桩基承载力检测方法研究

摘要：如何检测桩基承载力的大小已经成为了专家们关注的焦点。静载试验法、高应变法以及钻芯法都在桩基承载力的检测上表现了自身的实力，如何根据工程的实际情况选择适合的检测方法，又成为了新的难题。文章研究了桩基承载力检测的三种方法，以更好地做好桩基承载力检测工作。

关键词：桩基承载力检测；静载试验；高应变法；钻芯法

中图分类号：TU753 ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ；文章编号：1009-2374（2014）18-0012-03

在桩基工程之中，桩基承载力的大小显得尤为重要，这关系着桩基的稳定及建筑物的安全。为了能更好地做好桩基承载力检测工作，对桩基承载力检测中最主要的三种方法进行了对比试验，分别是静载试验、高应变法、钻芯法。下面就对这三种试验方法展开具体的讨论。

1静载试验、高应变法、钻芯法概述

在建筑地基基础设计规范中对于桩基承载力方面有着专门的描述：Qu代表的是桩基极限承载力，K代表的是安全系数，桩基承载力的特征值Ra是桩基极限承载力除以安全系数所得到的商，R代表的是桩基承载力在设计过程中应用的数值。在一般情况下，我们将安全系数取为整数2，这样一来我们就可以得到下面这三个式子，即：

Ra=Qu/2

R=1.2Ra（这是约定俗成的数）

Qu=5R/3

从这三个式子中，我们能够清楚地知道桩基承载力中各参数之间的关系，通过承载力设计值R，就可以得到桩基极限承载力Qu。

那么我们又如何通过静载试验、高应变法、钻芯法等检测方法来确定桩基的承载力呢？下文进行论述。

1.1静载试验

静载试验就是采用接近于桩基实际工作条件的载荷来确定桩基的承载力，主要试验方法是维持荷载法。某工程为Φ800mm的混凝土灌注桩，承载力的特征值Ra为3000kN。图1为现场载荷试验所得的数据，经校核、汇总后绘制出Q-s曲线：

图1 ；静载试验Q-s曲线图

由Q-s曲线图，再结合s-lgt曲线及s-lgQ曲线，我们就可以按下列6个方法综合分析确定桩基的极限承载力Qu了。第一，如果Q-s曲线发生明显的陡降变化，那么Qu值就是发生陡降的起始点所对应的荷载值。第二，如果Q-s曲线缓慢变化，那么Qu值可以根据沉降量来确定：对直径小于800mm的桩，宜取s=40mm对应的荷载值；对于直径大于或等于800mm的桩，取s=0.05d（d为桩端直径）且s不大于80mm对应的荷载值；当桩长大于25m时，还应考虑桩身弹性压缩量，但荷载值对应的总沉降量不得大于80mm。第三，如果s-lgt曲线的末尾发生了突降的变化，这时荷载的取值就要参考前一级别的荷载值。第四，如果发生在摩擦灌注桩身上时，这时荷载的取值就要参考到s-lgQ曲线突然发生下降的那个起始点对应的荷载值。第五，如果发生在大直径钻孔灌注桩的身上，这时荷载的取值就接近于最大的承载力。第六，如果桩基的顶部沉降不彻底时，这时荷载的取值也是偏向于最大的承载力。当然，如果在桩基的材料已经不是完好无损情况下进行试验，荷载的取值就要参考前一级别的具体情况。

综合上述分析，就可以确定该工程静载试验Q-s曲线属于缓变型，桩基极限承载力Qu>6000kN。

1.2高应变法

在进行高应变法的过程中，当桩基顶部受到强有力的冲击脉冲的时候，桩周土及桩端岩土的阻力就会出现，这时就可以发现在桩基顶部的力跟速度会呈现波形的状况。这样一来，我们就可以根据行波的知识，列出波动方程，经过计算从而得到桩基的极限承载力。

假设桩为一维线弹性杆，测点下桩长L，横截面积A，桩材弹性模量为E，桩材质量密度为ρ，桩身内应力波传播速度（俗称弹性波速）为C（C2=E/ρ），广义波阻抗或桩身截面力学阻抗为Z=AρC；其桩身应力应变关系可写为：σ=E·ε；F=A·E·ε

