桩基础检测的基本方法与注意事项探究

詹永健

广东荣骏建设工程检测股份有限公司 广东 广州 511400

岩土工程的桩基础属于一项地下的隐蔽工程，桩基具有工程复杂且施工难度大的特点，在具体工程开展施工的工程当中，产生了外界因素的影响，比如岩土工程的实际外界条件以及工程内部的桩土之间产生的相互作用力等，都会导致多个问题的发生，比如断桩、夹泥等，对建筑物整体结构的安全性和稳定性造成了严重的威胁和影响，甚至于影响到整个建筑工程的整体质量问题。对于桩基部分产生的质量问题是很难被察觉到的，因此在出现事故的时候需要根据实际情况来做出科学化分析和研究，展开对建筑整体部分的桩基检测，以此来确保桩基工程的质量都可以处于安全合格的范围内。

1 桩基检测的技术特点分析

在建筑行业当中，属于传统的行业类别，其中机械化的自动程度不高，因此需要大量的建筑工程参与其中，由于工人的技术水平参差不齐，因此在建筑工程进行桩基施工的过程当中就难免出现质量方面的问题，因此桩基检测技术可以对桩基础的质量存在的缺陷和问题进行科学全面的解决，以此来采取对应的补救措施。在当前，灌注桩在工程桩基础属于较为常见的类型，对桩基进行检测的过程当中需要关注桩施工时的成孔质量、桩施工完成后桩身的质量这两个方面的问题。灌注桩进行施工的过程当中，需要进行多个步骤的施工操作，其中需要按照就地成孔、在孔内安放钢筋笼、灌注混凝土这几个步骤，其中灌注桩的质量对于成孔的好坏会起到直接的作用，在成孔的施工过程当中很容易产生孔壁坍塌以及孔壁掉渣土的现象，因此灌注桩的底部沉渣土自身的厚度就会增大，对于桩基的承载力就会起到一个削弱作用，产生桩基的沉降现象。

工程桩基础成孔的质量检测过程当中，灌注桩的成孔操作对灌注桩起到了至关重要的作用，需要关注灌注桩的成孔检测，在进行施工的过程当中需要对孔径进行控制，避免出现过大或者过小的现象，如果过大会消耗更多混凝土不经济且质量方面也得不到保证，如果过小则会造成桩承载力不足的现象，严重威胁建筑物的整体安全性，因此需要对成孔过程中的质量检测进行严格把握[1]。对于工程桩的承载力检测的时候，主要是对上部建筑物的荷载进行检测，可以在桩基础的基础上进行轴向向下的压力的施加，以此来实现轴向向上的拉力、横向施加水平侧力的目标，对于建筑整体的荷载力进行改变，实现桩体的位移检测，判断出单根桩基础所能承受的压力和拉力值。

对工程桩基础的完整性进行检测的过程当中，可以利用声波透射法和钻孔抽芯验桩法来完成，其中声波检测原理主要是利用桩身缺陷位置所产生的反射波来进行异常判断，钻孔抽芯的检测主要是对局部进行检测，此种方式很容易收到外界的干扰，尤其是针对一些直径比较大的灌注桩质量检测方面具有一定的优势，但是很难检测桩体整体的状态。

2 桩基常见地基基础检测的影响因素

首先，对于岩土地基的桩基自身的成孔质量进行分析的过程当中，需要进行成孔质量的检测，其中涉及到桩孔的位置垂直程度、桩孔的沉渣厚度以及桩孔内部的深度以及孔径大小这几个方面。对于桩基的整体承载能力以及建筑内部的约束力而言，孔径的位置会产生直接的作用和限制，因此在桩孔分布缺乏科学合理的情况下很容易产生建筑物的受力不均，从而对整个工程的结构质量造成相当严重的影响。进行孔深检测的过程当中，需要检测孔深的统一化程度，以此来确保桩孔都可以和土层对应的功能相吻合，孔径的垂直程度检测时需要进行桩孔垂直程度是否符合标准范围的检测。进行沉渣检测的过程当中，需要最大限度的避免产生过厚的成渣，过厚对桩基的整体桩粗程度会产影响，进而对桩体自身的力学性能产生直接影响。对桩孔的孔径进行深入检测的过程当中，如果桩孔偏小，则会降低桩的摩擦阻力，影响桩的整体承载能力，在上部扩径的情况下就会增加上部的摩擦力，从而出现下部摩擦阻力不足的现象[2]。

其次，在桩侧土层的变化方面，在实用性方面并不强烈，会导致检测数据的异常。弹性模量的变化主要是沿着桩身的方向而产生一定的变化，因此对桩基的检测数据很可能产生误判。比如桩侧土层强度如果从弱到强，则会导致桩身波阻抗变由小变大，反之则波阻抗变会由大变小。也就是说，进行地基基础检测之前，需要根据地质勘察报告来进行准备工作，及时的掌握土层信息以及实际的变化情况。

