关于桩基完整性及承载力检测方法优缺点的探讨

祝旋

摘 要：本文从桩基完整性及承载力检测的方法出发，简要介绍声波透射法、低应变法、钻芯法、高应变法及单桩竖向抗压静载试验对于桩基检测的优缺点，希望通过对这些方法的分析，取长补短，优化桩基的检测方案。

关键词：桩基;完整性;承载力;检测方法

中图分类号：TU473.1 文献标识码：A

0 引言

万丈高楼并不是从平地起，而是从地下的基础开始，桩基础在各类建筑中扮演着低调又重要的角色。因为是隐蔽工程，所以低调，因为承载着基础以上全部的力，所以重要。为了桩基础能够承载起基础上部的重量，对于桩基础的完整性以及承载力检测尤为重要。本位对比了桩基础完整性及承载力检测的几种检测方法，分析了每一种方法的优点及局限，并结合各种方法的特点提出了几点建议，希望能够发扬每一种方法的优点，弥补各自的不足。

1 检测方法及其优缺点

1.1 完整性检测

目前桩基完整性检测使用最多的方法有三种：声波透射法、低应变反射波法、钻芯法，另外高应变除检测承载力以外，也可以检测桩基完整性;孔内摄像法可用于辅助钻芯法进行桩基质量验证检测。

1.1.1 声波透射法

适用于检测桩径大于800 mm的混凝土灌注樁，是对桩基混凝土进行声学参数的采集，当超声波在混凝土中遇到缺陷时，通过声时、波幅及主频的变化情况来判断桩身质量的好坏。

声波透射法具有以下优点：

（1）声波透射法可以对整根桩声测管范围内的混凝土进行检测，检测面比较广，检测精度较高，能够判定该桩完整性和缺陷位置及缺陷程度;（2）检测效率较高，操作较便捷;（3）对于桩长较长或桩径较大的桩同样适用，且不受桩长影响，换能器均能通过声测管放到桩底即可;受桩径影响不大，适合检测大直径混凝土灌注桩，当桩径较大时宜适当增设声测管。

声波透射法具有以下缺点：

（1）本方法无法检测桩身混凝土强度;（2）超过声测管范围以外的部分无法检测，尤其是无法检测桩底沉渣厚度及桩端持力层性状是否满足设计要求。

1.1.2 低应变反射波法

本方法是根据一维弹性波动理论对实测桩顶速度或加速度信号进行分析并判定桩基完整性。本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性和缺陷位置及程度。

低应变反射波法具有以下优点：

（1）可检测桩端持力层大致情况及端承桩入岩情况，实际工作中出现过端承桩低应变检测桩端无入岩信号且桩底信号呈同向反射，声波透射法检测桩身无缺陷，用钻芯法验证;（2）可检测桩身缩颈及扩径情况。

低应变反射波法具有以下缺点：

（1）无法检测桩身混凝土强度;（2）对缺陷较多的桩采集的信号分析难度较大;（3）对同一深度部位同时出现扩径及缺陷的桩较难分辨;（4）信号受地质条件影响较大，地质条件复杂时曲线分析难度大;（5）对于桩长较长、桩径较大的桩不适用本方法。

1.1.3 钻芯法

钻芯法是通过钻心机从桩顶开始由上而下钻取一定孔数的桩身混凝土及桩端持力层芯样，并取样抗压，用来判断桩长、桩身完整性、桩身混凝土强度、沉渣厚度、持力层性状是否满足设计要求的一种检测方法。

钻芯法具有以下优点：

（1）钻芯法相对其他两种无损检测方法来说是肉眼可见最直观的一种检测方法，也是桩基完整性检测最后一道关卡可用来验证声波透射法和低应变法检测结果;（2）可通过取样抗压检测桩身混凝土强度是否满足设计要求;（3）可检测桩底沉渣厚度是否满足设计要求;（4）可检测桩底持力层性状（强度）或厚度是否满足设计要求。

钻芯法具有以下缺点：

（1）检测范围仅限于钻芯孔，虽孔位分布均匀，但仍存在一定的随机性;（2）不可避免的对桩身完整性造成一定的损坏;（3）对长径比较大的桩抽芯难度较大，钻芯孔易在钻芯过程中偏出桩外;（4）检测费用高，检测机动性较低，钻机转场需机械配合。