假设土阻力是由静阻力和动阻力两部分组成：

推导可得桩的一维波动方程：

分析方法采用Case法和实测曲线拟合法：

记冲击速度峰对应时间为t1，t2=t1+2L/C为桩底反射对应时间，根据实测的力、速度曲线F（t）、v（t）推导可得case法判定桩的承载力的计算公式为：

实测曲线拟合法采用了较复杂的桩-土力学模型，选择实测力或速度或上行波作为边界条件进行拟合，拟合完成时计算曲线应与实测曲线基本吻合，桩侧土摩阻力应与地质资料基本相符，贯入度的计算值应与实测值基本吻合，从而获得桩的承载力。

某工程Φ1400mm的混凝土灌注桩，承载力的特征值Ra为3500kN。高应变法采用16吨重锤，1.5m落距，弹性波速为3900m/s的自由落锤方式进行，试验参数及测试结果见表1。

由测试结果可知，该工程桩基极限承载力均>7000kN，符合设计要求。

1.3钻芯法

钻芯法是通过单动双管金刚石钻具抽取砼芯和岩芯，能够直观观察桩身砼质量、桩底沉渣、持力层情况、桩长等情况；同时通过砼芯样和岩芯样饱和和天然强度抗压试验，或标准贯入试验，就能判断桩身砼强度和持力层岩芯强度是否符合设计要求，从而综合判定基桩的质量。

某工程为人工挖孔灌注桩，桩径为Φ1500mm，混凝土强度为C35，设计基础持力层为中风化岩层，地基承载力特征值ƒ；r≥7.36MPa，单桩承载力的特征值Ra为15700kN。钻芯法检测结果见表2。

由检测结果可知，该工程混凝土强度及桩端持力层均超出设计要求，故可推断单桩承载力均>15700kN，满足设计要求。

2三种检测方法的优缺点

每种方法和理论都有着自己的闪光点和不足之处，上面三种检测方法同样有着自己的优缺点，下面进行分别论述。

2.1静载试验的优缺点

静载试验的优点在于在试验的过程中，所应用到的技术方法都比较简单，因此对于工作人员的要求不高；静载试验所得出的结果通常情况下都比较准确，误差都比较小，这使得静载试验拥有得天独厚的优势。但静载试验也有着自身的不足，其缺点在于在试验过程中，要花费大量的人力物力财力，对试验场地要求较高，同时对于大吨位载荷试验存在着一定的安全隐患。因此在检测采用次数上就比其他的检测方法要少得多。

2.2高应变法的优缺点

高应变法的优点在于在试验的过程中，所用到的设备比较轻巧方便，不笨重；在检测速度上也比其他检测方法的速度快；与其他检测方法相比，高应变法在资金的使用上也比较节省；与静载试验相比，在检测范围上也要大很多，而且一些静载试验无法做到的事，高应变法也能够轻而易举地完成，比如说在桩基打桩的过程中，高应变法就能够随时检测到桩身的应力，可以随时了解锤击效率的高低，可以指明确定桩基长度的方法，可以告知该如何选择沉桩工艺参数。高应变法的缺点在于如果在试验过程中掌握不好力道，就会使桩基受到破坏。

2.3钻芯法的优缺点

钻芯法的优点在于比较科学、直观，而且实用性强。在实际检测的过程中，可以做到一次通过，就可以知道桩基及持力层各方面的状况，比如桩身砼质量、桩底沉渣、持力层情况、桩长等情况。钻芯法的缺点在于用于检测的时间比较多，在资金使用上花费比较多，而且在检测的过程中没有做到面面俱到，通常只是以点带面，这就很容易造成在检测过程中漏掉重要的信息；最为致命的缺点是钻芯法属于破坏性的试验，容易对于桩基产生不良影响。

3对于大直径端承桩，采用钻芯法代替静载试验或高应变法进行检测的可行性

从上面我们已经了解了三种检测方法的优缺点，对于静载检测或者高应变法的缺点已经了然于心。那么在进行大直径端承桩承载力检测的时候，受工程场地及荷载吨位的限制，一般难以采用静载试验或高应变法进行，故不妨采用钻芯法进行。在钻芯法检测过程中，沿长度方向在桩身上钻取桩身混凝土芯样及桩端岩土芯样，然后观看和测试钻取的芯样，根据测试结果评价成桩质量、持力层情况，从而推断桩基承载力是否满足设计要求。大量的工程实践证实了钻芯法用于检测大直径端承桩的成桩质量是符合要求的。由于大直径端承桩只受桩端端承力的影响而不受桩周土摩擦阻力影响，这样一来我们就可以通过观察桩身砼质量、桩长、桩底沉渣、持力层情况、砼芯样及岩土芯样抗压强度值等情况，推断出桩基的承载力。综合上述分析表明，对于大直径端承桩，采用钻芯法代替静载试验或高应变法进行桩承载力检测是具有可行性的。

4结语

综上所述，我们已经对三种检测方法有了详细的了解，在检测桩基承载力的过程中，要根据工程实际的情况，实事求是，采用不同的检测方法，这样才能够做到检测的科学性、针对性，而绝不能够照本宣科。

参考文献

[1] ；中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范 ；（GB50007-2011）[S].北京：中国建筑工业出版 ；社，2012.

