桩基检测技术方案

桩基检测技术方案研究

The Research of Technical Solutions on Pile Foundation Detection ■ 孙道建 ■Sun Daojian

[摘 要] 桩基础通常在地下或水下，属隐蔽工程。桩基础工程的质量直接关系到整个建筑物的安危。桩基础施工程序繁琐、技术要求高、施工难度大，容易出现质量问题，因此，对桩基的结构完整性和进行准确的检测尤为重要。本文简要介绍常用几种桩基检测技术，通过工程案例，从内容、方法等进行研究，并介绍了反射波法的基本原理，运用应力波反射法检测灌注桩的施工质量具有检测速度快，费用低等优点。

[关键词] 公路 桩基 检测 钻孔桩 反射波法

[Abstract]Pile foundation, usually in underground or under- water, is a covert engineering, which quality is directly related to the safety of the entire building. Pile foundation construct- ion is easy to appear the quality issues because of the program trivial, high technical requirements, difficult construction, so it’s particularly important to the structural integrity and the accurate detection of the pile foundation. In this article, the author briefly describes several commonly used pile foundat- ion detection technology from the content, methods and engi- neering case to conduct research, and introduces the basic principles of the reflected wave method, the use of stress wave reflection method have an advantage of high speed and low cost to check the detection pile construction quality.

[Keywords] highway, pile foundation, detectionh, bored piles, reflected wave method

引言

桩基础是历史悠久、应用广泛的一种基础形式，先人在7000年前就开始采用木桩插入土中支承房屋，19世纪后期，随着钢、水泥、混凝土和钢筋混凝土的相继问世和大量使用，制桩材料发生了根本变化，在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口、码头、地震区、软土区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区和冻土地区的地基处理中就地灌注混凝土桩、沉管灌注桩等已得到广泛应用。基桩质量检测的重要内容是基桩的承载力和成孔质量检测。

一、 桩基检测技术

1. 成孔质量检测

桩基成孔质量检测是利用超声波反射技术对成孔质量进行综合检测。将超声波探头沿充满泥浆的钻孔中心以一定速率下放，在连续下放过程中发射探头垂直孔壁发射超声波脉冲，接收探头接收孔壁反射信息。当孔壁坚实牢固(或缩径)时, 超声波传播双程旅行时间短、反射强度大，当孔壁疏松、塌孔(或扩径)时, 超声波传播双程旅行时间长、反射强度小甚至接收不到反射信号。这样，从孔口到孔底通过记录反射时间和反射强度，便可计算出钻孔在不同深度处的孔径值及反映孔壁状况，进而还可计算出孔深、垂直度等参数。现场实测时, 超声波探头的下放与提升由绞车自动控制完成, 反射信号