1.1.4 高应变法

高应变法也可以检测桩身完整性，只是在实际工作中极少单独用来检测桩身完整性，而是在检测单桩竖向抗压极限承载力的同时通过桩身完整性系数β的计算对桩身完整性进行评价。

1.2 桩基承载力检测

目前对于桩基承载力检测使用最多的两种方法：高应变法、静载试验法。

1.2.1 高应变法

高应变法是通过实测曲线拟合分析得到桩侧土阻力及桩端土阻力，从而得到单桩竖向抗压极限承载力;也可以用于检测桩身结构完整性，判断桩身缺陷的位置和缺陷程度。

高应变法具有以下优点：

（1）相对与静载试验法，高应变法检测费用低，操作更便捷，检测效率较高;（2）可分别计算桩侧土阻力及桩端土阻力。

高应变法具有以下缺点：

（1）高应变属于间接法计算桩基承载力，准确度低于静载试验法;（2）桩身存在明显缺陷的桩不适合用高应变法检验承载力。

1.2.2 静载试验法

单桩竖向抗压静载试验是检测基桩竖向抗压承载力最直观可靠的传统方法。静载试验法具有以下优点：

（1）静载试验法检测桩基承载力最直观、最准确;（2）当对高应变结果有疑问时可用本方法进行验证。

静载试验法具有以下缺点：

（1）检测成本较高;（2）操作复杂，需要搭设堆在平台;（3）检测效率不高，耗时较长。

2 案例

每一种检测方法都有其优势及不足，在实际的检测过程中应该充分发挥其优势，并用其他方法补充其不足。

在实际的桩基完整性检测工作中，不同的项目采用的检测方法组合不尽相同。有些是声波透射法和低应变反射波法采用1∶1的比例100%检测，钻芯法按照一定的比例抽检;有些是声波透射法100%覆盖，低应变反射波法及钻芯法均按照一定的比例抽检等等。工程人们都在想用更为有效且经济的方式完成项目桩基完整性的检测。

在检测工作中也会发生一种检测方法检测到缺陷，而另一种方法检测出严重缺陷的情况。

广东省某高速公路项目4×12 m预制打入式管桩，在桩基施工到第三节，在第四节接桩前和接桩施工后，我方分别对其进行了低应变检测，检测结果如下图1、图2所示：

从低应变曲线来看，两次测的曲线均未发现明显缺陷信号。之后我方对其进行了高应变检测，检测结果曲线如图3所示。

由高应变曲线图可以看出，该桩桩身24 m附近存在明显缺陷反射，随后我方通过孔内摄像法，对该桩缺陷情况进行验证。钻孔电视检测显示该桩在10.5 m附近存在疑似爆裂的情况，如图4所示。

钻孔电视探头继续下放，我方发现图4除了爆裂露筋区域以外，其他部位从上之下皆完好无损，综合所有检测结果，结合施工记录及地质资料，最终得出结论，该桩在第4节打桩时已入中风化岩，桩底已经无法继续贯入岩层，而上方继续打桩施工造成第2节上端破损劈裂。

有的时候比较常规的检测方法无法准确判断时可以结合其他办法验证。上文案例中低应变未检测出的缺陷高应变检测出来了，而最终使用孔内摄像并结合施工记录以及地质资料才分析出原因。

3 结语

每一种检测方法都有其优势与局限，为了保证工程质量，在桩基完整性及承载力检测工作中，不管是甲方、乙方或是第三方，都应正视其局限性，发挥其优势，制定科学、经济、合理的检测方案，让检测更全面，让结果更可靠，让质量更优质。

参考文献：

[1]公路工程基桩检测技术规程：JTG/T 3512-2020[S].中华人民共和国交通运输部，2020.

[2]建筑地基基础检测规范（广东省标准）：DBJ 15-60-2019[S].广东省住房和城乡建设厅，2019.

[3]余小龙.桥梁冲孔灌注桩完整性检测中几种检测方法的综合应用[J].广东建材，2013（11）：28-30.