桩基检测技术的现状及存在的问题

浅谈桩基检测技术的现状及存在的问题摘要：桩基工程是目前工程建设中应用最为广泛的基础形式。桩基的质量具有高度的隐蔽性。为了保证桩基础的安全可靠，质量检测至关重要。目前，桩基检验主要有动力检测法和声波透射法。本文针对现在的检测技术和新兴的检测技术对桩基检测技术进行

探讨。

关键词：桩基检测动力检测声波透射

前言：随着我国城乡建设事业的迅速发展，桩基工程越来越多应用于高层建筑、重型厂房、桥梁、港口、码头、海上采油平台、核电站工程以及地震区、软土地区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区和冻土地区的地基处理等地方，桩基检测工作是整个桩基工程中不可缺少的环节，只有提高桩基检测工作的质量和检测评定结果的可靠性，才能真正地确保桩基工程的质量与安全。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。目前，国内外关于桩基检测技术的发展是多方面的，本文主要介绍目前较普遍的桩基检测技术：基桩动力检测、低应变发射波法、高应变法、声波透射法检测。但是桩基检测是一项很复杂的系统工程，无论在理论上还是实践中目前都存在很多问题值得进一步的研究。

检测技术的现状

1.1静载荷试验

静载测试技术是随着桩基础在建筑设计中使用越来越广泛而发

展起来的。传统静载荷试验采用手动加压、人工操作、人工记录的方式进行。受工作条件比较艰苦，试验时间比较长、投入的人力较多、导致工作效率低。数据误差大等因素，被新的技术所取代。

1.2高应变法

高应变法是当作用在桩顶上的能量较大，直接测得的打击力与设计极限值相当时。目前高应变法主要有动力打桩公式法、波动方程法、case法、曲线拟合法、锤击贯入法和动静法等，但工程界应用最广泛的高应变法是case法和波形拟合法。

case法是一种通过一维波动方程计算而获得岩土对桩的支撑阻力的新方法。它有三条基本假定：桩身是等阻抗的；桩周与桩尖土对桩的运动阻力分为动阻力和静阻力两部分，动阻力全部集中在桩尖，忽略了桩侧土阻力；静阻力模型为理想刚塑性体，忽略了应力波在传播过程中的能量损耗，包括桩身中内阻尼损耗和向桩周土的逸散。基于以上三条基本假设,由行波理论和波动方程推导出case 法单桩极限承载力公式：ｒs=ｒ－jｃ(2ｆｔ1－ｒ)其中jc是地区性经验系数，土质不同， jc凭经验取值的变异性会很大。波形拟合法波形拟合法目前被认为是确定单桩承载力最准确的方法。它是通过现场把实测力波和速度波输入计算机进行迭代计算，把桩—土系统变为离散的质弹模型，假定各单元桩和土参数，以实测的桩顶速度波(或力波)作为边界条件，用特征线法求解波动方程，反算桩顶力波(或速度波)，使计算的波形和实测波形拟合。若两者不吻

合，调整桩土参数，再次计算,直至吻合。此时各参数是最佳估算值。最终求得承载力、侧阻分布和计算的ｑ－ｓ曲线。

1.3低应变法

低应变法是作用在桩上的能量较小，仅能使桩土间产生微小扰动。现在国内低应变动测法主要用于检测桩身完整性。我国低应变动测桩法主要是应力波反射法，其次还有机械阻抗法、动力参数法、水电效应法、共振法等。其中应力波反射法在桩身质量检测中应用最广泛。

应力反射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法。该方法将桩假定为连续弹性的一维截面均质杆件，并且不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响。当在桩顶施加一瞬态锤击振力，将在桩内激发应力波，由于桩与周土之间的波阻抗差异悬殊，应力波的大部分能量将在桩内传播，当波长ｌ＞＞桩径ｄ，应力波波长λ＞＞ｄ时，桩可以看作一维杆件，应力波在桩内传播可以采用一维杆波动方程计算。垂直入射的应力波在桩内传播过程中，当桩内存在有波阻抗差异界面时，波将产生反射波和透射波，反射波将沿桩身反向传播到桩顶，而透射波继续向下传播。

1.4声波透射法检测

声波透射法是利用声波的透射原理对桩声混凝土介质状况进行检测，因此仅适用于在灌注成型过程中已经预埋了两根或两根以上声测管得基桩。

声波透射法根据波在介质中的传播方式分为横波超声波法和纵波超声波法。20世纪70年代，声波透射法开始用于检测混凝土灌注桩的完整性。目前大量使用的数字式声波仪有很强的数据处理、分析功能，几乎所有的数学运算都是由计算机来完成的。

1.5 钻孔取芯法

目前，钻孔取芯法主要应用在钻孔灌注检测上。钻芯法是一种微破损或局部破损的检测方法，具有科学、直观、实用等特点。

2、桩基检测中存在的问题

2.1 单一检测方法的局限性

桩静载荷试验目前盛行堆载平台法，但目前的平台对试桩及基准桩附近形成大面积堆载，应力高达300kpa以上，影响试桩工作状态和基准桩的设置，甚至造成平台失稳事故，因此，必须改进平台的结构形式

高、低应变动力试桩法有一定的适用范围，当长径比大于30，或桩体有两个以上缺陷时，动力试桩均难以提供准确的桩体完整性信号，对于目前大量使用的超长桩，动力试桩必须加以改进。提高动测信噪比，提高检测精度是需要解决的问题。

声波透射法桩身完整性检测方法不能完全适用于组合桩、异形桩、薄壁钢管桩。

钻孔取芯法几乎九成以上都用在混凝土灌注桩检测上。

2.2桩基动力检测方法在应用中存在的不足

桩基完整性动力分析基本上不能对截面的变化程度作出定量评定，而只能对桩身缺陷的存在作出定性和定位的判断。

桩基承载力动力分析由于物理数学模型、力学模型、桩土材料模型、计算公式、分析流

程、应用软件及仪器设备等各个方面，在对承载力的分析计算上容易出现系统误差。

2.3载荷检测存在的问题

受现有设备的限制，采用大干斤顶量测小吨位桩，不认真执行规范制定的试验步骤，提前加压或记录，卸载时不进行回弹观测，造成误差。

虽然上述桩基检测技术在各种桩基检测工程中得到了广泛的应用，取得了巨大的社会效益和经济效益，但我们也应该清楚的看到，各种桩基检测技术都还存在一些问题。

为了解决这些问题，一方面，要不断改善已有仪器的的硬件性能和质量，并努力开发出新的仪器,另一方面，要加强对桩基检测技术理论的研究工作，寻求更精确的物理模型。

参考文献：

[1] 徐攸在,刘兴满.《桩的动测新技术》.中国建筑工业出版社,1989.

[2] 刘明贵，佘诗刚，汪大国.《桩基检测技术指南》.科学出版社，1995