浅谈建筑工程中的桩基检测

杨宝红 章志勇 丁民

摘要：目前来看，我国是桩基检测应用相对较早的一个国家，至今仍然留存着许多桩基的著名建筑，这些建筑汇聚了我国古代劳动人民的智慧与结晶。为保障建筑工程检测质量，提高我国建筑地基基础检测水平，做到了经济合理、技术先进、安全适用、数据准确。本文从桩基础工程施工质量的检测内容和技术进行探析，举例说明了桩基检测技术在工程上的应用。

关键词：

中图分类号： TU198文献标识码： A

引言

随着社会不断进步，建筑技术也在日益提高。在铁路建设、高层建筑和高速公路中，可以看到桩基础的广泛使用。随着建设单位对工程质量要求的提高，桩基础检测技术将发挥越来越重要的作用。作为隐蔽工程的桩基础，它支撑着地面上的构筑物，是建筑物的基础，桩基础的质量优劣直接影响到建筑物的安全。

一、桩基础工程施工质量的检测内容

1、桩身完整性检测

1.1、声波透射法。利用超声波在混凝土中传播的声学参数就是声波透射法，如振幅A、频率F、声速c的变化及波形来分析桩身混凝土的连续性及蜂窝、夹砂、断层等缺陷的位置、大小。

1.2、低应变法。对桩顶施加比较低的激振能量就是基桩的低应变法，导致桩身以及周围土体的轻微幅度振动，同时用仪表量测和记录桩顶的振动速度和加速度，利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析，从而达到判断桩身完整性、检验基桩施工质量等目的。

2、桩的承载力的检测

2.1、高应变动测法。使用重锤对准桩顶瞬态冲击，致使桩周土产生了塑性变形，然后在桩头实测力和速度的时程曲线就是桩基高应变动检测。通过应力波理论分析得到桩土体系的有关参数，揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能，分析桩身质量，确定桩的极限承载力。

2.2、静载试验。静载试验法经常用在检测基桩承载力静荷载试验法当中，包括水平承载力和基桩竖向检测，但是在工程中，一般用到的是竖向静载荷试验。静荷载试验法很特别的优点就是其受力条件和桩基础的实际受力状况相比较起来比较接近。静载试验一般适用于工程试桩的承载力检测，对于工程桩检测来说，不会做破坏性试验。

二、建筑工程桩基质量检测技术探析

1、桩基高应变检测技术

利用假设条件将一维波动方程的封闭推算出结果，并且用桩顶波和土阻力联系，得到一些需要的数值联系，包括所测出的压力值、桩基极限的承载力和质点的速度值等，这一技术叫做桩基高应变检测技术，可以使分析方法便利和简化，但同时在理论上也存在着不足之处。为了解决这些不足，可以利用波形拟合的办法，因为这一方法利用的数值试算，即实际桩土参数值就是当实测值和试算值相同时的数值。

2、桩基低应变检测技术

利用Z =ρCA，以截面波阻抗Z，结合一维应力波理论为基础，然后对桩身质量进行表述。其中A是截面积，ρ是材料密度，C是波速。在桩顶收到力锤或者力棒敲打的情况下会产生应力波，此刻，应力波会向下传播，传播速度是C，如果遇到扩颈、夹杂异物、缩颈以及混凝土离析等等一系列情况时，因为桩阻抗 Z 的影响，一部分应力波会向上反射进行传播，而另一部分依旧向下传播，直到遇到桩端时才发生反射。因此，由撞地反射波时间可以推算出来桩身混凝土平均波速，同时还可以由缺陷反射波信号的时间推算出缺陷位置。

3、单桩复合地基静载荷检测技术

这种技术很多情况下应用于CFG桩复合地基。利用这一技术找出桩基质量的问题，靠的是 CFG桩复合地基的受力原理。从所有的实践中可以看得出，如果在CFG桩复合地基里褥垫层厚度超过10cm时，桩体水平折断的可能性就会很明显地下降，甚至不存在，所以就会导致在这一地基中的CFG桩体工作能力长期有效。这样的情况在复合地基中就表明了，承担由上部结构带来的竖向承载力就是CFG桩的核心功能。

