桩基检测技术建筑工程应用研究

摘要：在建筑工程中，桩基是建筑的基础，决定着质量的好坏，

桩基是隐蔽工程，支撑着地面上的构筑物，它是建筑物的基础，其质量优劣直接影响到这些建筑物的安全。在桩基础的施工过程中，桩基检测是一个不可缺少的环节，以确保建设工程的质量。

关键词：桩基检测 、建筑工程、静载试验法

一、桩基检测技术的概述

随着我国城乡建设事业的迅速发展，桩基工程越来越多，因而桩基工程检测技术也就成为一个热门而得到广泛重视。特别是近10年来，检测领域取得了长足的发展，检测技术更加趋于成熟和先进，有关桩基工程检测的标准、规范相继、施行，使桩基检测工作进一步规范化，对保证工程质量起到了良好的作用。19世纪以来，随着水泥、混凝土、钢材、大型打桩机械和成孔机械的运用，桩基的施工形式形成多样化，施工规模也有了空前的提高。 从总体上看，它对建筑物的质量和安全起着决定性的作用。它是建筑物的基础，一旦基础不合格，必然会给建筑物带来安全威胁。因此，桩基的检测工程，成为维护其基础稳定的关键，目前，我国桩基施工队伍各有各的差异，难以统一，桩基的施工质量问题成为影响建筑物安全的一大要素，有时还会出现偷工减料的情况，如果不及时处理这些问题，将会对整个工程造成无法估量的损失，很多建筑物事故都是由此而发生的。但是，从另一方面看，我国的桩基工程中，还有很多浪费现象，最关键的原因是，桩基的检测工作不过关，没有发挥应有的承载力，设计没有按照规定的程序，根据试验资料提供的桩承载力进行设计，而是按自己保守的估算来设计桩数和桩长等，因此造成了不小的浪费，这与我国提倡的可持续发展也有所违背。

二、桩基检测技术的检测方法

现在我国桩基检测技术的检测方法，我国想在主要有以下几种检测方法：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。《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。6）低应变动测法：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。测试过程是获取好信号的关键，测试中应注意：①测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同，一般要求桩径在120cm以上，测试3～4 点。②锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器 20～30 cm 处不必考虑桩径大小。③传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装，注意选择好粘贴方式，一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥，没积水的情况下。④尽量多采集信号。一根桩不少于10 锤，在不同点，不同激振情况下，观测波形的一致性，以保证波形真实且不漏测。

三、桩基检测技术在建筑工程的应用

在建筑工程中，桩基的检测是非常重要的，在撞击检测技术中有许多的检测方法。1）静载荷试验：增加了仪器硬件技术的创新和科研：发明了自动化测读和分析系统。系统采用先进的精密测试仪器，如位移测量采用的容栅数字位移传感器，精度高，温漂和时漂都很小，能够野外昼夜连续测试的要求。传感器本身带有液晶显示器能够将接收信号同实测位移数据进行对比。系统对于自动控制中的加压与稳压部分，压力控制以开关量控制为主。同时在软件设计中增加了自适应点触式加补荷方式，最大限度的减少加荷时产生的超压现象2）低应变反射波法。结合地质资料、施工记录分析基桩完整性。桩型、施工工艺对基桩的完整性以及缺陷类型影响很大。如：预制桩、人工挖孔桩不可能缩径；许多的缺陷或质量事故都发生在流水处或地层变化处；地层变化对波形也会产生影响（会产生反射波）等等。因此查看地质资料、了解施工记录对确定缺陷位置有很好的帮助。利用定量分析软件对基桩缺陷程度的判定。虽然定量分析软件本身存在一些不足，但它分析了应力波在桩身传播的详细过程，只要桩周土的参数选择合理，它的作用远远大于我们凭肉眼对波形缺陷程度的判断。综合分析同一工程的所有被测桩。同一工程的地质和施工状况大致相同，通过寻找被测桩之间的共性，再来分析每一根桩的情况，往往能有效的提高分析效果。3）高应变法。由于桩土系统的复杂性及外界噪声的影响,从而使有用信号难以直观把握,因此采用良好性能的信号分析技术,提取有用信号是最终正确判断桩身特性的基础之一。在经典谱分析中主要采用了FFT变换、倒频谱分析及希尔伯特变换。对于不同特性的信号,分别选用不同的分析技术,就会改善信号判断的难易。4）声波透射法。目前，国内主要把重点放在超声波在混凝土中传播时控制接收信号的漂移和控制波形发生畸变。因此，好多科研单位都组织成立了一批优秀的科技队伍从理论上着手，再体现在仪器设备上的创新。5）钻孔取芯法。目前增加了钻机设备的技术含量，从单一的效率低的向效率高多功能的钻机发展。6）多种检测技术相结合。当采用一种方法对桩身质量（完整性）做出正确判定时，可同时选用两种或多种方法进行检测，使各种方法能够相互补充、验证，提高检测结果的可靠性，如对大直径灌注桩的完整性检测，可采取低应变法和钻孔取芯法联合的模式；对低应变法测试的盲区（浅部严重缺陷），可采取开挖验证等等。总之，对设计等级高、地质条件复杂、施工质量变异性大的桩基，或低应变判断完整性可能有技术问题时，提倡采用直接法进行验证。

实际上，由于各种检测方法在可靠性或经济性方面存在不同程度的局限性，多种方法配合时又具有一定的灵活性，因此应根据检测目的，检测方法的适用范围，综合考虑各种因素如设计、地质情况、施工因素以及受检桩的代表性等等，合理选择检测方法和确定抽检数量，使各种检测方法尽量能互为补充或验证，即在达到“安全适用、正确评价”目的的同时，也力求做到各种方法优势互补，从而达到经济合理的目的。从国外的发展情况来看，快速荷载试验法将是一个试验手段的发展方向。随着测试理论和技术的不断完善、国际交流的不断广泛开展，我国的桩基检测技术将会在建筑工程中发挥它的作用。

参考文献：

[1]蒋建平.大直径桩基础竖向承载性状研究[D].上海：同济大学.2004.

[2]刘金砺.桩基础设计施工与检测[M].北京：中国建材工业出版社.2001.

[3]刘兴录.桩基工程与动测技术[M].北京:中国建筑工业出版社.