桩基检测技术在高层建筑工程中的应用

崔峰宇

（山西省忻州市工程质量服务站，山西忻州 034000）

0 引言

目前在高层建筑工程施工过程中，桩基检测技术的施工还存在很多不足之处，不能保证桩基的施工质量符合标准。这就需要在实际工作中针对桩基结构进行全面地检测，在先进检测技术的支持下，有效提高桩基检测工作质量和水平，达到预期的工作目标。

1 桩基检测定义和内容

桩基检测是以检测桩基的完整性和承载力为目的，以建筑桩基为检测对象的一种较为常用技术手段。检测内容包括对各类的桩、墩和桩墙等进行竖向承载力和横向承载力的检测，检测的对象分别是单桩和群桩；检测建筑墩底持力层的承载力是否正常，对建筑墩底的变形程度进行检测，以确保安全；对桩体、墩体和墙体的完整性进行检测，确定每一个桩、墩和墙的架构基本完整；对桩体及桩间土之间的力进行检测，确保桩体与土之间的作用力能够适应整体建筑；对施工环境，包括建筑工程场地的噪声、震动以及土地变形情况的检测；对建筑施工现场出现特殊情况和特殊问题以及事故处理的检测。在对建筑工程检测的过程中，各种桩基检测技术应配合使用，根据每种检测技术的优势和特点对桩基的质量进行全面检测，以保障建筑桩基的安全性和稳定性。

2 常见的桩基检测方法

2.1 高应变法

激振能量比低应变大得多，是通过重锤施加几十至几百千牛的应力冲击桩顶，促使桩与土形成相对位移，激发桩端的支承力与桩周土的阻力，由两对传感器（桩顶或其附近的桩侧对称安装）量测力和桩—土系统响应信号，通过分析它们的时程曲线，根据波动基础理论、采用一定的桩周力学模型，进行凯斯法和实测曲线拟合法计算分析，间接获取基桩完整性及极限承载力情况。高应变法对施工场地条件的要求比静载试验简单、测试费用较低，被广泛应用在大型桩基项目工程中。但是高应变法比低应变方法的要求高，桩头要加固，需配合吊装设备。同时也存在多解性，阻尼值及桩土参数的值是否合理，决定了计算承载力的结果；对预制桩接桩焊缝质量缺陷问题判断模糊（要依靠静载试验来判断）；容易忽略桩身浅部缺陷和小尺寸缺陷等异常情况。

2.2 低应变动测法

低应变动测法的使用方法是检测人员使用小锤等工具对桩基进行敲击，通过与桩体连接发送的应力波信号判断桩体是否存在缺陷和其他问题。在检测过程中，通过应力波传回的频率以及信号的类型，确定桩体的完整性情况。该方法使用方便且检测速度较快，是桩基检测技术中较为重要的检测手段。需要注意的是测试过程中接收信号的程度：测试过程中应注重测试点的选择，根据不同的桩体进行不同检测结果的记录，测试3～4 点即可；使用小锤打击的点很重要，要在距离传感器20cm 左右的地方进行敲击，以得到较为准确的数据；传感器要根据桩基的安装情况进行选择，确保安装的传感器能准确地发送回信号；检测桩基时，对于一根桩子可检测多次，根据每次传回的信号观察波形并进行研究，确认最终的检测结果。

2.3 声波透射法

采用声波透射法对桩基完整性进行检测的原理为：采用发射源在桩基中发出弹性脉冲波，同时用接收装置对这一脉冲波在桩基混凝土中传播的波动特征进行记录；如果桩基混凝土不连续或存在破损的界面，则在缺陷面上将产生一个波阻抗界面，在声波到达这个界面后，将发生反射与透射，导致实际接收到的能量显著减小；如果桩基混凝土中有严重缺陷，如孔洞、松散和蜂窝，则声波会发生散射与绕射；以声波在传播时能量发生的衰减与初至时间为依据，结合频率产生的变化与波形发生的畸变，确定测区中桩基混凝土密实度等技术参数。桩基施工开始前，以桩径大小为依据埋设声测管，将其作为换能器主要通道。在实际测试过程中，将两根声测管作为一组，在水的耦合作用下，信号从其中一根声测管当中发出，在另外一根接收，并采用超声仪对相关技术参数进行测量和采集记录。测试过程中换能器从桩基的底部开始不断向上进行提升检测，直到遍布整个桩基的测试面。

