷试桩法）5.4单桩竖向抗拔静载试验检测目的：确定单桩竖向抗拔极限承载力，判断竖向抗拔承载力是否满足设计要求，通过桩身内力及变形测试，测定桩的抗拔摩擦力。检测时间：桩身混凝土强度达到设计要求。休止期：砂土---7d；粉土---10d；非饱和粘土---15d；饱和粘土---25d。5.静力试桩法（静载荷试桩法）5.5单桩水平静载试验检测目的：确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数，判定水平承载力是否满足设计要求，通过桩身内力及变形测试，测定桩身弯矩和饶曲。检测时间：桩身混凝土强度达到设计要求。休止期：砂土---7d；粉土---10d；非饱和粘土---15d；饱和粘土---25d。5.静力试桩法（钻桩取芯试验法）检测目的：桩身完整性及桩端持力层情况为检测目的：检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判定或鉴别桩端岩土性状，判定桩身完整性类别（见下图）。6.动力试桩法（高应变法）6.1原理及分类原理：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力传感器和加速度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的极限承载力以及检测桩身结构完整性。分类：根据理论模型和计算承载力的方法不同又可分多种检测方法，具体如下：打桩公式法、锤击贯入法、波动方程半经验解析解法（也称Case法）、实测曲线拟合法、静动法（Statnamic）等。目前：实测曲线拟合法分析检测基桩承载力（高应变）是目前得到肯定与推广的主要动测方法。6.动力试桩法（高应变法）6.2目的及检测时间检测目的：判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求，检测桩身缺陷及其位置，判断桩身完整性类别；分析桩侧和桩端土阻力。检测时间：桩身混凝土强度达到设计要求。休止期：砂土---7d；粉土---10d；非饱和粘土---15d；饱和粘土---25d。6.动力试桩法（低应变法）6.4反射波法及其实例反射波法：射波是以手锤或力棒敲击桩顶，给桩一定的能量，产生一纵向应力波，应力波沿桩身向下传播，由传感器(速度型或加速度型)拾取桩身缺陷及不同界面的反射信号，通过检测和分析应力波在桩身中的传播历程，便可分析出基桩的完整性，并根据桩身突然变化界面时(如：桩底沉渣过厚、桩身夹泥、断裂、扩径或缩径等)所产生的反射和透射波，来确定桩身缺陷性质、估算桩长或缺陷位置，且根据应力波在桩身中的传播速度来估算混凝土的强度（详见示意图）。6.穿动繁力试学桩法厕（低渡应变膊法）6.损4反屯射波束法及啄其实路例完整篮桩的断波形饲：指在优桩身愤内的张任意滤截面潜内不踏产生决反射衰波，蝴桩顶埋的传渐感器老接收世到的灵各界戴面的仇反射音波的芝信号据为零登(桩食底反星射信肯号除咳外)记，并妄且应演力波妻的波扯形规妻则衰形减，童波速腰正常柳，桩趋底反挡射清允晰，妙达到肉设计页桩长身（如应示意伸图图诉所示村）。完整规桩波兔形示甜意图6.疑动雷力试饲桩法案（低床应变米法）6.劣4反筹射波甲法及沃其实室例缩颈衡桩的皂波形溜：应力满波通纸过灌脑注桩纪突然确变化避的截环面(欣表现盗为缩勾颈或相扩颈志等)指时，童其反古射波未、透重射波妄与入军射波巩发生刘变化妈。因迫缩颈踪蝶表现温为弹坚性波古由桩忍顶向除下传茧播时梅，下臭行弹蒸性波劲将产符生反扶射波反和透与射波剖，且佛反射得应力答波为狼上行梦拉力音波，化由应柱力符螺号定睁义，谈上行致拉力秃波和古下行酿压缩锤波的票方向腐一致弱，因季此入既射波摔到达山桩顶腔时，汽传感昌器测湿到的呢应力夹波和奴初始墓冲击乡丰压缩看波的恰方向舞一致闸，且帖反射捕波的域速度挂、方赏向也葵与入号射波晕相同锣，在塌波形挠上表姥现为赛振动孟方向刃一致饭（如供示意衰图所丛示）叔。缩颈糖桩波奶形示递意图6.钥动柳力试网桩法叙（低厚应变然法）6.想4反阶射波饥法及杂其实铜例扩颈金桩的吉波形狮：对于魂扩颈粒表现些为弹足性波徐由桩伶顶向勾下传枝播，惜由小富截面阁到大妨截面苗上时天，上底行的国压缩味波与盗下行肉的压持缩波堆的方快向相臣反，裙因此范，反旺射波坛到达洞桩顶贴时，驰传感机器测冈到的那应力君波与鹿初始现冲击修压缩院波的扛方向联相反吩，且口速度侄反射叨波也塘与入策射波衣方向膝相反杂，在苗波形丢上表托现为腰振动订方向蛮相反绞（如秤示意食图所摘示）狂。扩颈栏桩波疫形示付意图6.首动匠力试是桩法县（低惭应变磁法）6.柔4反数射波滔法及真其实可例夹泥毁或离户析桩寄的波口形：当桩赖身某探处局懂部夹励泥离载析时宵产生理的反球射波掏形同茫“缩宫颈”砖波形妙相似友，与丧激发燃脉冲轻波形扶是同肚相位铜的。尖但夹疤泥离换析对赌整桩遥平均劲纵波俩速与航缩颈县不同幸，缩辣颈现判象对绍整桩稿波速温影响勇不大笑，而千局部猴离析伸桩的事整桩月平均羽波速唤则会找有所扁下降完且桩尺底反讨射较也弱（甩如示碑意图盯所示引）。夹泥坏或离再析桩荐波形攻示意消图6.挽动收力试哲桩法较（低桐应变稀法）6.延4反瞧射波章法及慌其实诸例断桩稿的波争形：当桩田身内替出现员水平漠断裂摩缺陷巩时，衫反射坛波波溉形尖逮锐，遭相位促与初乎始相椅位相墙同，勾且能熊量强怎，在劣桩身坑可连房诚续追绿踪两亦次以搜上等松距多溪次反搁射波暮，难题以判袭定桩辆底反伙射，越多次役反射踩能量棍逐步万衰减中。若纤两个方以上馅断裂芝并存景时，葬波形撒畸变慎，能碗量相忽互干英涉，辨除了斥第一拳断裂鸣位置披易于蔑判断担外，逗难以贵判断耗第二巧断裂软位置鬼，出利现若夹干小忆振幅逮、不猫规则蛮的高猴频波亚（如分示意静图所沟示）仙。夹泥往或离冻析桩定波形剪示意技图7.据其弹他检慈测方需法简离介射线钟法：属于耍放射甘性元逐素能联量衰果减法友中的屈一种筒，是孙根据幅射线品穿过昆混凝斯土时资，混企凝土坚质量座的差采异将暗会产统生不借同的俭辐射钳效应悬，以经此来秤检验该桩基筒的质搁量。袖该法围所用悟仪器姐设备葬复杂席昂贵嘴，又方要在杀桩中眨预埋早管道逆，操桐作时次易危翁及人稻的安渗全。7.肆其毛他检地测方坊法简摔介超声总波法细：是以矛弹性选波理谈论为叠基础贼，采槐用由缝压电或材料侄制成曲的声牧-电酱换能宾器在晕不同顶位置艺发射比和接云收声舟波，惜测量忌并记锋录声感波穿炒透介般质所造需要狐的时服间和常波形拴，计妇算声岔波的什传播经速度董，结您