孔内摄像技术在PHC 管桩检测中的运用

孙 斌

(上海申元岩土工程有限公司，上海 200040)

1 概述

预应力高强度混凝土管桩(俗称PHC桩)因其单桩承载力高、施工速度快、造价低、穿透力强、质量控制稳定等诸多优点，在上海以及其他南方沿海软土地基城市被广泛地运用于各类多层建筑及高层建筑中。

然而，预应力高强度混凝土管桩虽说自身强度高且单桩承载力高，但其有着“高脆性”的致命弱点，在施工过程中，抗水平向剪切力较差。而且预应力高强度混凝土管桩通常长度为4 m～16 m一节，需要进行焊接、接桩工艺，焊接过程中如果质量把控不严，很容易造成在施工过程中发生焊缝开裂情况。例如上海的莲花河畔倒楼事件，究其原因，也是因为围护体倾覆，造成了基础工程桩的剪切破坏，基础提供不了足够的承载力，在强风外力的作用下，产生了倒楼情况。因此，基桩质量检测和控制就显得十分重要，特别是PHC管桩的接桩问题是检测人员在检测过程中经常碰到的问题。

2 PHC管桩桩身质量的检测方法

对于预应力高强度混凝土管桩，在工程检测过程中同城采用的检测方法有单桩静载荷试验、高应变法及低应变检测法。其中静载荷试验和高应变法通常被用于进行承载力的检测。低应变检测法现在基本成为桩身完整性检测的普查方法。

低应变检测法虽说在工程检测中已经运用了很长的时间，但作为其自身检测技术而言，还是有很大的局限性。

1)低应变检测技术对桩身缺陷位置可进行大致判定，但是对于缺陷的程度，缺点的性质无法进行明确的判定。

2)低应变检测技术当遇到工程桩有多个缺陷时，由于反射波能力传递损失，一般只能识别出第一个严重缺陷，第二个甚至第三个缺陷无法进行明确判定，等间距缺陷的识别难度更大。

3)低应变检测技术无法检测平行于桩轴线的垂直裂隙。

如图1所示，在低应变检测过程中如果遇到松脱、局部错位、完全错位等情况的发生，通过低应变检测手段无法检测上、下节桩脱开的距离、错开的程度。若要了解上、下节桩脱开的距离、错开的程度，必须辅之其他检测方法。众所周知，进行低应变检测的时间基本为工程开挖完成阶段，是整个工程进度最需要抓紧进度进行施工的阶段。通过低应变检测的手段无法判定基桩的完整性时，如若再使用静载荷及高应变法去验证，检测费用昂贵、检测时间漫长，而且如果真的碰到错位的情况，很容易在检测过程中造成上节桩的破坏，从而产生严重的经济后果。

如何能够快速并且准确地进行缺陷的检测，因预应力高强度混凝土管桩特有的内腔，于是桩孔内摄像技术被逐渐地运用于辅助检测中。

3 基桩孔内摄像的工作原理

3.1 基本原理

对预制有桩身竖向孔的预制桩或钻有竖向孔的灌注桩，以空孔为观察行进通道，采用防水摄像头、定位装置及其配套设备按一定的速度对整根桩或桩身局部的内侧面进行观察或拍摄，并记录拍摄过程。通过对摄取图像的现场观察及后期逐帧观察、分析，可识别桩身的缺陷位置、形式及大小，据此定量分析桩身的完整性并能准确判定缺陷位置。

3.2 孔内摄像的特点

孔内摄像法检测的特点是:

1)利用管桩特有的管状内腔，对管桩整个桩身的完整性进行检测，不受地质条件、场地条件等因素的限制。

2)可对缺陷做出定量分析，对缺陷位置做出准确测量。

3)管桩有多道缺陷时，可准确测出每道缺陷。

4)可以直观地了解接桩部位的情况，如上下节桩有无脱开。

5)可检测管桩的竖向裂缝。

6)不受管桩长度的限制，可对深部桩身缺陷和桩端破损进行检测。

4 基桩孔内摄像的工程实例

某工业厂房工程，基础采用预应力高强度混凝土管桩，设计混凝土强度等级为C80，500A 100-34b PHC桩长33.00 m，配桩长度自下而上为(9+10+10)m，持力层为上海⑦-1层草黄色砂质粉土层。先进行的是低应变动力检测，因有一栋楼周边有河道，造成了在开挖过程中工程桩受到影响，在低应变检测过程中，测出在第一节与第二节接桩位置有明显的缺陷反射，见图2。

于是作为检测方，提出运用孔内摄像技术进行对低应变的复核检测。检测典型图像见图3。

通过孔内摄像图可以清晰看到，在缺陷位置有明显的从桩外涌进桩内腔的淤泥，上下接桩有明显的错位，但没有较大的错位情况。在与设计方沟通后，设计方确认了加长灌芯长度的处理方法，有效解决了工程质量问题。

孔内摄像技术作为一种新的检测技术，还有较大的提升空间，根据摄像成像技术，可以相应确定错位距离，而且作为一项新的检测技术，相应的规范也只有CECS 253∶2009中国工程建设学会标准基桩孔内摄像检测技术规程一本，还没有详细的地方规范推出，在未来的工程检测中，孔内摄像技术将逐渐体现出自身的优势，成为一项成熟的检测技术。

5 结论及建议

结合具体的工程实践，对于PHC管桩桩身完整性的检测不宜仅采用低应变反射波法。对于桩长大于低应变反射波法有效检测长度的桩，即无法测到桩底反射信号的桩，应抽取一定比例做高应变或者孔内摄像法检测。对于低应变反射波法中发现接桩位置有异常的桩，应进一步采用高应变或孔内摄像来进行法检测。采用高应变动测，既可以检测承载力，也可以检测桩身的完整性。采用孔内摄像法检测，可以清楚辨别出是接桩问题还是接头附近的桩身缺陷、上下节桩是否脱开、接桩处下部分桩身的完整性情况。

［1］ 阮起楠.预应力混凝土管桩［M］.北京:中国建材工业出版社，2000:9-10，126-127.

［2］ 黄 阳.PHC桩低应变动力检测若干问题的探讨［J］.福建建筑，2000(sup):97-98.

［3］ JGJ 106-2003，建筑基桩检测技术规范［S］.

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