人工挖孔桩检测方法

摘要：针对小应变在人工挖孔桩检测中出现误判的现象对小应变的适用条件和局限性进行分析探讨，并对人工挖孔桩检测方法的合理选取提出一些建议。

关键词：人工挖孔桩应力波反射法超声波抽芯

1．前言

人工挖孔桩因施工工艺简单，单桩承载力高，沉降量小，场地适应性强等特点被广泛应用在高层建筑与荷载较大的建（构）筑物中。人工挖孔桩质量易于控制，但地下水大时也易出现质量问题，特别是人工挖孔桩设计形式绝大部分是单桩单柱承受荷载。如何提高检测精度，找出有质量问题的桩，显得尤为重要。

宝安地区人工挖孔桩的检测主要有应力波反射法（小应变）、超声波和抽芯。按《深圳地区基桩质量检测技术规程》规定，桩径<1600mm且承载力设计值<20000kN的人工挖孔桩允许用小应变检测。依此规定，该类人工挖孔桩的检测一般是先逐根做小应变，再根据小应变结果来确定抽芯桩，这样使检测数量不多的抽芯结果更具代表性。因此，小应变的检测结果对抽芯桩的选取起了决定性的指导作用。小应变在检验桩身质量完整性方面具有其他检测方法不可替代的优势，如设备简单，方法快速，费用低，是普查桩身质量的一种有力手段，最受建设单位和施工单位的欢迎。有人将小应变奉为百用百灵的神丹妙药，这是不对的，小应变有它自己的适用条件和局限性。在工程实践中，我们发现桩长较短的人工挖孔桩用小应变检测桩身质量，容易误判，这种情况我们在多个工地都有发现。如依此判断结果选取抽芯桩将不能准确反映桩的实际质量情况，甚至会造成严重的工程质量事故。

2．小应变的检测原理及局限性

小应变的理论基础是一维应力波理论，基本原理是用小锤冲击桩顶，通过粘结在桩顶的传感器接受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，获得桩的完整性。一维应力波理论有一个重要的假设即平截面假设，即假设力和速度只是深度和时间的函数。理论上，如果杆的长度L远大于杆的直径D，可将其视为一维杆，实际上，如果L/D>7，

认为可近似作为一维杆件处理。当桩顶受到锤击点（点振源）锤击时，将产生一个四周传播的应力波，类似半球面波，除了纵波外，还有横波和表面波，在桩顶附近区域内，平截面假设不成立，只有传到一定的深度即X>7D时，应力波沿桩身向下传播的波阵面才可近似看作是平面，即球面波才可近似看作是平面波，一维应力波理论才能成立。

小应变有其方法本身的局限性：1.对于多缺陷桩，应力波在桩中产生多次反射和透射，对实测波形的判断非常复杂且不准确，第二、第三缺陷的判断会有较大误差，一般不判断第三个缺陷。2.不能定量计算桩底沉渣厚度。对端承桩的嵌岩效果只能做定性判断。因嵌岩有时出现较强的负向反射波，会严重影响桩底反射波和桩底沉渣的判断。3.只能对桩身质量作定性描述，不能作定量分析。不能识别纵向裂缝，能反映水平裂缝和接缝，但程度很难掌握，易误判为严重缺陷。

4.桩身渐变扩径后的相对缩径易误判为缩径，渐变缩径或离析且范围较大时，缺陷反射波形不明显。

5.不能提供桩身混凝土强度。

3．工程实例

南头关口某花园，其地质特点为表层有较厚的淤泥，地下水丰富，原采用高强预应力管桩，后在开挖时发现断桩，采用桩径1000 mm的人工挖孔桩补桩，持力层为中风化岩。成桩后先用小应变检测，其中10#桩桩长8.3米，所测波形桩底有较强的负向反射波，当桩底嵌岩较好时往往出现此种波形，依小应变波形评判标准该桩判为I类桩。因补桩未引起施工单位重视，未采用水下混凝土方法浇注，监理认为质量可疑，要求该桩抽芯，抽芯结果为底部6.2～7.64米混凝土胶结差，有离析现象，特别是在底部有6cm混凝土芯破碎的质量不良现象。抽检混凝土强度代表值为10.3Mpa，未达C25的设计要求，持力层满足设计要求。12#桩桩长9.4米，判为II类桩，7.5米左右有轻微缺陷。抽芯结果为4.8～8.8米段混凝土胶结差，除在局部5.3～6.6米呈粗糙短柱状外，其他位置呈碎块状的严重质量不良现象。

10#桩小应变波形

12#桩小应变波形