论建筑工程地基基础检测中基桩完整性的评定及验证

周学冬

摘要：建筑工程地基基础检测是保证施工质量的关键环节，其中基桩的完整性检测及评定工作是完善地基基础检测的重要内容。基于此，针对基桩的完整性检测，主要的作业任务包含有基桩在建筑工程地基基础检测中是否满足需求，桩身缺陷及缺陷发生的位置及程度；是否对周边建筑物产生不利影响；对不同类别的基桩桩身结构所产生的缺陷进行加固处理。本文以文献参考法，对比了几种基桩完整性评定及检测的方法，并对其优劣势进行分析，阐述了如何选择基桩检测方法。

关键词：建筑工程；地基基础检测；基桩完整性；评定；验证

当前，高层建筑越来越多，建筑质量也备受关注。地基基础工程的质量直接影响建筑整体质量，关系到人民财产和生命安全。随着社会经济的逐步发展，高层建筑层数越来越多，且结构也变得复杂，使得地下建筑结构不断的扩容，因此在地基基础施工中，桩基础成为建筑物的首选。基桩施工作为地下隐蔽工程，因此其施工质量问题尤为突出，需要对基桩完整性进行评定与验证，这样才能够确保桩基础工程建设的质量化。为了排除地下基础工程的施工隐患，提升地下工程施工安全性，开展桩基检测成为提升桩基质量的重要手段。

1基桩完整性检测的基本原理

1.1声波透射法

在桩基础混凝土质量的检测中，超声波透射法是主要的检测手段，其检测的原理为：在混凝土中，声波进行传播，并形成弹性波，具备一定的传播规律。根据声波传播的速度范围确定混凝土的质量。例如，对于正常质量的混凝土来说，其传播速度在一定的范围内，且当遇到混凝图结构时，如果与裂缝、夹泥等障碍物的阻挡，这时声波会绕过障碍物，传递出的声音速度范围有所变化，波幅也发生相对变化，进而能够判断缺陷的位置；如图1所示，在桩基成桩之前，要首先埋置对应的声测管道，构建成为超声波等检测仪器的通道，然后往声测管内部注满水，选择两根管，其中一根将发射超声波的发射探头放入其中，另一根放入声波的接收探头，这样能够加强声波之间的转换，并能够保证探头能够同步提升，并使用相关的仪器进行加成呢，依据声波振幅、频率的变化等，判定出桩基混凝土的质量及发生缺陷的位置。

1.2低应变反射波法

低应变反射法是借助产生的应力波，在桩基础结构中以传播为依据，形成的一种理论分析的方法。其主要将待检测的桩基础当成一维的均质杆件，这样能够使得杆件结构变得连续性。然后，根据一维连续弹性杆件的波动学理论，使用桩顶进行锤击，进而产生对应的压缩波结构，并能够通过波动原理，来抵抗发生的放射波。其工作的原理图，如图2所示，通过在桩顶进行手锤击打，这样将产生的激振信号对应的应力波进行传播，在桩的底面结构中，如果遇到了蜂窝、断裂和孔洞等不连续的界面结构时，应针对所测得的反射波的振幅、波形等主要的特征，完善和验证桩基的稳定性。针对低应变反射波法对于基桩周围结构稳定性，应以地层进行分界，确定好围岩结构由软变硬，再由硬变软的整个地层变化，使得产生的波阻抗将发生变化，进而影响反射波的形成。在实际的应用过程中，应充分的结合项目勘察报告，结合施工技术材料，对整个的桩基础进行综合考虑，定性的确保低应变反射波法的应用程度。

1.3高应变法

桩顶部位用重锤人工冲击，这样能够保证桩-土之间产生相对位移，并能够借助产生的桩基础周边的应力，从而产生桩顶结构两侧的力和加速度，并依据传感器，将应力波信号进行有效的传递，并借助应力波理论曲线拟合，可明显的得出桩身结构中的完整系数，并呈现出桩基侧部和桩基尖土阻力的分布，从而得出桩身完整性的评定和验证内容。

高应变法常见的数据分析方法有：波动方程法、Case法及波形拟合法。通过大量的测试实践表明，波形拟合法是一种较为成熟的承载力确定方法，准确性和可信度均较高。针对波形拟合法来说，其主要的思路是结合桩基础，将桩划分为若干个单元，并对桩基础和土参数进行假设，然后根据现场测得的力和速度波，形成下行波，然后对于已知的边界条件，对整体结构进行计算，明确力和速度波形结构的稳定性，对两者的结构进行对比分析，使得两者波形在形状和稳定性上都能够基本吻合，从而得出单桩承载力和装侧阻力的合理分析，最后通过计算，画出荷载和沉降的曲线。

1.4钻芯法

钻芯法是钻探工艺技术中常用的方法，其主要在桩身结构上，沿桩身的方向上，选择混凝土芯样，并结合端桩的结构，通过对所采取的芯样进行测试和观察，用来评价和验证桩基质量的稳定性，根据取出的芯样，可直接直观的判断基桩的长度、桩基础混凝土的稳定性、桩底沉渣的厚度等。钻孔取芯的环节简单，且验证结果更加直观，能够在充分的了解灌注桩结构完整及稳定的基础上，明确桩底沉喳的厚度，并结合桩端结构的持力层，确定大面积桩身混凝土质量，从而对判断混凝土的离析、疏松和夹泥等现象，实现对局部缺陷及水平裂缝的可控性判断。

2各方法相互验证实例分析

2.1低应变法与钻芯法验证实例

实例1：某工程的桩基础赛用的是1000mm的冲孔灌注桩，在桩身混凝土等级的选择中，使用的混凝土等级为C35，微风化岩是此桩基础结构的主要持力层。其中，97#桩桩长为6.96m，利用低应变法测得的桩基础检测速度为3850m/s。

由图4的低应变实测曲线图可看出，距离为6.3m时，出现了相应的同向反射波，并且能够针对持力层发生一定的变化，对于桩底结构中的44cm的沉渣结构，应结合桩底高压灌浆进行补强处理，确保在补强的过程中能够实现对低应变结构的稳定性检测，并能够针对入射波，明确补强结构所能够满足的实际效果。

2.2高应变法与钻芯法验证实例

实例2：某工程桩基础采用800mm的冲孔灌注桩，在设计的混凝土结构中，主要以等级C30强度的混凝土为主，并结合桩端的持力层结构，对整个的高应变法进行分析，选择的A8#桩桩长为18.15m，且单桩的承载力形成的主要特征值为2400kN，且在波形的曲线结构中，其入射波与反射波之间的差异性明显，且检测所获得的承載力稳定值要明显的低于承载力值，导致钻芯法使用的过程中，会由于相应灌浆结构补强的过程中，对高应变检测法的实际应用进行分析，明确桩底结构的反射效应，进而对其进行一定程度的改善。如果通过检测所得到的承载力值要大于设计的承载力值，那么整个的补强效果应满足实际要求。

3结语

不同的桩基检测方法具备不同的特点，因此在选择的过程中，也要根据项目实际情况进行选择，否则就难以满足技术需求。低应变法具备经济性，但对于超长桩结构来说，其在使用的过程中存在一定的技术缺陷，往往会难以满足实际需求，因此面对众多的质量缺陷，如何确定和检测桩长的局限性成为研究的重点。此外，高应变检测法，不仅能够检测桩身的质量，同时能够检测出桩的承载力，但是在对浅部分的缺陷进行分析的过程中，应及时的检验桩身质量的缺陷，进而结合低应变法等进行相互补充，相互验证。

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（作者单位：湖南智城检测工程有限公司）