浅析桩基检测技术在工程实践中的运用

【摘 要】伴随中国城乡建设的迅速发展，各种市政建设不断增加，桩基工程也越来越多，桩基工程属于隐蔽工程，质量控制难度较大，但桩基工程的质量直接关系到人们的生命财产安全。为此，本文着重分析了桩基检测技术在工程施工中的应用。

【关键词】桩基检测；技术；高应变动力检测；低应变动力检测

桩基主要用于支撑地面以上的建筑物，是一座建筑物的基础。目前，我国建筑工程中使用的各种桩基，由于受施工工艺、技术以及管理等因素的影响，经常出现各种质量问题。为了保障建筑工程的质量，相关单位必须加强桩基质量检测。

一、桩基检测技术概述

桩基质量的好坏直接影响到建筑物的安全，为此在桩基的施工过程中，相关单位或者个人应该加强桩基的质量检测。近年来，随着桩基在铁路和高层建筑中的广泛使用，对桩基检测技术的要求越来越高。桩基检测主要是针对桩身的完整性和单桩的承载力这两方面进行检测，最后完成对整个桩基工程的审核检测。目前，桩基检测最常用的检测方法有静力试桩法、钻芯法、开挖检查以及动力试桩法四种。

1.静力试桩法

静力试桩法是较为常用的桩基承载能力检测方法，具有可靠、直观、科学等优势，在桩基承载力检测方面使用较为广泛。但是投资较大，可能会耗费较多的人力和物力。

2.钻芯法

钻芯法是一种较为科学直观的检测技术，是一种微破损或者局部破损的检测方式。钻芯法主要适用于大直径桩，对于一些水平裂缝或者局部缺陷进行检测时，它的测试结果不是十分精确，而且，施工人员在使用钻芯法进行灌注桩测试时，势必会钻取芯样，结果可能会对工程的实体造成一定的损害。

3.动力试桩法

动力试桩法是采用先进的信号处理技术以及微电子仪器对工程进行的检测，它以振动理论和应力波理论为基础，可以分为低应变动力桩法和高应变动力试桩法，它对桩基进行实际测试时具有投资费用较低，检测速度较快，设备轻便等优点。

3.1高应变动力试桩法

高应变动力试桩法又可以分为凯斯法和波形拟合法两种，凯斯法在实际检测时可以做到及时分析，对桩身的完整性以及单桩的极限承载力可以迅速的做出科学评估，但是，它要受到凯斯阻尼系数的制约；波形拟合法不受凯斯阻尼系数的制约，测试结果精度较高，但是波形拟合法的计算较复杂。

3.2低应变动力试桩法

低应变动力桩法是一种利用低能量的瞬态或者稳态激振，促使桩基在弹性范围内做低幅振动，并且利用波动和振动理论来判断桩身缺陷的一种测试方法。如果在检测过程中桩底反射的波形曲线比较平滑，而且波速正常，桩基本身也没有发现异常的同相反射，则说明该桩基的结构完整、质量较好。

二、桩基检测技术在工程中的应用

1.桩的完整性检测

桩身质量的检测是桩基检测技术的重要方面，主要是用于检测桩身的断桩、缩颈、夹泥、离析、空洞等桩的缺陷。近年来国内对于在桩基完整性检测技术方面的发展较快，创新出很多检测技术，下面介绍其中的三种。首先，利用声波透射法进行装机店完整性检测，声波透射法是利用超声波在混凝土中传播的声学参数，如频率F、声速C、振幅A等的变化以及波形分析桩身的断层、蜂窝、夹砂以及混凝土的连续性，进而判断桩基可能存在的各种缺陷大小和位置。声波透射法俗称埋管法，这种方法的使用既快速又便捷，在灌注桩的完整性检测中被广泛使用。

其次，利用低应变动力检测法，主要是利用对桩顶进行较低的激振，使桩身及其周围的土地有轻微振幅，并利用仪表测量和记录桩顶的加速度和振动速度，专业人员利用机械阻抗理论和波动理论对测量数据进行详细分析，得出对检测桩基的施工质量、完整性和承载力的评估结果。根据《建筑桩基检测技术规范》规定，低应变动力检测法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判断桩身的缺陷程度、大小、位置，并要求检测人员根据桩身完整性的检测结果，得出每一根桩的桩身完整性类别。

在具体的检测实践中，要在桩顶放置一只加速度传感器，每根桩布一个采集点，每一个点采集5-6个锤信号，桩基在接受锤击过程中产生的加速度信号，通过系统转换后变换成计算机可以识别的数字信号，然后经过计算机处理后，显示实测波形。根据应力波反射等价的将实测速度信号通过时域由频域加以辅助，对不同部位的反射信号进行分析，据此进一步分析每一根桩的桩身完整性。

最后，使用桩基孔内摄像检测法，这种方法主要是对钻有竖向孔的灌注桩或者预制有桩身竖向孔的预制桩，通过空孔进行观察，这种方法需要使用防水摄像头，定位装置及其配套设施，对桩基的整体或者局部进行按照一定的速度进行内侧面的拍摄和观察，与此同时，记录拍摄检测的全过程。检测人员可以通过对拍摄图像进行观察，仔细分析识别桩身上的缺陷大小、位置和形式，最后对桩身的完整性做出科学评估。

2. 桩基的承载力检测

对桩基的承载力检测可以通过静力试桩法或者动力试桩法进行。静力试桩法较为直观可靠，是比较常用的桩基承载力检测技术；动力试桩法不会对桩基造成任何损害，主要使用微电子仪器和信号处理技术进行检测。

首先，静荷载试验法主要是用于检测基桩承载力，包括桩基水平承载力检测和竖向承载力检测两种，在一般的工程桩基承载力检测时会使用竖向的静荷载实验。静荷载试验法在桩基承载力检测中的受力条件比较接近于桩基础的实际受力情况，为此它主要适用于工程试桩的承载力检测，对工程的桩基检测不构成破坏性试验，而且检测精度较高，误差比较小。

其次，可以使用高应变反射波法，又叫高应变动力试桩法，是一种利用高能量的动力荷载来确定单桩桩基承载力的方法，与传统的静荷载试验相比较，高应变动力试桩法检测时间更短，投资费用较少，检测数据更精确。高应变动力试桩法主要是利用重锤对桩顶进行瞬态冲击，使桩基周围产生塑性变形，在桩头实测力和速度的时程曲线，然后通过力波理论分析得到的数据参数，解释桩基在接近极限阶段时的工作性能，分析桩基本身的质量，确定桩基的极限承载力。

目前，国内外使用动力方法测试桩基承载力的比较多，但是，动荷载的作用时间都比较短，而且土的强度和变形性质在动、静两种不同状态下相差甚远，因此，运用动力方法测试桩基只是间接或者近似接近于桩基的实际承载力。针对这种现象国外已经开发了静动态法，国内已经有一些企业引进这种方法，这种方法的优势在于可以将大应变动测法的荷载脉冲作用时间增加到100-150ms，这样就可以不在考虑应力波的作用。

在工程施工的过程中，经常利用声波透射法、低应变动力检测法、桩基孔内摄像检测法、静荷载试验法、高应变动力试桩法等方法对桩基的完整性和承载力进行检测，初步了解桩身存在的缺陷、混凝土的质量，以及桩基承载能力的强弱，确保建设工程的质量。

结语：

目前，桩基检测技术还在实践中不断发展，为了不断提高桩基检测的技术水平，一方面专业人员应该努力研发新的检测仪器，不断改善已有检测仪器的性能；另一方面要加强对桩基检测技术理论的研究，探究更加准确的物理模型。

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