王朝军

摘要：简要介绍了常用的几种桩基检测技术，针对具体工程，利用成孔质量检测、静载试验检测、低应变动力检测和高应变动力检测等技术对该工程的基桩进行了检测，进而对桩基质量做出评价，以确保建设工程的质量。

关键词：桩基检测高应变动力检测低应变动力检测

Abstract: this article introduces the commonly used several pile foundation inspection technology, in view of the actual project, using into hole quality test, the static load test detection, low strain dynamic testing and high strain dynamic testing technology for the project of the foundation pile for the tests, and then to evaluate the quality of pile foundation, to ensure the quality of construction projects.

Keywords: pile foundation inspection high strain dynamic detect low strain dynamic detection

中图分类号：TU473.1 文献标识码：A文章编号：

桩基础是工业与民用建筑工程一种常用的基础形式。当采用天然地基浅基础不能满足建筑物对地基变形和强度要求时,可以利用下部坚硬土层或岩层作为基础的持力层而设计成深基础,其中较为常用的为桩基础。桩基础作为一种深基础,具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、沉降稳定快、良好的抗震性能等特性,因此在各类建筑工程中得到广泛应用,尤其适用于建造在软弱地基上的各类建(构)筑物。桩按材料可分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等,按受力分类为摩擦桩和端承桩,按桩的入土方法可分为打入桩、压入桩和灌注桩等。建筑工程桩基础不论采用何种类型的桩,实际施工过程中保证桩基质量,使桩基符合设计要求,是基础工程施工中经常遇到的问题。

1 桩基检测技术

1.1 成孔质量检测。在桩的施工中，成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇筑后的成桩质量：桩孔的孔径偏小则使整桩的承载能力降低；桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥；桩孔偏斜则会削弱了基桩承载力的有效发挥；桩底沉渣过厚使得有效桩长减少。因此，成孔质量检测对于控制成桩质量尤为重要。成孔质量检验的内容主要包括桩孔位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度等。

1.2 桩的承载力的检测

1.2.1 静载荷试验法。静载荷试验用于检测基桩承载力和桩的竖向抗拔极限承载力。静荷载试验法包括单桩竖向、单桩水平和单桩竖向抗拔承载力检测，工程中多用到竖向抗压静载荷试验。静荷载试验法的显著优点是其受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测，对于工程桩检测不能做破坏性试验。其检测精度相对较高。

1.2.2 高应变动测法。基桩高应变动检测，就是利用重锤对桩顶进行瞬态冲击，使桩周土产生塑性变形，在桩头实测力和速度的时程曲线，通过应力波理论分析得到桩土体系的有关参数，揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能，分析桩身质量，确定桩的极限承载力。

1.3 桩的完整性检测

1.3.1 低应变动测法。基桩的低应变动测法就是通过对桩顶施加较低的激振能量，引起桩身及周围土体的微幅振动，同时用仪表量测和记录桩顶的振动速度和加速度，利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析，从而达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性。

1.3.2 声波透射法。声波透射法是利用超声波在混凝土中传播的声学参数，如声速C、频率F、振幅A的变化及波形来分析桩身混凝土的连续性及断层、夹砂、蜂窝等缺陷的大小、位置。

2 桩基检测技术在工程上的应用

某办公楼为地上十四层，地下一层的高层办公楼，采用框架结构，总建筑面积38818.6m2，其基础采用钢筋混凝土预制桩。经勘探，场地地基根据其工程特性的差异，自上而下分为四层，分述如下:粉土层、粉质粘土层、砾砂层和强风化泥岩层。基桩设计参数要求如下：桩径为φ500mm；桩长为10- 12m；工程桩总桩数为170根；单桩承载力特征值2000kN；混凝土强度等级：C80；桩端持力层为砂砾层。本次工程实践中针对场地环境和地质条件，主要采用了如下几种检测手段：a.成孔质量检测，检测数量40个；b.试桩载荷试验，检测试桩数量3根；c.高应变动力检测，检测数量14根；d.低应变动力检测，检测数量40根。

2.1 成桩孔质量检测。本工程中基桩成桩质量测试采用的仪器设备主要有JJC- 1A 型孔径仪、JNC- 1 型沉渣测定仪、JJX- 3A 型井斜仪、深度记录仪（充电脉冲发生器）、电动绞车、孔口轮等组成。分别对成桩的孔深、孔径、孔斜及沉渣厚度进行了检测。检测结果：设计孔深介于10.45m～11.94m， 实测孔深介于10.60m～12.20m，所有检测桩均大于设计要求孔深。实测局部最小孔径介于451mm～471mm，局部最大孔径介于524mm～633mm， 无最小孔径<550mm 的桩孔。实测垂直度介于0.68%～0.97%，均小于1%。實测孔底沉渣厚度介于80～100mm，均小于150mm。综上数据统计分析，本次桩孔成孔质量检测4 项指标（孔深、孔径、孔斜、沉渣厚度）均能够达到规范要求。