2.4 静载试验

稳态试验被认为是确定地基和地基承载力的最直观可靠传统方法，是在桩顶应用垂直压力、垂直压力或水平推力。观察降雨、上移或水平随时间变化的变化，以确定单根支柱如何沿挤压力、单根桩的垂直抗力、单根桩的水平承载力进行校核。对应于Q-s 曲线曲率变化点的载荷值，静态结果简单可靠。但是，该试验耗时、费用高昂，对桩体造成一定程度的损害、代表性、规模和大量地基的分布，由于难以确定载荷装置的极限，无法评估误差对桩体承载力和耐久性的影响。如果曲线特征不明确，则绝对承载能力受人为因素的影响更大。

2.5 钻芯法

钻芯法借助岩芯钻探技术在待检测桩基沿其长度方向进行芯样钻取，并在桩端上钻取相应的岩土芯样，之后对这些芯样进行观察与测试，评价桩基的成桩质量。钻芯法可对桩基的完整性进行直观观察，并通过对芯样的抗压试验还可以确定桩基混凝土实际强度能否达到设计要求，此外也能对桩基底部的沉渣厚度与桩端持力层实际情况进行检测，可用于对其他检测方法所得结果的验证。但是，检测速度相对较慢且费用高昂，部分缺陷还无法发现，当采用该方法对桩基完整性进行检测判断时，存在以点带面和以偏概全的情况，另外，该方法属于有损检测，如果检测存在疑问，需再开一个孔实施检测，会对桩身结构造成破坏，对检测的场地还有一定条件要求。

3 高层建筑工程桩基检测技术的应用

3.1 桩基成孔质量检测

高层建筑作为城市现代化建筑中的主流形式，在进行桩基施工的时候，普遍使用的都是灌注桩施工方式，桩基的成孔质量对于施工效率和质量的影响较大，需要进行特殊关注，并且引起施工单位和监理单位的高度重视。通过桩基检测技术去检测桩基成孔质量，主要涉及以下几个方面：①检测桩基孔径。需要具体的检测工作人员使用专业的孔径检测器械，在施工的过程中对桩基成孔质量进行全面检测，常用的检测方法有简易检测法、声波检测法以及伞形孔径检测法三种。其中，简易检测法的操作最为便利、简单，但是需要过多依靠以往的检测经验，人为影响因素比较大。而声波检测法以及伞形孔径检测法则相对准确一些，并且技术含量较大，可以准确反映出桩基成孔的实际质量情况；②检测桩基成孔的具体位置和垂直度。为了提高高层建筑工程整体的施工质量，在进行桩基工程施工时，需要由专业的桩基检测人员对桩基成孔的具体位置进行检测，以此减少施工中发生的问题，例如桩基成孔位置与设计位置偏离等，《建筑地基基础工程施工质量验收标准》规定套管成孔灌注桩垂直度允许偏差最大值为1/100，桩径500mm 及以上时桩位允许偏差最大值为100+0.01H（H 为桩基施工面至设计桩顶的距离）。如果不能准确检测出桩基成孔位置的偏移问题，不仅会影响到整体的工程质量，而且不会导致工程返工问题，使工程工期延长，并且浪费资源、增加工程成本。

3.2 合理检测桩基的承载力

建筑工程施工企业在实际工作中，应该全面进行桩基承载力的检测，采用静荷载试验方式与静动法进行处理，也可以使用高应变变动检测方式进行处理。首先，在使用静荷载试验措施的过程中，应该将承载力的标准作为试验结果参考值，检测工作与试验工作具有直观可靠的优势，可有效增强监测效果。但是，在工作中需要引进很多机械设备，检测的周期很长，需要花费的成本也很高，难以有效进行处理。所以，在实际工作中，建议采用动力测试的先进技术，降低工作成本并提升监测工作准确性，加快工作速度，有效完成相关的检测任务。

3.3 对建筑桩基的完整性检测

进行完整性检查，确保桩帽具有良好的整体结构，从而保证高层建筑的稳定性。由于检测桩帽时每种检测方法都有一定的限制，因此单方面检测不能完全评估桩帽的完整性功能。有几种检验方法需要额外检验，以确保桩完整性检验结果的正确性。常用的桩完整性检测方法主要有低压和消声器法以及钻芯法。低压法是检测桩完整性的常用试验技术，主要由桩帽顶部振动引发，利用振动引起的应力波，根据应力波传递反射来确定桩室内的阻力变化，并实现桩完整性的有效控制。尽管分析会带来耗时的缺点，但它具有足够的直观性，可以了解整个上部建筑翼的质量。

4 结束语

上述桩检测技术在高层建筑工程中起着重要作用，是高层建筑工程质量的前提条件。因此，需要从技术发展出发，建立科学技术选择发现设备、人员和技术的合理规划流程，确保仪器运行平稳，提高发现的效率和质量，为建设项目奠定良好基础，推动建设行业发展，推进现代城市建设的进步。