边晓明，刘小翠

葛洲坝集团试验检测有限公司，湖北 宜昌 443000

1 前言

低应变检测桩基完整性重点环节在于检测过程中及时收集相关资料，在检测时发现异常，需立即进行复测，并排除设备及方法等影响，切实保证数据可靠，并收集工程水文地质、岩土工程勘察资料、桩基的设计施工图及成孔施工资料等，分析缺陷形成的原因和因素对数据的影响，避免造成误判。确认存在缺陷，根据实际情况提出处理意见措施，查找原因，避免类似情况再次发生。

2 低应变反射波法检测的局限性

低应变反射波法是一种快速检测方法，其仪器设备轻便、检测速度快、费用较低，具有静载试验所不具备的功能，在工程桩的普查中一直占有不可替代的地位。

同时，由于存在着复杂的桩土系统、理论假设与实际不相符等问题，低应变反射波法也有其局限性。

（1）具有合理长径比的完整桩，100m 以内均可测到桩底的反射信号。

（2）断桩、特别是浅部断桩，一般均可准确判别。

（3）若桩身存在较严重浅部缺陷时，很难发现其下部的第二个缺陷，有经验的测桩专家，在同一根桩上可识别两种以上缺陷（第一缺陷为次要缺陷）。

（4）可准确判定缺陷位置（可精确到10%）。

（5）可初步判定缺陷类型（视测桩经验定）。

（6）不能很好地区分Ⅱ类桩与Ⅲ类桩。

（7）不能准确的给缺陷程度定量。

（8）不能提供单桩承载力、对小缺陷灵敏度不高、无法检测桩底沉渣厚度。

（9）渐变缩径或离析且范围较大时，波形缺陷反应不明显；

（10）预制桩的裂隙或接头反射判断的尺度不好掌握；

（11）在缺乏详实的地质资料以及施工记录不真实的情况下，无法详细判断桩的缺陷性质（缩径、夹泥、离析）等桩身缺陷类型的判断。

（12）不能检测平行于桩轴线的垂直裂隙。

3 实例分析

图1 案例示意图

图1：设计桩长45m，桩径0.5m，正循环转孔灌注桩，采用C20 水下混凝土浇筑。该桩在5.3m 左右有同向反射同时伴有多次反射，从图形分析判断该桩基在5.3m 左右存在断层，判为Ⅳ类。原因分析：本批桩基附近区域内有5 根桩出现该情况，并且缺陷位置均集中在5.0～6.2m 之间，实体查看现场水文地质情况，翻阅设计地勘资料并对转孔过程中的转渣进行对比分析，确定该批问题桩基所处位置为古河道，古河道河床底部存有1m左右的流沙层，故该批桩基均在5m 多的地方出现严重的夹泥，形成断桩。处理方法：由于问题桩批次存在，且该古河道面积较大，开挖量较大成本高，综合经济及技术手段，建议采用机械钻孔桩补桩，成孔时采取化学泥浆护壁，成孔后采取反射波成孔检测仪测试孔壁及沉渣，混凝土采用C30 水下混凝土浇筑。

图2 案例示意图

图2：设计桩长50m，桩径0.6m，采用C25水下混凝土浇筑，属于简易钻孔桩。该桩在距离桩顶7.5m 附近有同向反射，并存在多次反射，从图形分析判断该桩基属断桩，判为Ⅳ类。原因分析：查看桩孔记录，该桩基在转至6～8m 附近时发现淤泥层，并且处于液化流体状态，但在施工过程中未做任何处理，致使在灌桩过程中在该淤泥层位置出现坍孔，形成夹泥层。处理方法：由于该桩基在6～8m附近的位置存在流动性较大淤泥层，并且该淤泥层的范围较大，采用开挖工程量非常大，而该桩处在四桩承台中，旁边是三桩承台，经设计同意，采取桩径0.8m 的转孔桩对问题桩基接桩处理，并把两个承台合并成一个大承台，并增加配筋量，重新进行设计验算及静载试验验证基础的承载能力。

图3 案例示意图

图3：设计桩长56m，桩径0.6m，采取C30水下混凝土浇筑，正循环钻孔灌注桩。该桩基在距离桩顶14m左右存在明显的同向反射，桩底反射信号弱，该桩基在距离桩顶14m 左右存在严重离析或夹泥，根据图形初步判定为Ⅲ类桩。原因分析：查阅设计图纸及桩基施工过程记录，该灌注桩基靠近河床，地下水丰富，在成桩和混凝土浇注过程中没出现异常，在浇注完成后可能受地下水的影响在14m 左右造成严重离析。处理方法：该桩孔灌注桩在低应变检测前被确定为静载试验用桩基，低应变检测后已经发现14m 存在严重质量缺陷，故我公司建议对该桩基进行问题桩基处理，并另选一根桩做静载荷试验。项目桩基施工方对此结论有异议，坚持用问题桩做静载荷试验，意图在问题桩基满足静载试验的基础上做设计工作，故坚持做静载试验。问题桩基做静载试验其安全风险极高，我公司在同施工方及建设方沟通后，加强了静载试验的安全措施，第一采取自动化加装及采集设备进行，第二对每级加载后承载梁进行预垫，避免出现安全事故。结果在加载到第4 级时桩身突然沉陷，试验被迫终止，该桩基14m 位置已经完全断裂，14m 以上部位出现侧向滑移。鉴于本次事件的问题较为严重，项目建设方业主介入，指令施工方直接在将原桩基冲掉，并在原桩位上重新浇筑桩长56m，桩径0.8m 的桩基。

