桩基检测方法与发展分析

【摘要】桩基工程检测对于建设工程的质量有着重要的作用，一旦桩基基础质量不达标，势必整体建筑物的质量无法达标。本文简要介绍了集中桩基工程检测方法，并对其未来的发展趋势作出了一些探讨。

【关键词】桩基检测；有限元；桩位；

随着我国建筑工程的蓬勃发展，桩基在许多建设项目中的应用也日益广泛。桩基实际上是建筑工程中的隐蔽工程，它的主要作用是起到传递建筑结构上载荷的作用，对工程结构安全有着极其特殊的意义。桩基工程检测对于建设工程的质量有着重要的作用，一旦桩基基础质量不达标，势必整体建筑物的质量无法达标。本文简要介绍了集中桩基工程检测方法，并对其未来的发展趋势作出了一些探讨。

一、几种桩基检测方法

目前国内的建筑基础工程较为广泛采用的是灌注桩这一基础桩形式，其施工过程分为成孔和成桩两个部分。因此，对桩基的检测通常分为成桩质量检测以及成孔质量检测两个部分。

1. 成孔质量检测方法

成孔作业是灌注桩施工的第一个环节，具有很大的施工难度，在施工过程中也极其容易受到环境因素、施工因素、材料因素的影响，产生一定的质量问题。对成孔质量进行检测，能够有助于保证混凝土浇注后的成桩质量。成孔质量检测的主要内容包括对桩孔位置、孔径、孔深、垂直度等指标。采用的一般性方法主要分为以下几种：

（1）桩位偏差检测：主要检测内容为实际成桩位置与桩基设计位置的偏离程度（差值）。对于桩位位置的测量一般分为施工前测量、施工后复测两个过程，测量过程中一般采用红外测距仪或者精密经纬仪进行测量。

（2）简易法检测：简易法实际上是一种经验检测方法，主要依靠工程技术人员多年累积的灌注桩施工经验，其测量设备较为简单，检测方法相对方便，但相对检测的结果的精准度较弱。一般采用检孔器、伞形孔径仪来对测量孔径以及垂直度。

（3）测锤法：这种检测方法的主要作用在于对成孔作业后的沉渣厚度测量，该测量方法需要的设备较为简单，操作相对容易，同时具有成本低的特点，也是成孔质量检测的常用方法。其测量工具实际上是一把锥形锤，将锥顶系于测量绳上，慢慢沉入孔内，凭经验判断顶面位置，并读出其深度值，这个深度值与庄孔的深度值之间的差值即为沉渣厚度。这种方法只能大概地测量沉渣厚度，精准度较差，一般有条件的施工队伍都会采用与其测量原理相似的沉渣厚度测定仪进行精准测量。

2. 成桩质量检测

成桩质量检测主要包含了对桩基的承载力和完整性两个方面。其中对桩基的承载力检测较为常用的方法是静荷载试验、高应变动测量方法，对桩基完整性检测一版采用声波透射法、低应变动测量方法等。

（1）静荷载试验法

桩基的承载能力与整体结构的荷载速率有很大的关联，而静荷载相对于动荷载的试验方法更接近于桩基实际的加荷速率。静荷载实验法的一般性测量方法是测量单桩的竖向抗压承载力。通常采用锚桩加压或者是堆载的方式进行加荷，采用的检测设备一般为千斤顶、堆载重物、锚桩、静荷载试验仪以及其他支架性装置。检测过程一般分为四个步骤：

第一个步骤就是对测试桩进行桩顶处理，在实验之前，首先确定测量桩的桩身强度达到施工要求，其次，对于不同形式的桩基采用不同的预处理，一般预制桩没有产生桩顶破损的话，不需要处理，如果是灌注桩则应该对其桩顶进行加强度处理。

第二个步骤是设置反力系统，也就是将堆载中午放置在桩顶。

第三个步骤是设置沉降观测装置，主要利用沉降观测仪进行观察，应该采用对成布置的方式以避免测量结果受到桩中心偏离受荷的因素。

第四个步骤是，安放千斤顶并逐步加荷，读取各测量仪器的数据，并对加载的分级、读读数的间隔时间进行相关记录，并保证操作过程按照相关要求执行。

（2）高应变动测法：基桩的动力测试技术最近二十几年来在我国取得了迅速的发展，并且为我国的桩基质量检测工作带来了更好的检测效率和检测质量。桩基的高应变动测法，主要是指在高频率的激振能量下，在动测过程中利用外力使桩身产生永久变形或较大的位移，利用特定的仪器获取桩身的陈东信号，并提取相关的数据进行分析，获得有关转身性质的信息，以判断桩身的承载力是否达到设计标准。常用的测量方法主要由打桩公式法、锤贯法、波动方程拟合法等。高应变动力检测方法具有较高的检测精度，能够更完善的反应桩基实际承载能力，同时其测量设备较之静载试验的加荷重物来说轻便许多，操作起来更省时省力，并且其测量的时间段，效率高，测试费用低。

（3）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、预估基桩承载力等目的。低应变动测量主要检测的是桩身的承载能力，改方法具有经济、简便、高效性等优点，同时也存在一些测桩盲区、干扰问题等。低应变动测法最为广泛应用的测量方法是低应变反射波法。该测量方法的原理是通过对桩身能量，使得桩身产生应力波，通过对这种反应波的接收、检测和分析，进一步分析桩基的完整性，主要利用了传播波动理论。

（4）声波透射法：较为普遍使用的方法为超声波投射法，其主要工作原理是利用桩基的建筑材料混凝土的声波特性，利用超声波在混凝土质体中的传播学参数的变化来分析桩身的整体质量是否达标。超声波透射法适用于检测桩径大于 0.6m 混凝土灌注桩的完整性，因为桩径较小时，声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差。其测试的桩长不受限制。

二、桩基检测方法发展趋势探讨

随着精密仪器的高速发展，我国的桩基质量检测技术也趋向于成熟，与之对应的相关检测技术标准、技术规范也逐步完善，对于保证工程质量起到了较为有效的控制辅助作用。但在桩基质量检测过程中，仍存在一些问题，除了技术上的客观测量误差之外，较为严重的则是检测过程中人的行为不规范的问题，这些问题都势必会给桩基质量检测的发展带来不利的影响。

因此，桩基质量检测方法必然朝着操作更简便、计算更精细的方向发展。目前，以计算机网络技术为基础的有限元模拟桩基检测方法取得了较好的应用效果，该测量方法通过对单桩受荷载作用的变形模拟，对这个过程中桩基的各种变量进行了量化的描述，能够更精确的表述桩基的质量情况。同时，采用计算机的计算和操作能够降低操作过程中由人为失误带来的误差，因此具有较高的测量精度，并且具有较高的经济性，成为目前较为普遍使用的桩基质量检测方法。当然，这种方法在我国的桩基检测行业发展并未成熟，但在信息时代，将信息技术与检测技术融合必然是桩基质量检测的未来发展之路。

参考文献

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