浅谈桩基检测技术在建筑工程中的应用

2014-10-21何玮山

建筑遗产 2014年7期

何玮山

摘要：在近几十年来，我国的建筑工程行业的建设得到了比较迅猛的发展，它促进了我国经济的快速发展。可是，在建筑工程快速建设的过程中，桩基施工的质量直接影响着建筑工程整体的稳定性、耐久性。因此，在建筑工程的桩基施工完成以后，需要对桩基的施工质量进行有效的检测，以确保桩基的施工质量满足规范的设计要求，从而有效的保障建筑整体的稳定性能。文章主要针对桩基检测技术在建筑工程的应用做相关的阐述。

关键词：建筑工程；桩基检测技术；桩基施工质量

0 引言

进入21世纪以来，我国建筑工程行业的建设得到了快速的发展，在建筑竣工的使用过程的舒适性、稳定性和安全性是工程施工的目标。可是，随着人们生活水平的提高，人们对建筑工程的使用性能、施工质量提出了更高的需求。建筑工程的桩基对工程整体的適用性能、质量有着不可忽视的作用。可是如何确保桩基施工的质量成为建筑工程基础施工的不可忽视的问题。桩基检测技术不仅可以有效的检测出桩基的最大承载能力，而且还可以科学的检测出桩基的完整性，进而科学的评估桩基的施工质量。

1建筑工程桩基施工常见的问题

在建筑工程特别是高层建筑的桩基施工中，由于钻孔灌注桩受力性能较好。因此，一些重大的建筑工程多采用钻孔灌注桩。可是在钻孔灌注桩浇筑完成后，经过规定的时间养护后，需要对桩的完整性、承载力、倾斜度、桩顶标高进行检验，各项数据均满足设计标准后才可以使用。可是在建筑工程桩基的检验过程中常遇到桩基倾斜度过大、断桩、单桩承载力不足、灌注桩顶标高不足等问题，下面分别叙述。

（1）桩倾斜度过大

桩倾斜度过大指的是混凝土灌注施工完成后的桩基的倾斜度超出施工设计要求范围。影响桩基倾斜度的因素比较多，其中，最主要的原因是钻孔出现倾斜，然后再放钢筋笼时也有一定的倾斜。如果倾斜过大，则应重新打桩。

（2）桩的完整性有缺陷——断桩

断桩，桩基施工出现部分裂开或者断开的现象。断桩是桩基施工中比较严重的现象，一旦出现断桩现象将会严重影响其它后续的施工工序，进而降低施工进度。出现断桩的原因很多，通常是由于浇筑混凝土的过程中有一段桩夹杂泥土，使得桩的断开，不能正常使用。

（3）单桩承载力不足

桩基验收检验过程时，单桩承载力不足的问题也经常出现，并且危害极其严重。因为桩基出现承载力不足，不能支撑设计的压力，则会影响周围其他桩基，进而影响整个桩基础的施工进度。由此可见，桩基的承载力检验是道桥桩基施工质量验收的主要工作。

2建筑工程的桩基检测技术

2.1 成孔质量检测

在建筑工程的基础施工过程中，钻孔灌注桩的成孔质量直接的影响着混凝土灌注桩的施工质量。如果钻取的桩基孔径小于设计值，就容易造成桩基的承载能力不满足设计要求；若钻取的桩基孔径大于设计值，这样就可能造成桩基的多余的承载能力，增加工程造价；若钻取的孔径走向发生倾斜，则会对桩基的承载能力产生较大程度的降低。因此，钻孔的直径大小、倾斜度等与桩基的施工质量有直接的影响。此外影响成孔质量的因素还包括钻孔的位置、钻孔深度、垂直度等。

2.2 桩基承载力的检测

（1）静荷载试验法。此检测方法主要是针对桩基的静荷载进行有效的检测，其中主要有横向、纵向静荷载测量两种检测的方法，在工程实际中，常用竖向静荷载检测桩基的承载能力。由于在建筑工程中试桩试验不可以造成桩基破坏性，而静荷载试验桩基检测法主要是针对工程试桩的承载能力进行有效的检测，且可以得出比较准确的桩基承载能力。

（2）高应变动测法。高应变法的检测原理主要是利用大小为单桩极限承载力1%铸钢或者是重锤，在与桩基的顶部有10～20米的高度处自由的下落，给桩基的顶部以竖向的冲击力，致使桩基与土体之产生一定大小的相对位移，桩基的侧向阻力与桩尖的土体的阻力得到相应的发挥，然后在用仪器桩基的顶部接收信号，根据接收的信号进行评判桩基的承载力是否符合桩基规范的要求。此外，还可以检测桩基是否完整。

2.3 桩基完整性检测

（1）低应变动测法。低应变法检测的主要原理是在桩基的顶部得到一瞬间的击震力作用下时，在桩顶产生沿桩身向下的纵向振动的应力波，当应力波在向下传播途中，如果与变异波相遇到，则会阻抗应力波继续向下传播，且应力波会产生反射与透射现象，当反射波传输到桩基的顶部时被安装在桩基桩顶的传感器设备接收，这样就可以得到相应的动态波形，然后仪器对反射波进行采集记录，根据反射回来收集到的应力波的基本特性，就可以判断桩基的质量。

（2）声波透射法。声波无损检测，主要是利用在混凝土结构声学检测技术的基础上发展而来的，其主要检测桩基的完整性。其主要对在撞击中传播的应力波进行分析，如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变，如果应力波在桩基中均匀传播，则表明桩基的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化，则表明沿桩基在长度方向上存在缺陷。同时，在桩基存在缺陷部位应力波将发生突变，从而使得应力波发生透射波、反射波或者散射波等现象。由于，无损检测对桩基不产生破坏，所以特别适用于桥梁工程的桩基完整性的检测工程中。

3 建筑工程桩基施工实例

在中晨大厦工程中的桩基检测技术做分析。该大厦总高度39.5m，建筑面积8984.2m2，采用框剪结构。在工程基础设计选取钻孔灌注桩承台基础形式，桩基总数达240 根，桩基直径为600mm，其有效桩长为25.5m。在桩基检测过程中，主要采取声波透射法试验进行桩基的施工质量检测方法。

3.1 声波透射法检测方法

超声波透射法根据安装的发射和接收换能器的位置不同可以分为三种：平测法、斜测法、扇形扫测法，如下图1中所示，在桩基的检测过程中主要以平测法和斜测法为主。

平测法主要是将两者设置在同一水平高度进行检测，其可以检测到桩基竖直方向的内部缺陷，且缺陷的位置，缺陷的尺寸，但是不能详细的检测缺陷存在的水平位置；斜测法主要是将两者设置在桩基的不同高度进行检测，它是水平测法的有效补充，可以准确的测出缺陷的具体位置；扇形测法主要是将发射与接收器呈扇形分布，这样可以增大检测面积。

3.2检测数据的分析处理

（1）声时的数据分析

主要利用声时的平均值μt和2 倍的声时标准差δt之和St的值，判定桩基内部是否存在缺陷。

其中：n 为检测测点的值；ti是第i 的声时值。

判断方法：若果ti > St，就可以判定在桩基的检测部位存在内部缺陷。

（2）波幅的数据分析

主要利用接收设备收到波幅的平均值（μq）的1/2，作为桩基内部是否存在缺陷的依据。

其中：qi 为第i 个检测测点波幅值的大小。

判断方法：若qi < Qd桩身存在缺陷的临界值，就可以判定在桩基的检测部位存在内部缺陷。

3.3检测结果

根据声波透射桩基检测法，可得出所检测的桩基满足桩基规范的要求。

4 结束语