探讨岩土工程中桩基检测技术的应用

张晓宇

（合肥工大工程试验检测有限责任公司，安徽 合肥 230000）

1 桩基检测的具体内容分析

1.1 检测成孔质量

在桩基工程中，桩基成孔施工效果的质量将直接影响桩的稳定与质量，桩基成孔必须符合国家安全生产要求标准，否则会大大降低桩基的承载力和支撑力。一旦桩基成孔效果不好，将会造成桩基上部承载力过大，下部承载力过小，从而易造成桩基坍塌等问题出现。在桩基检测过程中，必须对桩基的成孔直径、成孔深度、成孔位置以及成孔垂直度进行详细检测，以确保桩的整体质量[1]。

1.2 检测桩基承载力

在岩土工程中常见的检测桩基承载力的方法主要分为高应变动测法和静载荷检测法。高应变动测法主要是通过工业重锤大力桩基桩顶，重锤产生的冲击力会使桩身发生塑性形变，通过检测形变的速度和幅度，并绘制形变曲线来判断桩基承载力的相关数据。静荷载检测法主要是通过检测桩基的静荷载来测试其承载力强度，此种检测方法在桩基检测工作中较为常见，其检测数据的真实性和客观性较高[2]。

1.3 检测桩基完整性

在岩土工程中，常见的桩基完整性检测方法分为声波透射法和低应变动测法。声波透射法主要是向混凝土中发射超声波，根据超声波在混凝土中波长及波形的具体变化情况来进行分析和判断，其主要声学参数包括超声波的频率、振幅和速度等，通过此类数据的数值变化来判断桩基在混凝土中是否存在蜂窝、断层和夹砂等现象。低应变动测法主要是向桩顶施加一个能引起桩身振动的激振力量，通过专业测量仪器对桩身振幅和变形程度进行记录，并将测得数据带入波动理论中，以判断桩基是否完整[3]。

2 桩基检测方法

在选择桩基检测方法时，要根据具体的应用场景和实际需要选择合适的桩基检测方法。例如：某工程桩基在设定时分为甲、乙两级桩，在针对其检测时可以选择低应变动测法和声波透射法两种检测方法混合进行检测。在检测时需要保证灌注桩的混凝土强度达到15MPa。在采用钻芯法进行检测时，必须保证混凝土的强度是时间符合生产安全要求标准，且桩端数量不能低于10%。

2.1 钻芯检测法

由于钻芯检测法具有科学、直观、实用等特点，在混凝土灌注桩检测中得到了广泛的应用。该系统可测试桩长、桩身混凝土抗压强度等。在检测时，直径小于1.2m 的桩可在1～2 个钻孔。一般采用混凝土心样抗压检测，即两套桩长不得超过10m，四套桩长10～30m，每组桩数相同。根据设计要求，分析了桩侧支撑的岩土特性。在特殊钻孔作业时，需要采用高速水力钻压，需要泵，节流管，卡簧等工具。在钻井作业中，施工单位通常选用XY-2b 钻机，该钻机振动小，工人能很好的控制，采用径向井眼，即不超过0.1mm。通过对钻头粒度及胎体硬度的对比，得出钻头外径110mm，内径87mm。根据桩身沉渣厚度、持力层岩土特性是否符合设计指标，满足设计要求，则通过检测。

2.2 低应变动测法

低应变动测法是我国工程建设中常用的桩基测试技术。该方法的基本思想是利用低能激振法对桩顶进行稳态和暂态分析，测量桩身速度时程曲线，并利用频域波动法有效地判断桩身的稳定性。通过测试桩顶部的流场、流场和流场，分析桩的波动性和频域特性，评价桩的整体稳定性。桩-土相互作用是影响桩-土体系综合性能的重要因素。通过分析，可以根据桩身的动态特性判断桩身各种缺陷和部位，从而检验桩身质量。该方法操作简单，检测范围广，经济实用。但是，由于难以辨识出桩身的波形特征，导致难以量化判别。同时，由于不同类型的桩类失效往往难以识别，因此需要大量的实践经验以及其他检验方法进行检验。

