基桩检测技术常见问题分析

马凤生

0 引言

基桩检测技术主要包括静载检测、动载检测、超声波检测、预估技术等内容。它涉及的技术领域众多，是一门综合性学科。随着桩基础由传统桩型到新桩型、传统设计理论到新设计理论的发展，基桩检测技术正面临新的机遇和挑战。

1 检测技术

静载检测技术包括单桩竖向静载试验、单桩水平静载试验，主要目的为检测桩的承载力和变形。动载检测技术包括基桩高应变检测和基桩低应变检测，主要目的为检测桩的承载力和桩身完整性或成桩质量。超声波检测技术是通过测试混凝土中声速—深度和波幅—深度关系，判定桩身完整性。预估技术可谓门类众多，主要用于成桩过程中和试验桩试验未完成时对基桩承载力进行预估。

2 应用分析

随着桩基础被作为建筑物首选基础形式的数量越来越多，基桩的质量问题决定了桩基础的应用能否健康发展，基桩检测技术能否正确应用更决定了桩基础乃至建筑物的安全。基桩检测技术在实际应用中存在着不规范现象，某些基桩检测技术理论上还不甚完善，尚需进一步探讨。因此，探讨分析怎样规范、正确地应用现有的基桩检测技术尤其重要。

2.1 静载检测技术

基桩静载检测是一种方法成熟的检测技术，在确定基桩承载力和对应沉降方面，是目前最为准确的检测方法。但是，基桩静载检测技术也有其适用的前提，必须按照国家有关技术标准规定的程序、步骤正确应用才能保证其检测结果准确。

1)试桩—锚桩—基准桩间距。对于采用锚桩反力梁方式或锚桩反力梁堆载联合方式的静载检测，要特别注意试桩—锚桩—基准桩间距问题。对此有关规范已做明确规定(间距应≥4d且≥2.0 m)，此规定的目的是静载检测要尽可能接近基桩的实际工作条件，使检测结果尽可能准确。但在实际应用中，大多情况下常用工程桩作为检测用试桩和锚桩，其间距大多情况下不能满足规范规定要求，而试桩、锚桩和基准桩间距更是被忽视，这样做的结果是检测数据不可能准确，对沉降要求严格的建筑物安全危害尤甚。用工程桩作为检测用试桩和锚桩的原因主要是:检测机构为了承揽业务，迎合业主要求;降低检测成本，隐瞒检测技术要求;或者根本就不清楚桩的荷载传递机理和规范规定之含义。

2)基准梁设置。为了方便记录试桩位移的百分表或位移传感器安装，基准梁一般由型钢制作而成，基准梁两端的基准桩一般为粗钢筋，基准梁和基准桩的连接应一端为固定连接、另一端为铰接或自由连接。此规定的目的是在环境温度发生变化、基准梁发生收缩变形时尽可能减少百分表或位移传感器的测试误差。但在实际应用中，多数桩的静载检测忽视了这点，基准梁和两端基准桩的连接不是皆为固定就是一端固定另一端放置在块状物体上(如试块、砖块等)。这样做的结果是，由于环境可能的变化，基准梁发生额外变形，使百分表或位移传感器记录试桩位移数据不准确，进而影响基桩承载力的正确判定。究其原因，主要是检测机构图检测安装方便或不甚清楚基准梁设置之规定。

3)荷载架刚度。荷载架是基桩静载检测提供反力的装置，其刚度是否足以满足基桩检测要求，关系到基桩检测是否安全及检测数据是否准确。如荷载架的刚度不是足够大，就会在试验到高吨位时出现安全事故或由于荷载架的变形过大其积蓄的变形能突然释放造成检测数据的偏离。荷载架的整体承载力应不低于基桩承载力的1.5倍。

2.2 动载检测技术

动载检测包括基桩高应变动力检测和基桩低应变动力检测。尽管基桩动载检测技术在其整体理论上还尚需进一步完善，但只要注意加强动静对比、实际对造、规范操作，由于其检测样本多，其检测结果精度还是能够满足工程需要。