从接收探头传至地面的记录仪，通过计算打印成图。

2. 承载力的检测

（1）静载试验检测

静载试验检测通过在试验桩桩顶逐级施加持续

荷载，记录荷载、位移与时间的关系，从而分析、

确定单桩的承载能力。静载试验属于一种力学性试

桩，此种试桩又分为鉴定性试桩和破坏性试桩。鉴

定性试桩一般在实际工程的桩上进行，加载到设计

荷载的1.2～1.5倍，检验桩的施工质量和承载力是

否符合设计要求。破坏性试桩则是在专供破坏试验

的桩上进行，取得桩达到破坏时的试验资料，以确

定桩的承载能力和有关参数。

（2）低应变动力检测

低应变动力检测是一种使用比较广泛的基桩完

整性检测方法，它是利用手锤或力棒，在桩顶施加

一小冲击力，激发应力波沿桩身传播，应力波在传

播过程中，遇到诸如桩截面缩径、扩径、砼离析、

断桩等缺陷或桩底时，波阻抗将发生变化，从而使

得应力波在该截面发生反射，利用安装在桩顶的传

感器、加速度计或速度计，接收由初始信号和桩身

缺陷或桩底产生的反射信号组合的时程曲线，利用

信号采集分析仪对所记录的带有桩身质量信息的波

形进行处理和分析，并结合有关地质资料和施工记

录对桩的完整性作出判断。桩顶接收到的时域信号

还包括桩侧土阻力的增加、增大或减小，表现为波

阻抗减小而引起的叠加信息，因此可以根据时域曲

线异常反射信号的位置来判断桩缺陷的深度，根据

反射信号的相位变化来判断桩缺陷的性质，根据反

射信号的幅值用时域拟合曲线方法来确定桩缺陷的

程度。

（3）高应变动力法

高应变动力法作为单桩承载力检测的另一方

法，高应变法不仅能检测工程桩的桩身完整性，也

能测试单桩竖向抗压承载力，且其检测费用也相对

较低。故该法日益为工程界所普遍采用。高应变动

力试桩是用重锤冲击桩顶。激发桩侧土摩阻力以及

桩底端阻力的一种动力试验方法，试验过程中重力

冲击重锤起着很关键的作用，它提供的冲击能量大

小以及在桩顶产生的应力波的特征影响着高应变动

力试桩的测试效果与精度。对于单桩设计承载力较

高的大直径冲(钻)孔灌注桩以及人工挖孔灌注桩尤

为明显。

（4）钻芯检测法

由于大直钻孔灌注桩的设计荷载一般较大，用

静力试桩法有许多困难，所以常用地质钻机在桩身

上沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观察和测试

确定桩的质量。但这种方法反映的是钻孔范围内一

小部分混凝土的质量，且设备庞大、费工费时、价

格昂贵，不宜作为大面积检测方法，而只适用于抽

样检查，一般抽检总桩量的3%～5%，或作为无损检

测结果的校核手段。

（5）超声脉冲检验法

超声脉冲检验法是在检测混凝土缺陷的基础上

发展起来的。其方法是在桩的混凝土灌注前沿桩的

长度方向平行预埋若干根检测用管道，作为超声检

测和接收换能器的通道。检测时探头分别在两个管

子中同步移动，沿不同深度逐点测出横断面上超声

脉冲穿过混凝土时的各项参数，并按超声测缺原理

分析每个断面上混凝土质量。

三、 桩基检测技术在工程中应用实例

1. 工程背景

济南至乐陵高速公路工程位于鲁北，是山东省

高速公路网“五纵四横一环八连”中的重要连线之

一。向北与河北省规划的沧州至冀鲁界高速公路相

接，项目北起德州市乐陵与河北省沧州交界的漳卫

新河河槽中央，向南经过德州市乐陵、临邑、济南

市商河、济阳等地，终点在崔寨镇与青银高速公路

（济南绕城高速公路北线）相接。

本项目工程为全封闭、全立交的高速公路，设

计行车速度为120km/h，建设标准为双向六车道高

速公路，路基宽度为34.5m。路线全长114.872k m，

全线设置乐陵北、商河、商河开发区、临邑、济阳、

济南等6条连接线，全长49.26km。

本项目建设总工期36个月。工程按照中华人民

共和国国家标准《建筑地基基础规范》(GB5007—

2011)、中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规

范》(JGJ 94-2008)及《建筑基桩检测技术标准》(JGJ

l06—2003)进行。

2. 工程桩基质量检测方法

由于基桩静载荷试验作为目前最直观和最可靠

的试验方法，能较准确测定单桩承载力，因此本工

程采用的现场测试方法为静载试验和低应变反射波

法检测桩的完整性。测试标准执行中华人民共和国

行业标准《基桩低应变动力检测规程》(JGJ 93—95)

及中华人民共和国行业标准《建筑桩基检测技术规

范》

3. 检测方法及顺序

（1）桩身质量检测：低应变法

（2）桩承载力检测：静载试验

（3）先进行低应变检测，根据低应变检测的结

果确定静载试验的桩。

4. 检测数量

本工程按三个分区进行检测，一区JC1标段，

其中低应变检测298根，静载试验检测241根；二

区JC2标段，其中低应变检测264根，静载试验检

测181根；三区JC3标段，其中低应变检测768根，

静载试验检测129根；

5. 低应变动测法检测桩身完整性

（下转第265页）

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