小议桩基工程质量现场检测若干方法
2015-06-09
1、引言
地基基础是建筑工程中重要的部分也是隐蔽部分，其中桩基础具有抗地震性能好、沉降小、承载力高和可以解决特殊地基土承载力的优点，在高层建筑和道路、桥梁的地基基础中大量采用。桩基是建筑物的基础，一旦基础失稳，势必造成整体建筑物破坏。因此，桩基的设计、施工和检测是桩基安全与稳定的先决条件，同时也是确保桩基础安全与可靠必不可少的三个环节。而桩基检测是对单桩承载力和桩身质量等内容进行全面评价的控制措施，检测结果是向人们提供了解桩基工程是否合格的主要依据。因此，在桩基设计前和施工后进行试验和检测是十分必要的，以保证桩基工程的可靠性。目前对于桩基工程的检测手段已有静载试验、高应变、低应变、声波透射、钻孔取芯法、锚杆试验等方法。
2、检测方法与讨论
目前检测方法的依据主要是现行的国家、行业和地方发行的标准、规范和规程。在这些标准、规范和规程中《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106 - 2003），该规范侧重建筑物、构筑物的各类基桩，内容全面、分类系统、叙述完整，是规范执行的首选。
2.1 高应变法：利用重锤冲击桩顶，使桩身产生动位移，桩周岩土阻力充分发挥。实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析进行判定的检测方法，适用于检测基桩的单桩竖向抗压承载力和桩身完整性。此方法物理意义明确，检测准确度相对较高；但目前受检测人员水平和桩——土相互作用模型等问题的影响，该方法仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载荷试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。
2.2 低应变法：利用一维波动理论和振动理论为基础对桩顶施加低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此产生应力波纵向传播，通过实测桩顶加速度或速度时域曲线，判定桩身缺陷的程度及位置。该方法测试设备简单轻便，检测速度快、成本低，是基桩质量完整性普查的良好手段。
2.3 钻芯法：适用于检测混凝土灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状。由于大直钻孔灌注桩的设计荷载一般较大，用静力试桩法有许多困难，所以常用地质钻机在桩身上沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观察和测试确定桩的质量。但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量，而且设备庞大、费工费时、价格昂贵，不宜作为大面积检测方法，而只能用于抽样检查，一般抽检总桩量的3 ～ 5%，或作为无损检测结果的校核手段。
2.4 声波透身法：采用超声波在已预埋声测管的混凝土灌注桩发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。声波透射法以其鲜明的技术特点成为目前混凝土灌注桩（尤其是大直径灌注桩）完整性检测的重要手段，在工业与民用建筑、水利电力、铁路、公路和港口等工程建设的多个领域得到了广泛应用。
2.5 静载：采用接近于桩的实际工作条件，在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。（加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置。）这种方法是目前检验桩基（含复合地基、天然地基）承载力的各种方法中应用最广的一种，在确定单桩极限承载力方面，被公认为试验结果最准确、最可靠的检验方法。判定某种动载检验方法是否成熟，均以静载试验成果的对比误差大小为依据。此方法技术简单，受力条件比较接近实际，结果明确直观，但费事费力和成本高，检测时间长和检测数量少。
3、检测方法的选择
桩型质量检测方法的选择主要考虑设计方法、施工工艺和使用条件的不同，为此，选取合适的检测方法尤为重要。
3.1 钻孔灌注桩：采用高应变法检测比较有效，如果条件允许，可进一步采用静载试验对承载力进行验校。对于大直径钻孔灌注桩、人工挖孔桩等可采用钻芯法配合低应变波或声波透射法进行桩身完整性检测。
3.2 沉管灌注桩：采用低应变法检测桩身完整性十分有效，同时使用静载试验检测单桩承载力，冲击力能满足要求的话，可采用高应变法同时检测其完整性和承载力情况。
3.3 预制方桩、预应力管桩及预应力空心方桩：静载试验检测单桩承载力，低应变波或声波透射法进行桩身完整性检测。在实际检测过程中，工程技术人员应根据检测对象、检测目的、检测方法的适用范围和特点，如静载试验主要检测桩基荷载与沉降的关系，从而确定单桩承载力。钻孔取芯法能局部检测混凝土强度和桩长等内容；成孔质量检测主要是检测成孔的孔径、孔深、垂直度和沉渣厚度；低应变主要测试桩身完整性及桩身质量优劣。因此，合理的选择检测方法，当使用多种方法时，应实现合理搭配，优势互补。
4、结束语
综上所述，桩基础是各种建筑物的基础形式之一，属于隐蔽工程，起着将结构上部荷载传递到较深和较好地层中的作用，是构筑物的重要组成部分，对工程结构质量和安全起着相当重要的作用。本文对桩基工程质量检测方法进行简单阐述和探讨。