1)高应变动力检测。

高应变动力检测代表性分析方法为凯斯(CASE)法和波动方程拟合法(CAPWAP)。

高应变动测现场采集到的波形曲线应该是:Fv—t曲线的Fmax，Vmax前面曲线应重合，F，V峰值应成比例，两种曲线最终应归零等。在此前提下判定高应变动测得到的总静阻力是否代表基桩极限承载力，主要查看高应变动测得到众多数据中的最大锤击力Fmax及最大动位移Dmax。

在高应变动测的实际应用中，其基桩检测报告给出的Fv—t曲线往往出现Fmax，Vmax前面曲线不重合，F，V峰值不成比例或两种曲线最终应归零等情况。这就表明高应变现场检测记录到的波形曲线不合格，采集到的数据信号不正确，这时，无论采用CAPWAP法或CASE法，其给出的分析计算结果就不可能正确。究其原因，主要存在以下几种情况:基桩检测人员对高应变动测理论知之甚少;传感器安装不正确;过分相信先进仪器设备等。高应变动测结果是通过计算机对现场采集到的数据分析计算完成的，无论高应变现场检测记录到的波形曲线是否合格，采集到的数据信号是否正确，计算机并不能识别，对于采集到的错误信号如不加以剔除，计算机照样采用，从而给出错误信号下的计算结果。可想而知，对高应变现场检测记录到的波形曲线不加分析判断就出据检测报告，这种行为是极其危险的。

2)低应变动力检测。

低应变代表性的方法为反射波法。反射波法的基本假定是把桩视为一维弹性杆件，基本原理是在桩顶部给桩施加竖向激振，弹性波沿桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如断桩、缩径、离析、扩径等)时，将产生反射波，据此可判定桩身完整性并能对桩的实际长度给予校核。

在实际应用中，反射波法检测报告还常存在桩身离析、加泥和缩径的误判，桩身缩径和扩径的误判。存在桩身离析、加泥和缩径的基桩，其缺陷部位的截面阻抗均小于正常桩身截面阻抗。存在桩身离析、加泥的基桩，其承载力肯定小于正常基桩承载力;存在桩身缩径的基桩，其承载力不一定小于正常基桩承载力。而桩身缩径和扩径更是在基桩缺陷类型上有本质区别。究其造成桩身离析(加泥)和缩径的误判、桩身缩径和扩径的误判的原因主要是:检测人员不甚清楚反射波法的基本原理;应力波曲线中杂波未处理或处理过度;未注重现场开挖比对等。反射波法应力波曲线的判定正确与否，关系到整个桩基工程的质量安全和造价，此类技术问题应当予以澄清。

2.3 预估技术

基桩承载力预估技术门类众多，各有其边界条件及适用对象，是建立在样本数量足够大的统计技术基础上的，它只能是基桩承载力检测的一类辅助技术。如果基桩检测人员不甚了解桩的荷载传递机理、施工工艺、设计理论等方面的知识，最好不要盲目照搬使用。

3 结语

基桩静载检测的理论模型最接近桩的实际工作状态，检测数据最为准确，但其检测周期长，检测样本数量少，不利于评定整个工程的基桩承载力和施工质量。基桩高应变检测和静载检测相比检测周期短，检测数量亦可进一步增加，其理论模型也趋于进一步完善，对整个桩基工程可统计评定，但其得出的基桩承载力是建立在动、静对比基础上的，对检测人员的技术素质和实际工作经验亦要求很高。基桩低应变检测由于其检测费用低、操作简便，可大面积抽检工程桩的成桩质量，有利于整个桩基工程的质量控制。

随着新的桩基设计理论和新的桩型出现，基桩检测技术特别是动载检测技术已遇到新的挑战。如疏桩设计理论、支盘桩、复合基桩等新桩型，均不适用于动载检测理论模型。

总之，规范基桩静载检测技术，发展动载检测技术，坚持动、静结合，优势互补，只有这样才能保证基桩检测技术正确发展。

［1］JGJ 106-2003，建筑基桩检测技术规范［S］.

［2］马裕国，解志浩.基桩高应变动力检测在工程桩检测中的应用［J］.山西建筑，2003，29(1):53-54.

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［4］李凌云.浅谈反射波法基桩低应变动力检测的几个问题［J］.山西建筑，2006，32(18):86-87.