3 桩基检测技术要点

对于低应变反射波检测技术而言，首先需要进行测点的布置，确保桩头在检测前就被铲除，且凿出桩顶新鲜的混凝土，测点的直径需要在10cm以上且测点距桩基础钢筋笼主筋的间距需要大于5cm。在信号采集方面，测点距桩基础钢筋笼主筋的间距，传感器可以位于其余的测点位置处。如果桩径在1m的范围内，则可以布置两个测点；如果桩径大于1m，则需要布置3到4个测点。每一个测点需要记录3个有效信号数据，且信号的波形数据需要保持一致。如果存在较大的环境干扰，则可以利用叠加信号增强技术来实现重复激振，实现信噪比提升的目标。对于数据分析以及评定的过程而言，需要利用时域的曲线波形来作为主要的判断根据，将频域分析纳入辅助范围，根据地质资料、桩基类型、相关施工资料及波形呈现的特征做出综合化的考虑和分析[3]。如果桩基础桩身完整性具有缺陷，则需要对缺陷的位置来进行计算得出。如果桩身完整性检测当中出现桩长过大、桩身截面积变化较大、推算的桩长与实际桩长存在明显差异、无法准确评定桩身完整性这几种情况时，就需要利用低应变反射波法与其他检测方法相结合的方式进行综合化的判断。

对于超声波法检测技术要点而言，同样第一步需要进行测点布置，如果桩径小于1m，则需要对称布置2根声测管；如果桩径处于1m到1.6m的范围内，则需要呈等边三角形埋置3根声测管；如果桩径处于1.6m到2.5m的范围内，则需要呈正方形埋置 4 根声测管；在桩径超过2.5m的情况下，需要增加声测管数量，保持对称布设且稳定牢固的状态。进行加工钢筋笼的时候，将声测管绑扎在钢筋笼加强筋的内侧，实现牢固顺直的状态，且实现相互平行且定位准确的目标。在数据的分析和评定过程当中，需要基于各剖面可疑缺陷区及其声参量偏离度、波形变化情况等多个方面的因素来进行划分，根据桩基类别、地质资料、施工资料等多个因素实现综合的判断。

对于钻孔取芯法检测技术要点分析而言，在孔位的布置方面，对于小于1.2m桩径的撞击而言，可以布置1孔，如果桩径处于1.2～1.6m的范围内，则桩基应至少钻3孔，如果桩径不大于1.2m，则桩基应钻至少1孔。在钻孔的过程当中需要注意孔内需要保持循环通水的状态，以此来降低摩擦热信息，根据钻孔过程中回水的含砂率、水色，对水量以及钻进的速度进行调整和优化。

4 桥梁桩基础检测技术研究

首先，针对于桩基础的成孔质量检测过程当中，成孔的质量可以对灌注桩的施工质量起到有效的制约和影响作用，在深入过大的情况下会扩大桩基础的孔径直径大小，在桩基础的承载力方面就会产生过高现象，产生了材料部分的浪费现象[4]。但是孔径偏小的情况下则会影响到桩基础的整体承载力。此外，对于桩基础的承载力而言，产生影响的主要因素还在于倾斜程度，长桩部分产生的影响会高于短桩所产生的影响。在倾斜程度大于1°的情况下，产生的影响也就越明显。在成孔质量进行检测的过程当中，需要进行成孔的清孔操作，借助于测试绳来进行孔径的直接测量。对于倾斜程度的检测方面，可以在多个仪器设备的辅助下完成，一般会利用到伞形孔径仪、测斜仪、以及 超声波检测仪等，如表1所示。

表1 倾斜度检测仪器类型、原理及适用范围

其次，在桩基础承载力检测的过程当中可以借助于高应变的检测方式对其进行测试和分析，借助于自由下落的冲锤产生的一定冲击力来进行桩身位移现象的观察，实现有效测量得出，对于重锤，其重量需要超出预估的单桩极限承重力，且超出的比例在1.2%的范围左右，但是如果桩径处于80mm的范围外或者桩身的长度超出了35m，则需要进行锤重量的加大，在检测的过程当中比较适合用重锤低击的方式进行测试，锤的最大落距需要保持在2.5m的范围内，对单桩内部的竖向抗压极限承载力进行检测的时候可以借助于高应变检测的方式来完成，结合曲线的方式进行拟合分析，以此来对桩侧部分的阻力以及桩端部分的阻力进行有效测试，也可以进行测试得出桩身内部的结构完整程度。

