综合检测方法在检测缺陷桩中的应用

刘东垚 廖勇鹏

（1 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司；2 连州市建设工程综合服务站）

0 引言

1 工程实例分析

桩基础作为建设工程中应用最为广泛的一种基础形式，其施工质量直接影响到主体结构的质量安全。桩基础检测工作是保证桩基工程施工质量的关键环节，检测工作质量如何、测试方法是否先进都会对建筑物整体安全与使用造成一定的影响。

常用的灌注桩质量检测方法包括低应变法、声波透射法、钻芯法、高应变法和静载试验等。声波透射法对于桩身完整性的检测具有较高的准确性，对桩基混凝土是否完整进行整体检测，同时还能通过超声波在混凝土传播波速在很大程度上对桩基混凝土的实际强度进行反映。但由于多种因素导致预埋管容易发生形变、堵塞，导致换能器无法放置到预埋管管底。且声波透射法无法对桩基底部的沉渣与桩端持力层实际情况进行检测。必要时需借助钻芯法等其他检测方法来验证后得出结果。钻芯法检测采用液压操纵钻机设备从桩身钻取混凝土芯样及一定深度的桩底持力层，对其进行状态与强度检验，除判定桩身完整性外还可以判定持力层岩土性状，且可以对存在争议的检测桩进行桩身完整性验证，是目前最直观、最安全可靠的桩身完整性检测方法。高应变法是现行规范中唯一的一种既能测试基桩完整性又能测试基桩竖向抗压承载力的方法。通过重锤冲击桩顶，使桩侧和桩端岩土阻力大部分乃至充分发挥，能较好地测试桩身及桩底缺陷情况。近年来，高应变法检测应用越来越普遍，已逐渐成为灌注桩检测中最常用的检测方法之一。本文借助工程实例中上述几种检测方法对缺陷桩进行完整性测试与承载力测试的情况进行分析，为后期工程处理提供指导。

1.1 声波透射法检测桩身完整性

连州某桥梁工程，基桩为冲孔灌注桩，桩径为1800mm，桩身混凝土强度等级为C30，设计承载力特征值为10500kN，设计桩端持力层为中风化灰岩。根据广东省标准《建筑地基基础检测规范》DBJ/T 15-60-2019对该工程基桩进行声波透射法进行完整性判断。检测中，发现Z0-10# 桩存在严重缺陷，所有检测剖面在21.6m 左右多个测点的波速、波幅明显偏低，波形畸变严重的情况。声波透射法波列图见图1。

图1 声波透射法波列图

1.2 钻芯法验证问题桩桩身完整性

声波透射法只能检测缺陷位置、缺陷程度，无法定向判定缺陷类型。对于问题桩缺陷类型，采用了钻芯法加以验证。按照规范要求，桩径大于1.60m 的桩，不得少于3 孔，开孔位置距桩中心0.15d～0.25d 内均匀对称布置。检测中发现问题桩Z0-10#桩3 个钻芯孔有2 个孔桩身存在夹泥情况，夹泥位置与声波透射法检测出的缺陷位置相符，另1 孔桩身完整性好。将3 个编号为1#、2#、3#，芯样照片见图2，开孔位置见图3，检测结果见表1。

图2 Z0- 10# 桩芯样照片

图3 Z0- 10# 桩开孔位置示意图

表1 Z0-10# 桩检测结果

1.3 注浆补强处理

Z0-10#桩除桩身完整性不满足外，其桩身混凝土抗压强度、桩长、桩底沉渣厚度等均满足要求。设计单位经设计复核后提出对该桩采用钻芯孔高压旋喷注浆补强处理方案，再进行高应变检测来验证补强后桩身完整性与竖向抗压基桩承载力。桩身补强工艺流程图见图4。

图4 桩身补强流程示意图

1.4 高应变法测试补强效果分析

经工程质量各方主体协商，依据相关规范要求在注浆完成28 天后对Z0-10#桩进行高应变试验来验证注浆效果，测试效果见图5。

图5 Z0- 10# 桩高应变测试效果图

根据高应变结果分析：Z0-10#桩身完整性较好，速度时程曲线t0+2L/C 推算出桩身21.6m 左右有轻微正向反射，对应声波检测法与钻芯法检测出的缺陷位置，但反射峰值较低，通过高应变曲线拟合法分析测试结果得出Z0-10#桩桩基承载力为24516kN，满足该桩极限承载力要求，满足验收要求。

2 结语

综合几种检测方法可以得出，无论是声波透射法、钻芯法，都具有自身的检测特性。声波透射法检测速度快，适合作为桩身完整性普查的检测方法之一。钻芯法可对桩基完整性进行直观观察，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，但检测速度相对较慢。必要时，针对存在争议的问题桩可同时采用两种方法进行检测，来综合判定其桩身完整性情况，提高了检测的定向性、准确性。对于高压水泥注浆处理的桩，可采用高应变检测法，该方法既可以观察到注浆处理后桩身情况，还可以检测出承载力是否满足设计要求，起到一举两得的作用。且对场地要求低，检测速度快，有效缩短工期，节约成本，满足检测市场综合需求，具有良好的应用前景，对同类工程检测具有一定的借鉴作用。