浅谈桩基检测方法与发展

【摘要】桩基检测是确保桩基础安全与可靠必不可少的环节，本文主要介绍了目前国内外常用的桩基检测方法并论述了其适用范围和优缺点；同时，展望了桩基监测工作的发展前景。

【关键词】桩基检测；方法；发展

桩基础是工程结构中常用的基础形式之一，在房屋建筑和厂房、铁路、公路桥梁、电力以及水利等工程领域有着广泛的应用，桩基工程属于地下隐蔽工程，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，从而直接关系到建筑的安全问题。因此，桩基的质量检测成为桩基工程质量控制的重要手段。

1.桩基的分类和检测方法

桩基础的种类繁多，按承载力分为端承桩、摩擦桩和端摩桩；按成桩分为预制桩和就地灌注桩，预制桩还可分为打入桩与静力压入桩等。灌注桩依成孔还可分为冲孔、钻孔、挖孔等灌注桩；按桩质可分为钢桩、钢筋砼桩、砼桩、木桩、粉喷桩、石灰桩、砂桩、碎石桩等；按桩的横截面的形状可分为实心的圆桩、方桩，矩形桩与异状桩，空心的圆桩、方桩等等。

根据《建筑桩基检测技术规范》，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。

2.桩身完整性质量检测

目前，用于桩身完整性质量检测的方法主要有：钻探取芯法、低应变动力试桩法、声波透射法等。

2.1　钻探取芯法

取芯法是在结构上钻取芯样评定结构质量的一种方法。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。但其不足之处是钻探取芯和芯样加工操作不方便，成本比较高，使用受限。取芯对整个桩身来说部位比较局限，不能代表整个桩的状况，取芯后会产生集中应力，因此要对桩身进行补强处理。

2.2　低应变动力试桩法

低应变动测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号、频率信号，从而获得桩的完整性。该方法检测简便，且检测速度较快，但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。

2.3　声波透射法

3.桩的承载力检测

目前，国内外常用的桩基承载力检测方法有：静荷载实验法、静动法、高应变动测桩法。

3.1　静荷载实验法

桩基静载荷实验法是指在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。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。

单桩载荷试验的目的是采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向（抗压）极限承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测量元件时，尚可直接测定桩周各土层的极限侧阻力和极限端阻力。除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验加载至承载力设计值的1.5-2倍外，其余试桩均应加载至破坏。

3.2　静动法

3.3　高应变动测桩法

3.3.1　CASE法及其优缺点

由于CASE法假设条件与部分桩基的实际施工条件差别较大，随着桩相对位移加大，桩侧必然产生动阻力，因此动阻力并没有集中于桩尖；其次，桩一旦被打动，桩阻力马上达到极限值，与假设的静阻力模型为钢塑性体不符，这就决定了CASE法适用于钢桩、预制桩和预应力管桩的测试。

3.3.2　实测曲线拟合法

波形拟合法通过现场把实测力波和速度波进行叠加计算，用特征线法求解波动方程，反算速度波，使计算波形和实测波形拟合，若二者不吻合，则调整桩土参数，直至吻合，最后计算最终承载力。波形拟合法目前被认为是确定单桩承载力较为准确的方法之一。由于波形拟合法对贯入度、截面一致性等的要求不是很严格，因此，当桩间土变形不够充分时，承载力计算值偏于保守。

4.桩基检测的展望

传统的桩基静载实验费时，费力，已经很难适应桩基检测工作的发展，从国外的发展情况来看，快速荷载实验法将是一个实验手段的发展方向。在这方面，有些地方已经明确规定了快速载荷实验法的实验步骤。作为桩基工程的使用量和检测量的大国，相信随着检测理论的不断完善，国际交流的不断开展，我国的桩基检测技术将越来越走向成熟并形成自己的特色。

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[5]JGJ　106-97，桩基高应变动力检测规程[S].

作者简介：梁潇文（1986－），女，甘肃定西人，兰州交通大学在读硕士研究生，研究方向：道路与铁道工程。