浅谈桩基检测的有关问题

　　摘要：桩基是工程结构常用的基础形式之一，属于地下隐蔽工程，施工技术比较复杂，工艺流程相互衔接紧密，施工时稍有不慎极易出现断桩等多种形态复杂的质量缺陷，影响桩身的完整性和桩的承载能力，从而直接影响上部结构的安全。因此，其质量检测成为桩基工程质量控制的重要手段。
　　关键字：桩基施工；检测
　　桩基作为目前工程建设中大量采用的深基础形式，是涉及结构安全的重要组成部分。桩基是隐蔽工程，它是建筑物的基础，其质量优劣直接影响到这些建筑物的平安。在桩基础的施工过程中，桩基检测是一个不可短少的环节。近年来桩基础在高层建筑和铁路建设中普遍运用，随着建设单位对工程质量要求的提高，基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。桩基质量检测技术，特别是桩基动力试验，涉及到岩土力学、振动学、桩基施工技术和计算机技术等诸多学科知识，它既不同于常规的建筑材料试验，又不同于普通的建筑结构测试。不断提高桩基检测的质量水平，不断强化对桩基检测队伍的管理，对工程的质量建设具有重要意义。
　　根据《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106-2003),目前桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等几种。
　　一、几种常用检测方法的适用性：
　　1、静载试验法
　　这是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最可靠的试验方法。但在工程实践中发现，基准桩的问题有时会被检测人员所忽视，容易出现基准桩打入深度不足，试验过程产生位移的问题。
　　2、钻芯法
　　这种方法具有科学、直观、实用等特点，在检测混凝土灌注桩方面应用较广。一次完整、成功的钻芯检测，可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况，并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。抽芯技术对检测判断的影响很大。某工程先用XY-1型工程钻机，采用硬质合金单管钻具，用低压慢速小泵量及干钻相结合的钻进方法，结果采芯率不到70%，芯样完整性极差，大多呈碎块；后来改用SCZ-1型液压钻机，采用金刚石单动双管钻具，采芯率达99%，芯样呈较完整的圆柱状。所以，《技术规范》对钻机和钻头作了相应的规定，就是为了避免抽芯验桩的误判。
　　3、反射波法
　　目前在国内，绝大多数的检测机构采用反射波法（瞬态时域分析法）检测桩身完整性，主要原因是其仪器轻便、现场检测快捷，同时将激励方式、频域分析方法等作为测试、辅助分析手段融合进去。当然，低应变法检测时，不论缺陷的类型如何，其综合表现均为桩的阻抗变小，而对缺陷的性质难以区分，这是其最大的局限性。
　　4、高应变法
　　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。高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能够在查明这些“缺陷“是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度，可作为低应变法的补充验证手段。目前在某些地区，利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率，已成为一种普遍做法。
　　5、声波透射法
　　与其他完整性检测方法相比，声波透射法能够进行全面、细致的检测，且基本上无其他限制条件。但由于存在漫射、透射、反射，对检测结果会造成影响。
　　二、桩基检测技术在现实中的应用
　　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，场地地基依据其工程特性的差别，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：C40；桩端持力层为砂砾层。本次工程理论中针对场地环境和地质条件，主要采用了如下几种检测方法：
　　①成孔质量检测，检测数量40个；
　　②试桩载荷实验，检测试桩数量3根；
　　③高应变动力检测，检测数量10根；
　　④低应变动力检测，检测数量30根。
　　本工程中基桩成孔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、深度记载仪（充电脉冲发作器）、电动绞车、孔口轮等组成。分别对成孔的孔深、孔径、孔斜及沉渣厚度停止了检测。检测结果：设计孔深介于10.45m～11.94m，实测孔深介于10.60m～12.20m，一切检测桩均大于设计要求孔深。实测部分最小孔径介于451mm～471mm，部分最大孔径介于524mm～633mm。实测垂直度介于0.68%～0.97%，均小于1%。实测孔底沉渣厚度介于80～100mm，均小于150mm。综上数据统计剖析，本次桩孔成孔质量检测4项指标（孔深、孔径、孔斜、沉渣厚度）均可以到达设计标准要求。
　　本次竖向静载实验，采用锚桩反力安装与配重结合加载法，即在实验桩桩顶放置千斤顶，再放主梁、次梁，次梁衔接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。估计加荷为8级，每级荷载增量均为500kN。假如中间呈现破坏荷载，则中止加荷。检测结果3根桩的极限承载力均匀值为4000kN，最大极差为0，不大于均匀值的30%，故单桩承载力的特征值(规范值)为4000/2=2000kN，符合设计要求。
　　低应变动力检测在桩顶放置一只加速度传感器，承受锤击过程中产生的加速度信号，经过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，信号经计算机处置后，在屏幕显现实测波形，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停止处置，依据应力波反射等价地将实测速度信号经过时域由频域辅助，剖析不同部位的反射信号，据此剖析每根桩的桩身完好性。检测结果：其中:I类桩28根，满足设计要求；II类桩2根，满足设计要求。
　　高应变动力检测将两只加速度计和两只应变式力传感器，分别对称装置在桩侧外表，锤自在下落锤击桩顶，瞬时冲击力产生的加速度和力信号，经过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置后存入磁盘，同时显现实测波形，然后，将存储在磁盘上的测试信号停止回放（力、速度），应用FEIPWAPC软件停止曲线拟合剖析，得出单桩竖向极限承载力。检测结果：所检测的10根桩的单桩竖向极限承载力根本值均位于2178kN～2342kN之间，单桩竖向极限承载力均匀值为2260kN，故依据本次高应变检测结果综合断定单桩极限承载力为2260kN。

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