山西某工程桩基无损检测结果分析

王希财

摘要本文对桩基无损检测的两种方法的检测原理、标准波形进行了简单介绍，通过两颗桩基无损检测实例的结果进行了分析、讨论及验证，验证了两种检验方法的准确性。

关键字桩基无损检测 超声波 低应变

中图分类号：TU473文献标识码： A

1、概述

目前在国内基础建设相关领域，桩基仍然是最常被采用的基础形式。针对桩基施工过程中常产生的离析、夹泥等缺陷，目前桩基浇筑成孔后的无损性试验检测主要有超声透射法和低应变检测法，本文针对山西某大桥桩基的超声、低应变检测结果进行分析，并通过现场开挖、超声透射法进行验证。对超声、低应变桩基完整性检测的结果判别方法进行讨论，为其他类似工程的实施提供一点参考与借鉴。

2、无损检测原理及标准波形

2.1低应变检测原理及标准波形

低应变检测是以线弹性杆的一维波动理论为基础的，通过在被检测桩基施加的击打力，在桩基中产生波动，当波动在桩基传播过程中，遇到桩基外形产生较大差异或桩体密度等产生较大差异时，波形也会随之产生变化的原理进行检测。根据上述理论，在实验室条件下，完整优良的桩基的低应变检测标准波形如下图1所示。即桩基类型为Ⅰ类桩时，检测波形应符合桩基的波形规则、有明显的桩底反射波，且波速在所用混凝土正常波速范围之内，桩体本身结构规则、完整。

图1典型基桩低应变检测速度波形

2.2超声检测原理及标准波形

检测仪器发射器产生脉冲波——超声波在被检桩基中传播——波形在桩基形状变化处产生相应变化——相应的接收仪器——分析波形变化所包含的信息。此为超声波检测桩基的一般理论，同时也是桩基超声检测的一般步骤。当被检桩体 存在不练学界面时，会在缺陷面处产生透射和反射；当桩体内存在松散、蜂窝、孔洞时会产生波的散射与绕射；根据波的初始到达时间对比波本身的传播特性、畸变情况以及其他声学参数的变化，可以推测被检桩体混凝土的密实度参数。在实际检测中最常用到的几个超声检测判别参数分别为声速、声时和PSD参数。按照此种检测方法的理论，超声检测桩基的标准波形如下图2所示，即各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常可判定被检桩体为Ⅰ类桩。

图2 典型基桩超声波检测波形

3、山西某工程桩基无损检测实例

3.1低应变检测实例

3.1.1桩基概况

山西某大桥的0#桥台采用桩基础，桩基长度为10.2m，桩经为1.2m，采用C25混凝土，此大桥所处地质情况为0~3m为素填土，3~8.6m为黄土，8.6~14.7m为强风化砂岩，采用低应变检测的方法进行成桩检测。

3.1.2检测结果分析

下图3为0#桥台2#桩基低应变检测的实测波形典型结果，整个桩基实测波速为3928m/s,正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s,说明桩体本身混凝土较均匀且强度符合要求。从波形看，在距桩顶3.9m左右处，波形有明显的“先下后上”的趋势，按照低应变桩基检测缺陷的一般判别标准，此处为桩基扩径或者地质情况有明显变化，再参照上处的地质情况，桩顶以下3~8.6m均为黄土，即地质情况未有明显变化。初步可以判定此处为良性缺陷桩基扩径。综合判定此桩基为Ⅱ类桩，即桩身缺陷轻微，不影响桩身结构承载力的正常发挥。通过后期对此桩基进行开挖验证，此桩基在3.8m~4.1m处，有不规则扩径，符合前期依据低应变检测结果对桩基性状的判断。

图3桩号0-2#，桩长10.2m，桩径1.2m

3.2超声波检测实例

3.2.1桩基概况

山西某大桥的2#桥墩3#桩基，桩基长度28.5m，桩经为1.5m，采用C25混凝土，大桥所处地质情况为0~3.5m为素填土，3.5~9.1m为黄土，9.1~17.7m为强风化砂岩，17.7m~30.3m为中风化砂岩。桩身预埋3根声测管，两两互测通过三个剖面的检测结果对桩基进行判定。

3.2.2检测结果分析

实测桩体三个剖面的波形结果如下图4所示，从波形上看，桩底以上0.8m，在检测的三个剖面，波形均出现较大波动或缺失，PSD值同时产生较大波动，同时波速出现明显的降低，正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s，而桩基底部疑似缺陷处的波速均为约为3100m/s左右，明显低于正常波速值，可以判定此处为较为明显的桩基缺陷，桩基缺陷初步判定为混凝土离析、夹泥。综合判定次桩基为Ⅲ类桩，即某一检测剖面连续出现多个测点的声学参数异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；局部混凝土声速出现低于低限值异常。通过对施工过程的调查采访，确定在桩基的浇筑前，桩基底部曾有部分沉渣未清除，从而确定了桩基缺陷产生的原因，为桩基的取芯、加固等处理措施提供了依据。

图4 桩号2-3#，桩长28.5m，桩径1.5m

结论

本文通过对山西某工程的两例桩基检测实例，对桩基的两种无损检测方式进行了简单的介绍、分析与讨论，并通过开挖等验证的方式，验证其检测结果的准确性。为桩基无损检测的理论研究与工程实践提供了经验，有部分借鉴与学习的意义。

参考文献

【1】《桩基工程手册》编写委员会. 桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.1-7.

【2】杨世如 .超声波透射法在钻孔灌注桩检测中的应用。上海：上海地质，2003年第4期-47

【3】邱平等，新编混凝土无损检测技术，中国环境科学出版社，2002.3.

【4】刘兴录、吴庆曾、李德庆，基桩动测技术，国家建筑工程质量监督检验中心培训教材，1996.8