灌注桩桩身完整性不同检测方法的对比分析

灌注桩桩身完整性不同检测方法的对比分析

杨,超

广州市盛通建设工程质量检测有限公司511400

摘要：桩基是建筑工程非常重要的组成部分，其自身的质量会对建筑工程的安全与质量造成很大的影响，因此，应当对建筑地基基桩检测方法进行不断的优化。在本文之中，主要探讨了桩基完整性检测方法，并结合工程实例的对比分析，希望可以为桩基检测工作提供更多的理论及实际基础。

关键词：声波透射法检测；低应变法检测；钻芯法检测；对比；

引言

在建筑业发展的大背景下，人们比以往任何时候都更加关注建筑工程的质量。在住宅建设过程中，桩基工程的施工是一个关键环节，直接决定着整体施工质量的发展趋势。因此，必须重视住宅建设工程的桩基施工技术，确保技术的有效应用，从根本上保证高质量住宅建设的顺利进行。

1. 桩身完整性检测方法的种类
   1. 低应变法

低应变反射波法是以一维弹性杆平面应力波波动理论为基础的，将桩身假定为一维弹性杆件(桩长>10倍桩径)，在桩顶锤击力作用下，产生一压缩波，沿桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗z变化界面时，将产生反射和透射波，反射的相位和幅值大小由波阻抗Z变化决定。安装在桩顶上的传感器，将接收到来自桩身各个波阻抗Z变化界面处反射上来的信息，经过放大、滤波和数据处理，计算桩身波速并有效判断出桩身的完整性或缺陷位置。

优点：它属于快速普查桩的施工质量的一种半直接法，并且在资料提供完整而准确的前提下，可以具有估算出桩长，并估测混凝土强度级别、缺陷类型等，是当前基桩检测中应用最广泛、效率最高、最为经济的技术。

缺点：要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立，而受桩型(如截面多变)、地质条件、激振方式、桩的尺寸效应、桩身材料阻尼等因素的影响，桩过长(或长径比较大) 或桩身截面阻抗多变或变幅较大引起的应力波多次反射，往往测不到桩底反射或正确判断桩底反射位置，从而无法评价整根桩的完整性。另外，反射波法作为反演方法不能直观地反映桩身质量情况，有一定的不确定性，作为描述桩身质量情况和影响应力波传播的重要参数波阻抗Z的同时受桩身截面材质特性C和尺寸特性A的影响，因而反射波法难以识别缩径和离析、夹泥等情况。波阻抗为截面平均参数对截面上局部小缺陷难以反应或反应不明显。应力波对波阻抗突变界面反应明显，而对波阻抗渐变情况反映不明显，对波阻抗逐渐变大后突然变小(还原)或逐渐变小后突然变大(还原)的情况容易出现误判错判。

1.2声波透射法

当超声波通过桩身混凝土时，遇到密实度不同甚至是较差的情况，例如断桩、扩径、离析、缩颈、空洞等缺陷，根据波的传播理论，这些缺陷可视为声波的参数(波幅、声速、频率)发生变化，声波的传播会产生反射、折射、透射、绕射现象。波的能量改变，声波将携带缺陷信号接收回仪器中，并根据声学参数的变化，如振幅减少、声时增大、声波脉冲畸变等物理信息，间接反映灌注桩的混凝土质量情况。

优点：一般不受场地限制，测试精度高，在缺陷的判断上较其他方法更全面，检测范围可覆盖全桩长的各个横截面。声波透射法是目前混凝土灌注桩(尤其是大直径灌注桩)完整性检测的重要手段。

缺点：由于需要预埋声测管，抽样的随机性差，且对桩身直径有一定的要求，受其他客观条件影响较为突出，检测成本也相对较高。且对于端承桩，声波透射法无法检测到桩底持力层情况，因此还需另外进行检测。

1.3钻芯法

钻孔取芯检测技术是一种有损检测方法，特点是直接采用岩芯钻探技术抽取桩身芯样，检测效率高、精确度高。此种方法一般适用于检测桩径≥800mm的混凝土灌注桩桩身强度、桩身长度和桩身完整性、桩端持力层性状等方面的检测。工作人员通过钻取的砼芯样胶结性状、骨料的种类及均匀性和桩身底部土层的性状的分析，通过芯样切取试件在抗压强度试验基础上，结合记录和试验结果能够有效判断桩身是否完整。钻芯法对大面积缺陷，例如空洞、夹泥、离析等研判效果显著，而对横向裂缝等小范围缺陷有较大局限性。因此，钻芯法一般只作为常规检测的补充验证方法。

优点：通过对所钻取芯样的直观明了的观察，可检查混凝土的内部缺陷，且可以确定桩基持力层的性状，具有直观、准确的特点。

缺点：①钻取芯样时对结构混凝土造成局部损伤，因此对于钻芯位置的选择和钻芯数量等均受到了一定的限制，而且它所代表的区域也是有限的。②钻芯机及芯样加工配套机具与非破损测试仪器比较笨重，移动不方便，检测成本较高。③钻芯后的空洞需要补修，尤其当钻断钢筋时更增加了修补的工作难度。

2. 工程实例

广州市南沙区某工程，施工场地为鱼塘回填，地质情况较为复杂，在灌注桩低应变过程中，有两根桩判定为Ⅲ类，由于有预埋声测管，经各方沟通，同意采用声波透射法和钻芯法进行验证检测，检测结果如下：

对于2-20#桩，低应变法检测结果显示桩身在7.8m左右有轻微缺陷，如图1(a),判定为Ⅲ类；而根据声波透射法及钻芯法检测结果显示桩身完整性为Ⅰ类，如图2（b）、图3（b）。

(a)2-20#桩

(b)2-24#桩

图1低应变法实测曲线图

对于2-24#桩，低应变法检测结果显示桩身在8.3m左右有轻微缺陷，如图1(b),判定为Ⅲ类；而根据声波透射法及钻芯法检测结果显示桩身完整性为Ⅰ类, 如图2（b）、图3（b）。

（a）2-20#桩   (b)2-24#桩

图2声波透射法检测结果波列图

（a）2-20#桩   (b) 2-24#桩

图3钻芯法检测芯样图

根据本工程的地质情况，结合低应变法检测的原理及局限性分析，怀疑桩周土的地质情况很有可能是造成此结果的原因；由此可见，相对于声波透射法及钻芯法检测，低应变法检测的准确性相对较低，在检测过程中宜结合声波透射法和钻芯法，优势互补，提交检测结果的可靠性。

结束语

总而言之，在建筑地基基桩检测期间，因不同桩基所造导致的影响程度不一，且存在缺陷也不尽相同，所以，在实际作业中，应对地质条件、以及相关施工工艺等实施进行深入分析，采用不同的检测方法相互配合，从而使建筑地基基桩检测工作的质量能够有所提高。

参考文献

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