基桩完整性验证检测方法与实例

摘要：本文对同一根钻孔灌注桩，采用多种检测方法对基桩身完整性进行检测，通过这一典型的工程实践，有效验证了各种基桩完整性检测理论的有效性和可靠性，同时也根据目前诸多基桩完整性检测方法的适用范围和特点，提出选择一种或几种检测方法，实现各种方法合理搭配、优势互补，使各种检测方法尽量互为补充或验证，达到正确评价目的的同时，又要体现经济合理性。

关键词：基桩 完整性 波动理论 直接法间接法 验证检测

中图分类号：TU473.1文献标识码：A

1前言

基桩按桩身材料可分为混凝土桩、钢桩及组合材料桩。目前桩身完整性检测主要针对混凝土桩及钢桩。桩身完整性检测常用方法有低应变法、声波透射法、高应变法等间接检测法，还可以根据实际情况采用钻芯法、开挖法、静载法等直接法验证检测。直接法检测结果直观、可靠，但由于现场工作量大、成本高，抽检数量、抽检比例小；间接法较直接法简单、成本低，所以它可以根据概率统计方法的要求，选取足够数量的样本进行试验。由于间接法是通过理论进行推论，其结果可靠性显然不如直接法，所以间接法必须通过与直接法的结果进行比对验证，方可进一步完善理论、改进检测方法、完善仪器设备、提高人员素质。

本文对同一根钻孔灌注桩采用低应变法检测桩身完整性，同时以钻芯法、单桩竖向抗压静载试验、开挖验证等多种直接法进行对比验证，以验证低应变法检测桩身完整性的可靠性。

2反射波法基桩完整性理论

基桩低应变完整性检测采用反射波法，其基本原理将桩视为一维均质的连续线弹杆件，在桩顶施加一瞬间冲击力后，产生沿桩身向下传播的弹性波。根据弹性波理论，弹性波的传播应满足下列方程：

沿桩身传播的反射波当遇到桩身广义波阻抗变化时，将产生反射和透射，反射波传至桩顶，被安装在桩顶高灵敏度传感器接收，并传输给仪器，经仪器接收、放大、滤波和数据处理后，可识别来自桩身内各波阻抗界面的反射波波形特征(能量、初至、相位、振幅和频谱)及反射波时间，计算桩身混凝土波速，推定桩身完整性和评定桩身质量。

当桩出现缺陷后，桩间产生不同程度的反射，从而造成缺陷子波在反射波曲线中的叠加，使得桩的时域波形复杂化，但如果桩底的反射能较清楚的分辨，便可采用欠阻尼检波器来采集应力波反射信号，再根据波的衰减峰-峰值的比较和桩底幅值以及初始幅值的对比来估算缺陷的范围和大小。

3基桩完整性评判实例

宁波某学校宿舍楼，总建筑面积约12576.5m2，由两幢高层组成，基础采用钻孔灌注桩基础。对该工程进行低应变法检测时发现6根试桩波形异常，为此对其中5#桩进行钻芯法验证检测，后对该桩进行单桩竖向抗压静载试验，最后再次开挖验证桩身质量。该试验桩概况见表1。

试验桩概况表表1

3.1低应变检测成果

采用基桩动测仪进行基桩低应变检测，5#试验桩低应变检测曲线见图1，波形显示该桩在3.06m左右严重缺陷，为此采用钻芯法进行进一步验证。

5#桩低应变检测曲线图1

3.2钻芯法检测成果

钻芯法检测采用XY-1型钻机，钻头采用外径Ф110金钢石钻头。在位于5#桩中心15cm处开孔，钻取5m深度芯样并进行抗压强度试验，芯样描述及抗压强度见表2，芯样照片见图2。

钻芯法检测结果表明，该桩不仅在3.0m~3.75m左右混凝土胶结差、芯样存在严重破碎现象，而且取芯长度范围内混凝土强度严重不足，为此采用静载试验进一步对桩身质量及桩身承载力进行验证。

混凝土芯样描述及抗压强度表2

5#桩芯样照片图2

3.3静载试验验证成果

静载试验荷载由预制混凝土块堆载反力平台提供，试验采用慢速维持荷载法。5#试验桩设计极限承载力为3600kN，加载到第4级1860 kN荷载时，该级沉降及累计沉降均很正常，在施加第5级2160kN荷载时，桩身急速下沉，千斤顶荷载无法稳定，试验终止，其Q-s，s-lgt曲线见下图3。

静载试验表明，桩身质量是导致静载试验未达到设计要求的主要原因。

5#桩静载试验曲线图3

3.4开挖验证成果

为验证桩身质量，静载试验结束后，采用挖机及人工对5#试验桩进行开挖，开挖后照片见图4。从开挖情况看，该桩在3.0m~3.75m混凝土中石子含量明显偏高、桩身在该深度大面积出现碎裂现象；3.75m以下混凝土质量稍有好转，但配和比仍明显欠佳且混凝土浇筑质量较明显缺陷，空洞、蜂窝较为严重。

5#试桩开挖验证照片（开挖至3.0m左右时）图4

4结语

验证检测是指对检测中出现的缺乏依据、无法或难于定论的情况，采用同种或其他种方法进一步检测确定。基桩验证检测一般有以下几种情况：

1）目前基桩完整性检测方法无法检测的或检测效果不好的桩。对这种类型的桩，一般采用静载试验验证基桩质量是否满足设计要求。

2）高、低应变检测无法对桩身缺陷程度准确判定的桩或Ⅲ类桩。可根据实际情况采用静载、钻芯、开挖等方法验证检测。

3）高应变检测无法对基桩承载力准确判定的桩。如高应变检测中出现的桩身质量有严重缺陷的桩，应采用静载试验进一步验证。

4）检测结果与工程地质勘察有很大差别的桩。如高应变检测波形表现出竖向承载力性状明显与勘察报告中的地质条件不符合，应采用静载试验进一步验证。

参考文献：《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003. 中国建筑工业出版社，2003.6

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011.中国建筑工业出版社，2012.3

《基桩检测技术与实例》.中国建筑工业出版社，2010,7

《桩基工程检测手册》.人民交通出版社，2004,4