| 标题 | 浅谈基桩检测中桩身完整性检测的几种方法及选用 |
| 范文 | 冯建国 [摘要]在基桩检测方法中，根据检测目的进行划分，主要分为基桩承载力检测和基桩完整性检测。其中基桩完整性检测的主要任务是：了解基桩在该场地施工是否满足设计要求；桩身是否有缺陷并判断缺陷的位置和程度；是否对建筑物产生不利影响；对基桩的Ⅲ类、Ⅳ类桩身缺陷进行有效的加固处理。本文通过比较几种基桩完整性检测方法的优劣，分析在桩基检测中检测方法的选择。 [关键词]基桩完整性；低应变检测法；高应变检测法；声波透射检测法；钻芯检测法 万丈高楼平地起，地基基础工程的质量直接影响到整个建筑物主体结构的质量安全，关系到人民财产和生命的安全，并对国家本就紧张的资源造成不必要的浪费和流失。随着我国国民经济持续快速的发展，高层建筑物的层数由原来的十几层增加到三十几层甚至更高，结构体型也由原来的单一变得复杂多样，悬殊相差很大，地上空间不足改为扩展地下空问的建筑物越来越多。桩基础也成为了许多建筑物的首选形式。而桩基础中基桩的质量问题也显得尤为重要，但因基桩属于地下或水下的隐蔽工程，需要施工单位对基桩施工的工艺、方法及地质情况，对基桩的影响等技术应全方位的掌握，这需要高学历和丰富的施工经验，才不容易对基桩的质量造成影响，而现在施工一线的工人不具备这样的能力，所以桩基检测便成为判定桩基质量，排除施工隐患的重要依据和手段，也是保证桩工程建设不可缺少的一个重要环节。 20世纪80年代以来，我国基桩检测技术得到了迅猛的发展，尤其是基桩动测技术有着全新的改变。这使的我们检测人员的技术能力和检测经验有着更高的要求。既需要有岩土工程、桩基设计理论、桩基施工技术等方面的知识，也要有土（动）力学、波动和振动理论、计算机应用技术等多门理论与技术，既要掌握检测技术和熟练操作仪器设备的能力，也要善于对数据进行综合的有效评价。还有，在检测前期，必须考虑到检测参数和方法的有效统一和建筑工程的成本、进度的控制。目前，我国对于桩基检测主要包括基桩桩身质量检测（包括桩身强度检测和桩身完整性检测）和基桩承载力检测。而桩身质量检测我国规范认可的主要方法有四种，分别为低应变检测法、高应变检测法、声波透射检测法及钻芯检测法。 1分析基桩完整性检测方法的优劣及选用 1.1低应变检测法 技术原理是当桩长L远大于桩径D（L>D）时，可称为一维弹性杆件。当在桩顶施加一激振源，产生的压缩波将沿桩体向下传播，其传播特性与桩身材质、桩体长度、桩身截面及桩端、桩周土有直接关系。在桩顶设置一速度（或加速度）型传感器与检测仪器相连接。当振动波沿桩体向下传播时，遇到介质密度波速及桩径发生变化，形成波阴抗界面，弹性波将向上反射并到达桩顶。传感器将反射信号送入测试仪器即可记录到一条完整的振动波形时域曲线。从仪器上读出波的双程旅行时间T，根据桩长L可计算波在桩身中传播的速度V。 V=2L/T 若桩身有缺陷存在时，可根据波形的形态、相位、振幅及频率来判断其性质，并可读出双程旅行时间△T，用波速可反求出其深度位置△L。 △L=V·△T/2 上述计算是通过向计算机程序输入有关参数自动完成的。 在低应变检测过程中发现，完整桩的曲线可从四个方面确定：第一，曲线光滑无毛刺；第二，曲线最终回归基线；第三，曲线实际反应的情况与设计参数相吻合；第四，多次锤击后，曲线的重复性好。 用低应变检测基桩的主要优点是，检测仪器体积小，携带方便，检测时间快，造价在四种检测方法中最低，不会对基桩产生破坏，缺点是对缺陷程度不好确定，需要采用其它检测方法进行验证。 1.2高应变法 高应变动力基桩检测时，将2只加速度传感器对称安装在距桩顶1.0 m的桩侧表面，另2只加速度传感器对称安装在锤两侧。吊起重锤，自由落下，锤击桩顶的中心，冲击产生的力，沿桩身传递应力波，安置在桩侧的传感器采集到来自桩身不同部位的加速度信号与力的信号，通过桩基动测系统的收集、放大和A/D转换，转变成数字信号，后传给计算机，再经过分析软件的处理之后存人磁盘。室内分析时，将现场采集的数据回放，通过波动拟合程序进行实测曲线拟合，判定地基土处于天然状态下的单桩竖向抗压极限承载力。