2.3 声波传输法

声波传输技术是利用声波传输原理对桩体内介质状态进行检测的一种方法。具体来说，在桩基础浇筑前，应先在钢筋笼内安装声测管，确保浇筑时达到检验要求。在检测期间，超声波检测器（发射与接收传感器）从桩底至上纵轴线同步向上提起。在提升过程中，应检测传感器深度和高度，保证测量波形稳定，提升速率不得超过0.5m/s。在施工过程中，不同的混凝土在检测过程中会产生不同的声学信号和时程，从而能够读出第一波的声速和振幅。利用超声波技术分析了不同断面的声学特性，分析了不同断面的声学特性。它具有全面的检测、操作方便等特点。但其缺点是在探测过程中存在反射、投射等问题，使得探测结果存在较大不确定性，因此需要分析各种探测方法和数据，以便做出准确判断。

2.4 静载荷检测法

静载荷检测法是根据桩身实际应力状况，按桩头分层进行荷载分级，然后根据桩顶变形和判别标准确定桩的承载能力。该方法是单桩承载力测试中最安全的一种方法，当其他方法的结果不一致时，可以采用此方法进行仲裁。它具有测量精度高、可靠性高等优点，但其缺点是时间长，成本高，检测次数少，代表性低，施工难度大。在施工过程中，通常采用静载荷测试法对桩承载力和桩承载力进行测试。目前常用的静载荷检测法方法主要有单桩竖向检测、单桩水平检测、单桩纵向抗拔检测、单桩纵向抗拔检测、单桩纵向抗拔检测、单桩纵向抗拔检测。静载荷检测法最大的特点就是其应力状态与实际桩的实际情况相一致。静载荷检测法仅限于对工程桩承载能力的检测，无法进行破坏检测。该方法精度高，相对误差小于8%。桩基的应力、应变、反力检测、反力检测、反力检测、桩侧土抗滑移、桩侧土阻、桩横断面变形等检测。

3 桩基检测技术在建筑工程中的具体应用

3.1 工程概况

本文以某高层住宅建筑桩基检测为例，根据施工图纸及施工合同要求，认真调查现场地质条件，根据施工图纸及合同要求，根据施工图纸及施工合同要求，确定桩基质量。该工程共103 个桩基，全部为嵌岩桩，桩端持力层为中风化闪长岩或风化灰岩，桩均为810mm。嵌岩桩中，桩端应埋入中风化闪长岩或风化灰岩2 倍以上的桩径，并严格遵守设计规范，保证桩底渣厚不得超过52mm。岩土工程桩基检测应明确测试目的、认识测试方法的适用范围、掌握成桩技术等，综合选择各种测试方法。通过补充和确认两种以上的检测方法，可以使测试结果更加准确。本项目采用四种不同桩基检测方法评价桩基施工质量。

3.2 成孔质量检测

本项目采用JNC-2 型泥沙分析仪、JJC-2A 型孔径测量仪、钻机机械车、深度检测仪等设备。检测内容包括孔洞深度、孔径、沉渣厚度、坡度等。经过仔细测试，得出以下4 点：①钻孔深度测量。结果表明：试件钻孔深度为 11.87 ～12.78mm，实测钻孔深度为 11.47 ～12.98mm，且全部探测深度大于预先确定的深度。②测量光圈。该工程最小孔径从478.13～498.35mm 不等，最大直径在548～633mm 之间，最小直径为510mm。③测量垂直度。实测结果表明，各桩基的竖直度在0.57%～0.89%之间，各桩基的受力系数均小于1%。④对沉淀物厚度进行测量。该工程钻孔底部的沉积物厚度为87～110mm，所有桩身直径小于155mm。经测试，各项指标均达到工程技术规范要求。

3.3 桩基检测的准备工作

仅对开挖后的单桩进行竖向抗压静载荷检测。检测期间应加强桥墩基础，确保周边场地及桩端平整。若采用声波穿透法探测桩基时，应先清洗桩基，确保桩底畅通。如果管道中间有堵塞，应立即清理，并注入清水。采用低应变法时，应先打磨桩面，再将桩尖削至设计桩标高，以保证桩头无积水、无污渍。如果采用钻孔取心法探测桩基，则必须在开挖前保证通水通电，并在场地开放处设置取心器。