[2] ；中华人民共和国建筑基桩检测技术规范（JGJ106- ；2003）[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[3] ；广东省建筑地基基础检测规范（DBJ15-60-2008） ；[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4] ；广东省建设工程质量安全监督总站.工程桩质量检 ；测技术培训教材[M].北京：中国建筑工业出版 ；社，2009.

[5] ；徐攸在.桩基工程检验手册[M].北京：中国水利 ；水电出版社，2004.

作者简介：肖伟才（1986—），男，广州市稳建工程检测有限公司助理工程师，研究方向：地基基础工程检测及基坑工程变形监测。

每种方法和理论都有着自己的闪光点和不足之处，上面三种检测方法同样有着自己的优缺点，下面进行分别论述。

2.1静载试验的优缺点

静载试验的优点在于在试验的过程中，所应用到的技术方法都比较简单，因此对于工作人员的要求不高；静载试验所得出的结果通常情况下都比较准确，误差都比较小，这使得静载试验拥有得天独厚的优势。但静载试验也有着自身的不足，其缺点在于在试验过程中，要花费大量的人力物力财力，对试验场地要求较高，同时对于大吨位载荷试验存在着一定的安全隐患。因此在检测采用次数上就比其他的检测方法要少得多。

2.2高应变法的优缺点

高应变法的优点在于在试验的过程中，所用到的设备比较轻巧方便，不笨重；在检测速度上也比其他检测方法的速度快；与其他检测方法相比，高应变法在资金的使用上也比较节省；与静载试验相比，在检测范围上也要大很多，而且一些静载试验无法做到的事，高应变法也能够轻而易举地完成，比如说在桩基打桩的过程中，高应变法就能够随时检测到桩身的应力，可以随时了解锤击效率的高低，可以指明确定桩基长度的方法，可以告知该如何选择沉桩工艺参数。高应变法的缺点在于如果在试验过程中掌握不好力道，就会使桩基受到破坏。

2.3钻芯法的优缺点

钻芯法的优点在于比较科学、直观，而且实用性强。在实际检测的过程中，可以做到一次通过，就可以知道桩基及持力层各方面的状况，比如桩身砼质量、桩底沉渣、持力层情况、桩长等情况。钻芯法的缺点在于用于检测的时间比较多，在资金使用上花费比较多，而且在检测的过程中没有做到面面俱到，通常只是以点带面，这就很容易造成在检测过程中漏掉重要的信息；最为致命的缺点是钻芯法属于破坏性的试验，容易对于桩基产生不良影响。

3对于大直径端承桩，采用钻芯法代替静载试验或高应变法进行检测的可行性

从上面我们已经了解了三种检测方法的优缺点，对于静载检测或者高应变法的缺点已经了然于心。那么在进行大直径端承桩承载力检测的时候，受工程场地及荷载吨位的限制，一般难以采用静载试验或高应变法进行，故不妨采用钻芯法进行。在钻芯法检测过程中，沿长度方向在桩身上钻取桩身混凝土芯样及桩端岩土芯样，然后观看和测试钻取的芯样，根据测试结果评价成桩质量、持力层情况，从而推断桩基承载力是否满足设计要求。大量的工程实践证实了钻芯法用于检测大直径端承桩的成桩质量是符合要求的。由于大直径端承桩只受桩端端承力的影响而不受桩周土摩擦阻力影响，这样一来我们就可以通过观察桩身砼质量、桩长、桩底沉渣、持力层情况、砼芯样及岩土芯样抗压强度值等情况，推断出桩基的承载力。综合上述分析表明，对于大直径端承桩，采用钻芯法代替静载试验或高应变法进行桩承载力检测是具有可行性的。

4结语

综上所述，我们已经对三种检测方法有了详细的了解，在检测桩基承载力的过程中，要根据工程实际的情况，实事求是，采用不同的检测方法，这样才能够做到检测的科学性、针对性，而绝不能够照本宣科。

参考文献

[1] ；中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范 ；（GB50007-2011）[S].北京：中国建筑工业出版 ；社，2012.