2.2 单桩竖向静载试验

本工程中，根据设计要求，对试桩检测过程中的3根试桩分别进行。

本次检测使用的主要设备有: 武汉生产的静载试验成套设备RS- JYB，主要包括主机、中继器、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，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。最大试验荷载为设计承载力特征值的2.0倍（2000KN×2=4000KN），加荷为10级，每级荷载为最大试验荷载的1/10(即400KN)，每级荷载增量均为400kN,对桩的加载方式采用快速维持荷载法：逐级加荷，第一级荷载和第二级荷载取分级荷载的2倍，以后的每级荷载取分级荷载。加荷后按第5min,15min,30min 测读桩顶沉降量，以后按每15min读一次数。当桩顶沉降达到相对收敛标准时，再施加下一级荷载（受检桩沉降相对收敛标准为：加载时每级荷载维持时间不应小于一小时，最后15min时间间隔的桩顶沉降增量小于相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量）。卸载时，每级卸载量为分级荷载的2倍（即800KN），逐级等量卸载。卸载时，每级荷载维持15min，按第5min,15min测读桩顶沉降量，卸载至零后，测读桩顶残余沉降量，维持时间为2h，测读时间为第5min,15min,30min，以后每隔30min测读一次。检测结果3根桩的极限承载力平均值为4000kN，最大极差为0，不大于平均值的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。

2.3 低应变动力检测。根据《建筑桩基检测技术规范》规定，低应变方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判断桩身缺陷的程度及位置，并要求根据桩身完整性检测结果，给出每根桩的桩身完整性类别。

本次工程实践中共对工程桩中的14 根桩进行了低应变动力测试。检测仪器由采用FDP204PDA 型动测分析系统，加速度传感器，力棒组成。检测方法是：在桩顶放置一只加速度传感器，接受锤击过程中产生的加速度信号，通过FDP204PDA 型桩基动测系统放大和A/D 转换，变成数字信号传给微机，信号经计算机处理后，在屏幕显示实测波形，每根桩布采集点一个，每点采集5～6 锤信号。将存储在磁盘上的测试信号在时域内进行处理，根据应力波反射等价地将实测速度信号通过时域由频域辅助，分析不同部位的反射信号，据此分析每根桩的桩身完整性。检测结果：其中:I 类桩35 根，满足设计要求；II 类桩5 根，满足设计要求。

2.4 高应变动力检测。本次工程中共對工程桩中的14 根桩进行了高应变动力测试。

检测仪器采用FEI- C3 型动测分析系统，该系统由486/40 微机，12 位A/D 转换器，加速度传感器，力传感器、重锤组成。检测方法是：将两只加速度计和两只应变式力传感器，分别对称安装在桩侧表面，锤自由下落锤击桩顶，瞬时冲击力产生的加速度和力信号，通过FEI- C3 型桩基动测系统放大和A/D 转换，变成数字信号传给微机，信号经过计算机软件处理后存入磁盘，同时显示实测波形，然后，将存储在磁盘上的测试信号进行回放（力、速度），利用FEIPWAPC 软件进行曲线拟合分析，得出单桩竖向极限承载力。检测结果：所检测的14 根桩的单桩竖向极限承载力基本值均位于2178kN～2342kN 之间，单桩竖向极限承载力平均值为2260kN，故根据本次高应变检测结果综合判定单桩极限承载力为2260kN。

3 结论

桩基础是工业与民用建筑工程一种常用的基础形式，是深基础的一种。按桩材料可分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等，按受力分类为摩擦桩和端承桩，按桩的入土方法可分为打入桩、压入桩和灌注桩等。建筑工程桩基础不论采用何种类型的桩，施工测量都是不可缺少的。建筑工程桩基础施工测量的主要任务：一是把设计总图上的建筑物基础桩位，按设计和施工的要求，准确地测设到拟建区地面上，为桩基础工程施工提供标志，作为按图施工、指导施工的依据；二是进行桩基础施工监测；三是在桩基础施工完成后，为检验施工质量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料，需要进行桩基础竣工测量。