3.4 静载荷检测法检测

根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2014）的具体规定，本项目进行了5 根试桩的静载荷检测。主要设备为RS-JYB 系列静态载荷测试方法，包括控制箱，位移传感器，继电器，千斤顶，主机等。具体检测步骤为：采用锚桩反作用力、平衡荷载，将千斤顶置于检测桩顶端，再放置主梁、次梁，使次梁与锚桩连接。其中，桩基的加载方式主要是快速保持荷载，然后逐级加载，每次加载间隔2.5h，15～20min 内读出相应数据。在检测过程中，如果载荷发生故障，应立即停止载荷。检测结果表明：5 根试桩最大承载能力为3500kN，最大级差为0，单桩承载能力达到设计指标，并与检测结果相吻合。

3.5 高应变动力检测

根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2014）的具体规定，本项目进行了15 根基础桩的高应变动态检测。主要测试设备为FEI-C3 型动态测试分析系统，包括12 位A/D 转换器、力传感器、486/40 微型计算机、加速传感器等。检测方法为：在基桩侧设置两个加速度传感器和两个应变传感器。采用FEI-C3 型动态测量分析系统，通过敲击桩头，将冲击过程中的加速度、力信号进行放大、转换，再由微机传输至微机，经计算机处理后存储于磁盘中。然后将记录在磁盘上的数据播放出来，再用相应软件拟合数据，最终得到单桩最大垂直承载能力。检测结果表明，15 根桩基最大垂直承载力为2435～2657kN，平均水平为2312kN，满足设计要求。

3.6 低应变动力检测

根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2014）有关要求，一般采用低应变检测法对桩身缺陷部位及程度进行判定，并根据检测结果对其进行分类。本项目选择45 根桩作为低应变动态检测，测试设备主要为FDP204PDA 型动测分析系统，结合力杆和加速度传感器。测试程序为：在桩头放置加速度传感器，通过敲击产生加速度信号，由FDP204PDA 动态测量分析系统检测并转化为加速度信号。测量波形由计算机处理，然后在每个桩基上设置采集点，每点主要采集5～6 个信号。然后在时间域处理数据，分析各个位置的反射信号，得到各桩的整体状态。通过对45 个桩位的测试分析，发现42 个桩位达到设计指标，2 个桩位未达到设计要求，需根据实际情况作相应调整。

4 现阶段桩基础检测技术存在的问题

4.1 需要改进的检测设备

由于仪器条件不成熟，检测时间过长，检测精度不高，造成检测误差较大，严重影响工程顺利进行。现有各种检测技术要求检测仪器自身性能要求较高，以满足不同检测要求。但由于国内现有检测仪器的具体现状，还没有形成一套完整的技术体系，必须采用引进的方法，而中小检测机构的经济实力还不够雄厚，因此往往需要从国外采购一些价格昂贵的仪器。

4.2 检测结果的专业性有待提高

由于许多施工企业检测技术水平较低，导致检测数据和检测参数不准确，从而影响检测精度。现有的许多测试机构由于自身硬件条件的限制，往往只能根据以往的经验进行测试，这些问题往往导致计算结果与实际情况相差甚远，从而对工程建设造成不利影响，对岩土界的发展产生不利影响。

4.3 建设条件和环境问题

目前，在岩土工程桩基检测中，有些施工单位出于方便，虽然按规定进行了检测，但检测内容不尽相同，造成检测工作不到位。但由于外部施工及周边环境条件的影响，测量结果存在较大偏差。

5 桩基检测技术的应用及发展对策

5.1 合理选择检测方法

目前，桩基检测方法多种多样，如何选择合适的检测手段使其更好地发挥作用成为关键。这项工作要求检测人员遵守所有从实践的基本原则，准备好测试桩基后，再根据现场面积和周边情况确定其他测试方法。通常，桩身检测应采用两种以上的检测方法或多种方法，以提高检测精度，为以后的实际应用奠定基础。

5.2 水平冲击法的合理应用

利用激振原理对桩基上部施加侧向撞击力，通过对桩基础静、动载荷的分析与分析，确定桩的整体稳定性。但由于其在土体中承受较大的动力载荷和压力，其应用范围较广。

6 结语

在桩基工程检测工作中，桩基工程的建设是以桩的基本原理为依据，以桩基工程与检测有关的各种学科的综合操作技术为基础，运用专门的检验设备进行高层次的新工作。在工程监理中，检验工作既是工程技术的一个关键，也是工程监理与工程质量的保证，是工程竣工后的关键。同时，我们还可以充分的使用本地的原料，推动新技术、新技术的普及。桩基检测是建设高标准、高质量建设的重要保证，是节约建设投资、强化社会信用的有效手段。