[2] ；中华人民共和国建筑基桩检测技术规范（JGJ106- ；2003）[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[3] ；广东省建筑地基基础检测规范（DBJ15-60-2008） ；[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4] ；广东省建设工程质量安全监督总站.工程桩质量检 ；测技术培训教材[M].北京：中国建筑工业出版 ；社，2009.

[5] ；徐攸在.桩基工程检验手册[M].北京：中国水利 ；水电出版社，2004.

作者简介：肖伟才（1986—），男，广州市稳建工程检测有限公司助理工程师，研究方向：地基基础工程检测及基坑工程变形监测。

每种方法和理论都有着自己的闪光点和不足之处，上面三种检测方法同样有着自己的优缺点，下面进行分别论述。

2.1静载试验的优缺点

静载试验的优点在于在试验的过程中，所应用到的技术方法都比较简单，因此对于工作人员的要求不高；静载试验所得出的结果通常情况下都比较准确，误差都比较小，这使得静载试验拥有得天独厚的优势。但静载试验也有着自身的不足，其缺点在于在试验过程中，要花费大量的人力物力财力，对试验场地要求较高，同时对于大吨位载荷试验存在着一定的安全隐患。因此在检测采用次数上就比其他的检测方法要少得多。

2.2高应变法的优缺点

高应变法的优点在于在试验的过程中，所用到的设备比较轻巧方便，不笨重；在检测速度上也比其他检测方法的速度快；与其他检测方法相比，高应变法在资金的使用上也比较节省；与静载试验相比，在检测范围上也要大很多，而且一些静载试验无法做到的事，高应变法也能够轻而易举地完成，比如说在桩基打桩的过程中，高应变法就能够随时检测到桩身的应力，可以随时了解锤击效率的高低，可以指明确定桩基长度的方法，可以告知该如何选择沉桩工艺参数。高应变法的缺点在于如果在试验过程中掌握不好力道，就会使桩基受到破坏。

2.3钻芯法的优缺点

钻芯法的优点在于比较科学、直观，而且实用性强。在实际检测的过程中，可以做到一次通过，就可以知道桩基及持力层各方面的状况，比如桩身砼质量、桩底沉渣、持力层情况、桩长等情况。钻芯法的缺点在于用于检测的时间比较多，在资金使用上花费比较多，而且在检测的过程中没有做到面面俱到，通常只是以点带面，这就很容易造成在检测过程中漏掉重要的信息；最为致命的缺点是钻芯法属于破坏性的试验，容易对于桩基产生不良影响。

3对于大直径端承桩，采用钻芯法代替静载试验或高应变法进行检测的可行性

从上面我们已经了解了三种检测方法的优缺点，对于静载检测或者高应变法的缺点已经了然于心。那么在进行大直径端承桩承载力检测的时候，受工程场地及荷载吨位的限制，一般难以采用静载试验或高应变法进行，故不妨采用钻芯法进行。在钻芯法检测过程中，沿长度方向在桩身上钻取桩身混凝土芯样及桩端岩土芯样，然后观看和测试钻取的芯样，根据测试结果评价成桩质量、持力层情况，从而推断桩基承载力是否满足设计要求。大量的工程实践证实了钻芯法用于检测大直径端承桩的成桩质量是符合要求的。由于大直径端承桩只受桩端端承力的影响而不受桩周土摩擦阻力影响，这样一来我们就可以通过观察桩身砼质量、桩长、桩底沉渣、持力层情况、砼芯样及岩土芯样抗压强度值等情况，推断出桩基的承载力。综合上述分析表明，对于大直径端承桩，采用钻芯法代替静载试验或高应变法进行桩承载力检测是具有可行性的。

4结语

综上所述，我们已经对三种检测方法有了详细的了解，在检测桩基承载力的过程中，要根据工程实际的情况，实事求是，采用不同的检测方法，这样才能够做到检测的科学性、针对性，而绝不能够照本宣科。

参考文献

[1] ；中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范 ；（GB50007-2011）[S].北京：中国建筑工业出版 ；社，2012.

[2] ；中华人民共和国建筑基桩检测技术规范（JGJ106- ；2003）[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

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[4] ；广东省建设工程质量安全监督总站.工程桩质量检 ；测技术培训教材[M].北京：中国建筑工业出版 ；社，2009.

[5] ；徐攸在.桩基工程检验手册[M].北京：中国水利 ；水电出版社，2004.

作者简介：肖伟才（1986—），男，广州市稳建工程检测有限公司助理工程师，研究方向：地基基础工程检测及基坑工程变形监测。