波动拟合程序的基本理论依据是一维波动理论，将桩视为均质弹性杆件，若忽略去基桩的桩身粘结性，则可建立一维波动方程。利用实测信号进行多次拟合与计算来估算基桩的桩侧和桩端土的阻力分布情况，拟合静载试验的Q-s曲线。在高应变检测过程中发现，承载力确定主要以静参数加动参数，所以在动参数测定时要保证锤重、落距、仪器的安置情况与实际采集的数据是否相符外，还应确定静参数的设定和取值，最好以该场地相应的静载荷检测数据为准，没有此类数据时，需参照类似的静载荷数据，才能保证高应变的检测结果。用高应变检测基桩的主要优点是，缺陷的位置较为准确，能对承载力进行评价，检测时间短，不会对基桩产生破坏；缺点是造价与钻芯的价格基本一致，缺陷程度不好确定，需要通过其他检测手段进行验证。 1.3声波透射法 声波透射法的检测原理是将超声脉冲发射换能器与接收换能器放置于预埋声测管中，管中注满清水。通过仪器发出一系列电压脉冲，经发射换能器转换为超声脉冲，该脉冲被接收换能器接收并转换成电信号，由超声仪器对信号进行综合分析处理，即可对桩身混凝土的完整性、缺陷的范围、位置和程度，以及桩身混凝土整体均匀性等做出准确判断。声测管的埋设是根据桩径大小，在桩身内预埋2～4根声测管。声测管内径要大于换能器外径；声测管要有足够的径向刚度、下端封闭、上端加盖、管内无异物；连接处应光顺过渡，管口高出混凝土顶面100一以上；浇筑混凝土前应将声测管有效固定。声波透射检测时，检查声测管是否通顺，并在管内注满清水，每两根声测管编为一组。发射和接收声波换能器分别放置到声测管内的相同高度，由下向上等高同步提升。提升间距不大于100 mm。提升过程中，应校核换能器的深度和校正换能器的高差，并确保测试波形的稳定性，提升速度不宜大于0.5 m/s。实时显示、记录每条声测线的信号时程曲线，并读取首波声时、幅值。声测线的间距，仪器设置参数在同一检测剖面上应保持不变。声波透射法数据分析时按照规范要求，绘制声速一深度曲线和波幅一深度曲线，计算声速异常判断临界值和幅度异常判断临界值。在声波透射检测过程中发现，曲线有问题时，不能完全确定该基桩存在问题：需要重新测量管距再次测量，观察两次采集的数据是否一致；采用斜侧的方法对缺陷位置再次进行检测。最终确定基桩缺陷的位置，并通过低应变方法和钻心法进一步确定基桩的缺陷程度。用声波透射检测基桩的主要优点是，缺陷的位置比较准确，造价适中，时间比钻芯要短；缺点是缺陷程度不好确定，要靠其它辅助方法进行确定。 1.4钻心法 钻芯法是一种科学、直观、实用的检测方法，是验证检测桩身完整性的方法之一，通过钻芯法可以对基桩的整体情况进行确定，检查混凝土有无气孔、松散、断桩或桩底沉渣厚度等，也能对芯样进行抗压强度试验，确定桩身强度。但钻芯时成孔的垂直度很难控制，对于受检桩的桩长较长时，钻芯就很容易偏离桩身，故规范要求受检桩的桩径不宜小于800mm，长径比不宜大于30 m。在钻心检测过程中发现，在钻取芯样时，第一，需保证速率均匀且不能过快；第二，芯样位置位置的选取也很重要；第三，根据基桩强度的不同应选取不同的设备。用钻心检测基桩的主要优点是，检测的结果比较直接，缺陷的位置与程度容易确定；缺点是对基桩会产生局部破坏，且造价高，时间长。 总之，四种基桩完整性检测方法各有所长。所以，桩基工程的合理检测方法如下：对于直径大于800 mm，并已埋置声测管的基桩，建议用声波透射法检测；对于直径小于800 mm，建议用低应变法检测；对于有承载力要求的用高应变法检测；对于有检测中有疑问的基桩用钻心法检测。 2结语 总之，基桩检测方法都有其优缺点，只有根据实际情况与要求，选用不同的检测方法，相互配合和补充，使其在基桩检测中发挥不同的作用，才能做出准确、可靠的判定。而促进基桩检测技术的进步，提高检测人员自身的工作水平，对我们从事岩土工程检测的人员来说非常重要。也只有这样，才能为检测质量的提高做有力保障，这样才能滿足和适应检测市场的需要。 |
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