最后，在对桩基础的完整性检测的过程当中可以利用多个方法进行测试，其一，钻芯法，属于直接的方式，可以检测出桩基础的完整性和强度，利用对桩身的直接取芯操作，可以观测到桩长度以及沉渣的厚度，对桩身的质量进行直接的观察。此种方式具有一定的缺陷，无法检测出桩径小的桩基。其二，高应变力检测法当中，属于动力测桩法的方式，对桩身进行打孔的过程当中需要保证和桩顶距离一段位置，进行力和速度传感器的安装,桩身完整性判断可以根据重锤冲击下产生的力和速度信号来进行判断和分析。其三，属于低应变力检测方式，主要是敲击桩顶，对瞬间激荡产生的信号进行采集，以此来根据加速度或者速度的响应时域曲线进行判断完整性以及桩长。其四，声波透射法，可以在施工阶段之前进行做好对应的准备工作，进行数量声测管的预埋，在这个过程当中需要根据桩径的大小来进行设置，利用平行布置的方式进行收集声测管内放置信号，以此来判断出缺陷位置。

5 岩土桩基础施工中地基基础检测的优化策略

在本文当中，以某个城市的某个工程来作为主要的研究对象，该工程整体结构属于剪力墙结构，建筑面积为9853.5m2，整体结构的承台基础包含240根灌注桩，且桩直径为 600mm，桩体长度均为 25m。在工程桩基施工结束之后，需要借助于单桩静载和低应变检测法来检测地基基础。

在单桩静载检测当中，主要是利用反力系统来进行检测，其中锚桩和槽钢形成反力。检测的时候在桩顶的位置上液压装置就会形成一个向下的竖向压力，对其压力数据进行记录[5]。利用千斤顶来提升对应的荷载，在千斤顶上进行荷载传感器的安装，以此来方便记录荷载。如果桩身在产生变形的情况下，就可以借助于传感器来记录桩身产生的变化数据，可以将其作为单桩静载检测的数据依据。在对其进行分级加载的过程当中，可以将其划分为10个不同的加载等级，保持等级之间的一致加载量。对桩身的变形情况进行检测的时候需要确保负荷的施加完毕，记录出桩身变形情况数据，其中需要在5min、10min、15min的间隔时间内进行数据记录，且每30min测量并记录一次数据，一直到数据处于稳定状态。在桩身静荷载检测的过程当中需要确保沉降的稳定程度，因此需要按照一定的规则标准来进行检测，沉降范围在0.1mm的时候需要确保间隔时间在1个小时，如果产生了两次沉降则可以对其进行荷载增加，说明沉降的状态相对稳定。在单桩静载实验检测的过程当中，如果桩基沉降量和上级桩基沉降量存在差距且差距多达2倍之多，如果1个小时之后没有达到标准范围的话，就可进行荷载增加。在反力系统的反力值方面，在达到最大状态的时候就可以增加对应的荷载。

在低应变检测法的应用过程当中，在桩身的顶部位置处安装传感器，重锤可以对桩基动测仪实现敲击，对加速度信号产生的过程当中所具备的信息数据进行有效搜集，实现传感器的数据抓取操作。对于实际的检测过程而言，在240根灌注桩当中，设置和检测的实际需求相吻合的低应变检测桩数量有48根，进行分析低应变曲线的过程当中，需要将其波速保持在3600 ～ 3900m/s的范围内，可以得出一个较为规则且没有明显缺陷的波形。

6 岩土桩基础施工中地基基础检测的注意事项

对岩土桩基施工的过程当中进行地基基础检测优化的时候，需要确保检测的准确性，结合实际现场情况来进行检测。其一，如果桩身的抗阻发生了一定的变化，则借助于低应变检测的方式下可以确保桩基的完整性，但是在检测效果方面会存在一定的偏差，从而造成桩基质量科学评估的欠缺。其二，在单桩静载检测当中，可以对比动静两个状态，实现检测费用的节约，也可以对桩基检测的准确程度进行保障。其三，在实际检测之前需要深入到现场进行可靠信号的捕捉，确保检测结果的准确性。在高应变检测当中，需要保证检测数据的准确程度，同时利用定量检测法来分析得出桩所存在的缺陷=，结合分析结果对桩基质量进行评价。

7 结束语

综上所述，建筑区的桩基础质量检测属于一项非常重要的工作，桩基础的安全可靠可以确保整体建筑物的安全稳定，需要保持足够的重视程度。随着现阶段科学技术的不断发展，对建筑物进行桩基检测的技术水平也得到了稳定的提升，比如可以借助于一种变形记忆功能的材料埋入桩身当中，变形的材料就会产生一定的电信号，利用电子仪器可以对检测的信号进行接收，以此来对桩身的质量合格程度做出合理化判断，和无线网络信号接收技术相结合的情况下可以实现动态是实话的检测建筑桩身质量问题，也属于桩基础检测技术迈向智能化的重要步骤，因此我们在实际的工程当中需要结合实际的情况来进行科学合理检测技术的应用，确保整体建筑的安全和稳定。