图4 案例示意图

图4：设计桩长16.3m，桩径0.7m，冲击转成孔，端承桩，采用C30 水下混凝土浇筑。该桩在7.8m 左右有明显的同向反射，桩底存在同向反射信号。该桩基在7.8m 左右出现断层，桩底有二次反射信号即为断桩的明显标志，按规范判定为Ⅳ类。原因分析：查阅地质资料无异常，询问现场工人浇筑过程情况，浇筑过程中施工员及监理人员在验完桩基底部沉渣后离开现场，实际浇筑过程中仅有三名施工工人，在浇筑至断桩位置时由于混凝土状态不良，下料困难，工人在抖管过程中将导管拔脱出混凝土面，而后又将导管插入混凝土继续浇筑，致使该处出现浮浆断层。处理方法：该桩基所处地质条件良好，桩顶至距桩顶断桩位置均为粘土层，经项目建设单位及设计同意，采用直径0.8m 的人工挖孔，开挖至断桩位置出现浮浆断面，继续下挖出现新鲜混凝土后半米为止，处理该处桩基平面，重新进行低应变检测，确定下部桩身完整性良好。清理好桩头，采用C35 水下混凝土进行接桩处理，待龄期达到检测天数复测，接桩效果良好。

图5 案例示意图

图5：设计桩长29.5m，设计桩径0.8m，冲击转成孔，端承桩，设计采用C25 水下混凝土浇筑。从实测图形来看该桩在距离桩顶7m 左右存在明显的同向反射，并伴有多次同向反射，桩底无反射信号。该桩基在距离桩基顶部7m 左右存在严重离析或断层，初步判定为Ⅳ类。原因分析：该桩在混凝土浇筑至距地面7m 的位置时出现堵管，导管拔出进行通管处理，后又将导管重下插入混凝土中再次浇筑。故在7m 左右存在夹层，类似断桩。处理方法：该桩地质条件较好，距离边坡及其他结构均较远，适合采取人工挖孔方式处理上部混凝土。通过设计验算并经建设方同意采用直径0.9m 的人工挖孔桩接续该桩基。当开挖至距桩顶7m 左右时，桩身出现砂浆层，继续下挖至新鲜混凝土面后磨平桩面，重新检测，下部桩身完整。清理好桩头接续钢筋笼后采用C30 水下混凝土进行浇筑，达到龄期后复测接桩效果良好。

图6 案例示意图

图6：设计桩长29.85m，桩径0.6m，冲击转成孔，采用C25 水下混凝土灌注，端承桩。该桩在1.5m 左右出现明显的同向反射，并伴有多次反射，桩底反射信号不明显。根据实测图形判断该桩基在1.5m 左右存在严重离析或断裂层，桩基完整性类别判定为Ⅲ类。原因分析：该桩基在浇筑过程中无任何异常，调取地质资料及转孔记录未发现明显异常，无法确定造成原因。处理方法：由于该缺陷或者断裂层距桩顶较浅，仅为1.5m 左右，商议后决定直接开挖缺陷位置，开挖至1.6m 时发现断裂层，该断裂层结构面较为整齐，又询问现场施工人员后初步判断是该桩基浇筑完成后第二天，施工方开挖临近桩基基础时对该桩基上部造成扰动，致使该桩基上部1.5m 出现断层，破除有缺陷的桩身混凝土清理干净桩面，重新进行低应变检测，下部桩身完整，桩底有明显反射信号。后按0.8m 桩径对该桩基进行接桩，采用C30 水下混凝土浇筑，按设计要求28d 龄期后复测低应变检测及静载试验，结果均满足设计要求。

图7 案例示意图

图7：设计桩长24.7m，桩径0.6m，冲击钻成孔，采取C30水下混凝土浇筑，端承桩。该桩基在距离桩顶9.3m 左右出现明显的同向反射并且波幅较宽，桩底反射信号无。根据实测数据进行分析，该桩基在9.3m 左右存在严重离析或断层，据此判为Ⅳ类。原因分析：经现场实地踏看及查看地质资料没有发现异常，询问浇筑过程有无异常，施工员报送无异常，但通过和浇筑工人交流，获悉该桩在浇筑混凝土过程中导管脱落，在浇筑结束后才发现少了一节导管，施工单位刻意隐瞒该情况，想蒙混过关，在检测结果出来后感觉无法在隐瞒才说实情。处理方法：该桩基基础上部是个单柱的承台，只能采取补桩或者人工开挖的方式来处理。该桩基的土层条件好，经建设方及设计单位同意，采用桩径0.8m 的人工挖孔进行接桩。开挖至距桩顶8.5m左右时导管出现，挖到9.3m 左右时出现松散层（砂浆夹泥），继续下挖10.4m 左右才出现密实的混凝土，处理新鲜混凝土面，进行低应变检测，确定下部桩身完整。祛除缺陷位置接续钢筋笼，并采用C35 水下混凝土进行浇筑。

4 结语

（1）低应变反射波法检测快速、费用低，但其局限性也非常突出，在现场检测时一定要排除各种外界干扰因素，注意收集施工过程中的记录、地勘资料及桩孔信息、强度资料等帮助室内资料分析整理。

（2）桩基质量控制重在施工过程控制，注重工艺工法的落实，三检制的落实，低应变反射波法检测发现有缺陷，根据检测结果可以具体判定缺陷部位及成因，可以给施工单位提供处理意见。

（3）低应变反射波法检测结果判定不能仅依赖检测波形，要综合现场检测时收集的资料信息，有必要时再次对现场进行实地勘察。分析出现问题的原因，为工程施工的质量提升提供意见，避免类似质量事故或事件再次发生。

（4）根据低应变反射波法的局限性，为更好的确定桩基质量，避免出现误判或者错判，给工程或者个人带来经济或名誉损失，可结合声波透射法，钻芯法辅助分析，必要时直接进行开挖至缺陷部位进行查看。