三、桩基检测技术在工程上的应用

某住宅楼为地下一层和地上二十二层，采用框架结构，总建筑面积283614平方米，其基础采用预应力管桩（PH C500A B125）。经勘探，场地地基根据其工程特性的差异，自上而下分为五层，分述如下：强风化混合花岗岩层、粉质粘土层、砂质粘土层、淤泥层和杂填土。基桩设计参数要求如下：桩长为18～40m；桩径为Φ500mm；工程桩总桩数为6820根；混凝土强度等级：C80；单桩承载力特征值1800kN；桩端持力层为强风化岩。本次工程实践中针对场地环境和地质条件，主要采用的检测手段有：单桩竖向抗压静载试验；低应变动力检测；高应变动力检测。

1、静载试验检测。在本次工程中，根据设计要求，将会对试桩检测过程中的46根桩分别进行单桩竖向静载试验。检测使用的主要设备是武汉生产的静载试验成套设备RS-JYB，主要包括位移传感器和中继器，5000kN千斤顶和主机、控载箱等。同时还有钢板和钢梁等。

检测方法：在试验桩桩顶放置千斤顶，利用压重平台反力装置，再放主梁、次梁，同时还要在次梁之上堆放钢筋混凝土预制块作为配重。采用快速维持荷载法的方式对桩进行加载，相当于逐级加荷，在加荷之后，按照5、15、30、45、60min来测读桩顶沉降量，同时要注意每级加荷时间为1h，预计加荷为9级，每级荷载增量均为360kN。如果中间出现破坏荷载，则停止加荷。

检测结果：46根桩的极限承载力均≥3600kN，满足设计要求。

2、低应变动力检测。低应变方法根据广东省规范《建筑地基基础检测规范》D BJ15-60-2008规定，通常用于检测混凝土桩桩身的完整性，主要是判断桩身缺陷的程度和位置，同时还要求根据桩身完整性检测出来的结果，给出每根桩的桩身完整性类别。在本次工程中，对工程桩中的1669根桩进行低应变动力测试。检测仪器为美国PDI公司生产的PIT-VV。

检测方法：放置加速度传感器位于桩顶，在接受锤击的过程中会产生加速度的信号，然后通过桩基动测系统放大和A／D转换，使之变为数字信号传给微机，信号在经过计算机处理后，会在屏幕上显示实测波形，每根桩对称布置2～4个检测点，每个点提取记录的有效信号数必须大于3个。之后在时域内进行存储在磁盘上的测试信号处理，依据应力波反射等价地将实测速度信号通过时域和频域辅助，然后分析总结出不同部位的反射信号，分析每根桩的桩身完整性。

检测结果：满足设计要求，其中：Ⅰ类桩1535根，Ⅱ类桩134根，Ⅲ、Ⅳ类桩为0根。

3、高应变动力检测。在本次工程中，对工程桩中的23根桩进行了高应变法检测。检测仪器采用PDI公司生产的PAX基桩动测分析仪。加速度传感器，12位A／D转换器，力传感器和重锤组成。

检测方法是：将两只加速度计和应变式力传感器，分别对称安装在桩侧表面，使之自由下落锤击桩顶，这时瞬间的冲击力，会产生力信号和加速度，通过PAX基桩动测系统放大和A／D转换，就会转换为数字信号传给微机，这些信号通过计算机软件处理后会自动存入磁盘，与此同时会显示出实测波形，之后，再将存储在磁盘上的测试信号进行回放(力和速度)，最后，使用CPAW AP软件进行曲线拟合分析，最终会得出单桩竖向极限承载力。

检测结果：满足设计要求，检测的23根桩的单桩竖向极限承载力位于3685kN～3878kN之间。

结束语

建筑工程桩基的检测工作，就是在检测的基本理论基础上，通过桩基测试操作技能和相关学科知识相结合，采用专业的测试仪器来进行的全方位的工作。建筑工程桩基检测工作是增强社会诚信和低工程造价的重要管理措施，也是建设高质量和高标准的建筑工程中一项重要的保障。建筑工程的桩基检测工作，不仅给工程的质量评定以及最终的竣工验收提供了重要且不可或缺的依据，而且在控制工程质量方面起到了关键的作用，同时其成果也是建筑工程使用期间维修和管理的重要参考资料。

参考文献

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