浅谈桩基检测主要内容与常用方法
2013-01-25 来源：作者：刘云 吴迎宾 来源：中国论文网
一、 桩基检测的发展历史与现状
桩基的发展历史由来已久。追溯到公元247年，桩的最早应用开始于上海龙华塔及十世纪筑成的杭州湾大海塘的石砌岸壁。到了19世纪后期，出现了水泥、钢筋以及混凝土。随着机械设备的不断完善和改进，建设高层建筑对桩基的型状逐渐更新，样式变得多种多样。随之而来的是桩基理论研究的深入发展。通过理论的更新和深入，从而更好地指导实践中的桩基检测技术。
桩基是工程结构常用的基础形式之一，属于地下隐蔽工程，施工技术比较复杂，工艺流程相互衔接紧密，施工时稍有不慎极易出现断桩等多种形态复杂的质量缺陷，影响桩身的完整性和桩的承载能力，从而直接影响上部结构的安全。因此，其质量检测成为桩基工程质量控制的重要手段。
在桩基检测的发展历史中，检测技术的更新成为了一个宽泛且热门的话题。为了适应桩基检测日益复杂和精湛的需求，国内相关研究者也在不断引进和学习国外先进技术，不断发展完善桩基技术。随着基础设施建设要求的不断提高，桩的尺寸现已越来越大，由此对桩质量的要求越来越高，所面临的问题也可能会越来越多。尽管国内桩基检测技术的发展仍然无法满足生产的全部需要，但是从整体来看，国内桩基检测发展的技术和办法在不断地更新和完善。
二、 桩基检测的方法
根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）,目前桩基检测的主要方法有静载试验法、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等几种。
1. 静载试验法
静载试验法是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最可靠的试验法。在目前桩基检测技术还尚未伍德突破性进展之前，静载实验法被认为是尚不可被替代的。其优点在于直接简单，且可靠安全。但在工程实践中发现，基准桩的问题有时会被检测人员所忽视，容易出现基准桩打入深度不足，试验过程产生位移的问题。
静载实验法在国外工程界里也是颇受关注的一个研究课题。据调查研究，国内外很多学者为此做了很多尝试和实验。尤其是80年代以后，随着经济建设的不断发展，我国的桩基静载实验法进入了一个全新的发展时期。目前，静载实验法已经成为一项在理论上无可争议，在方法上普遍认可的桩基检测技术。
2. 钻芯法
钻芯法又叫做钻桩取芯试验法。这种方法具有科学、直观、实用等特点，在检测混凝土灌注桩方面应用较广。检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度以及桩底沉渣厚度是钻芯法的宏观目的。通过这种方法能够很好地判定和鉴别桩端岩土的性状，并准确判断桩身完整性的类别。
一次完整、成功的钻芯检测，可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况，并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。抽芯技术对检测判断的影响很大。某工程先用XY-1型工程钻机，采用硬质合金单管钻具，用低压慢速小泵量及干钻相结合的钻进方法，结果采芯率不到70%，芯样完整性极差，大多呈碎块;后来改用SCZ-1型液压钻机，采用金刚石单动双管钻具，采芯率达99%，芯样呈较完整的圆柱状。所以，《技术规范》对钻机和钻头作了相应的规定，就是为了避免抽芯验桩的误判。目前增加了钻机设备的技术含量，从单一的效率低的向效率高多功能的钻机发展。
3.低应变法
低应变动测法又叫低应变反射波法（应力波法），是以手锤或力棒敲击桩顶，给桩一定的能量，产生一纵向应力波，该应力波沿着桩身向下传播，由传感器（速度或加速度型） 拾取桩身缺陷及不同界面的反射信号, 通过检测和分析应力波在桩身中的传播历程, 便可分析出桩基的完整性, 并根据桩身突然变化界面时（ 如: 桩底沉渣过厚、桩身夹泥、断裂、扩径或缩径等）所产生的反射和透射波, 来确定桩身缺陷性质, 估算桩长或缺陷位置, 且根据应力波在桩身中的传播速度来推断混凝土的强度。
20世纪80年代，低应变法进入了快速发展时期，各种低应变法在基础理论、机理、仪器研发、现场测试和信号处理技术、工程桩和模型桩验证研究、实践经验积累等方面取得了很多成就。低应变动测法检测简便，且检测速度较快，但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。测试过程是获取好信号的关键，测试中应注意：1.测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同，一般要求桩径在120cm以上，测试3～4 点。2.锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器 20～30 cm 处不必考虑桩径大小。3.传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装，注意选择好粘贴方式，一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥，没积水的情况下。4.尽量多采集信号。一根桩不少于10 锤，在不同点，不同激振情况下，观测波形的一致性，以保证波形真实且不漏测。
4.高应变法
高应变法又叫做试桩法, 是一种利用高能量的动力荷载确定单桩承载力的方法。在国内，动力打桩方式的发展已有将近百年的历史。动力试桩技术的发展最早始于动力打桩公式。目前，国内外高应变法依旧主要采用一维杆波动理论作为测试和结果分析的基础。
高应变法的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能够在查明这些“缺陷“是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度，可作为低应变法的补充验证手段。目前在某些地区，利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率，已成为一种普遍做法。
随着国内基础设施建设的不断发展，桩基工程量也在日益增多。目前国内出现了多种类型的混凝土灌注桩的广泛应用。但是由于桩基检测工程量巨大，因此伴随技术发展而生的就是质量的优劣。相较于传统的静载实验法，高应变法不论在费用抑或是时间成本方面都有很大的优势。因此，目前来看，高应变法因操作简单，并且技术较为先进，从而成为国内广泛推广和应用的检测方法。
5.声波投射法
声波透射法, 俗称埋管法, 是在灌注桩中预埋两根或两根以上声测管供声波从发射到接收。波投射法是基于混凝土灌注桩的使用，是在结构混凝土声学检测技术基础上发展起来的。早在20世纪70年代，声波投射法就已经被用于检测混凝土灌注桩的完整性方面。在桩身混凝土传播过程中，由于缺陷的存在，混凝土连续性中断，在缺陷区与混凝土之间的界面，声波将发生反射、绕射、折射及声波能量的吸收和衰减。
目前，声波投射法以其鲜明的技术特点成为目前混凝土灌注桩完整性检测技术的一种重要手段。目前，在民用建筑设施以及水利电力和工业、铁路等建设方面皆得到了广泛的应用。与其他完整性检测方法相比，声波透射法能够进行全面、细致的检测，且基本上无其他限制条件。但由于存在漫射、透射、反射，对检测结果会造成影响。
三、结论
第二部分详细论述了桩基检测各种方法的优点和不足。在笔者看来，目前桩基检测的技术不能依赖于某一种单一的检测方法。而在评判建筑设施质量的问题上，建筑基础设施是个至关重要的因素。因此，为了保证桩基的质量，桩基检测技术就更显重要。
在目前桩基检测技术中，每一种单一的检测方法存在很大的局限性。由于检测远离、仪器设备、数据处理等各方面的综合考虑和要求，单一的检测方法目前尚不能完全适用于各种桩型的需求。桩基检测技术在实践的检验中会存在应用上的诸多不足，也会在实践操作中不断完善和更新。
总之，在桩基检测中，各个检测手段需要配合使用，利用各自的特点和优势，按照实际情况，灵活运用各种方法，才能够对桩基进行全面准确的评价。除此之外，建筑环境，以及施工人员的水平也都是影响检测技术高低的外部因素。在实际操作中，应努力权衡各方面的因素使之达到最优化的状态。
