关于岩土工程桩基检测技术的实践.pdf

技术协作信息2023（9）总第 1490 期技术探讨与推广关于岩土工程桩基检测技术的实践吴旭东贵州正建兴业工程质量检测有限公司摘要：桩基施工在岩土工程中应用广泛，它具有隐蔽性、施工难度大、质量控制要求高的特点。桩基施工质量的优劣会对工程的整体质量与后续施工的安全性造成很大程度的影响，必须引起重视。为了保证桩基施工质量，需要结合实际情况选择具有针对性且行之有效的检测方法对桩基质量进行检测与判断。本文就针对岩土工程桩基检测技术的实践进行研究与探讨。关键词：岩土工程；桩基检测技术；应用；实践一、桩基检测的重要性与内容（一）桩基检测的重要性在岩土工程之中，如果地基承载力不足，为了对地基基础的承载能力进行提升，防止建筑物沉降并提升建筑物对于复杂条件地层的适应性，需要进行桩基施工作业。近年来，随着行业的进步与工程要求的提高，用桩量也得到了很大程度的提高。对于桩基工程而言，它属于隐蔽工程，施工技术具有复杂性，且施工工艺与施工流程的衔接十分紧密，施工难度较大。如果出现断桩等质量缺陷，不仅会对工程的整体质量造成不良影响，同时也无法保证后续施工的安全性。因此，通过科学合理且具有针对性与适应性的桩基检测技术，可以对桩基的成孔质量、承载能力以及完整性进行检测，以规避桩基施工缺陷，对于工程质量的提高与施工作业的安全性具有十分重要的意义。（二）桩基检测的主要项目内容桩基检测的具体内容主要包含三个重要项目：一是成孔质量。在开展岩土工程作业的过程中，桩基成孔质量是桩基质量的重要影响因素，如果成孔直径不满足相关规范标准，会对桩基的承载力造成不良影响，或者导致桩基上部阻力增加，进而促使下部桩基的承载力无法得到有效的发挥。正是因为成孔大小会直接影响到桩基质量，所以在对桩基进行检测时，成孔质量是重要的检测内容之一，具体需要检测孔的深度、位置、垂直度等参数是否符合标准值。二是桩基承载力。承载力是评判桩基质量的主要指标，若承载力不足，在影响工程质量的同时也会埋下安全隐患。三是桩基结构完整性。桩基在需要具备足够承载力的同时，对于桩身的截面尺寸、长度、强度以及整体致密性也有一定的要求，我们将这些重要参数合称为桩基结构完整性。二、岩土工程中桩基检测的常用技术与方法（一）超声波透射法超声波透射法简称超声波法，其检测原理如下：通过检测超声波在相关材料中传播时的传播速度进行检测，来对被测材料的特性与变化情况进行判断，由此得到灌注桩桩身的缺陷情况以及缺陷存在的具体位置，实现对于桩身完整性的有效判定。超声波透射法这一桩基检测技术具有检测细致、限制因素较少的优势。但它也存在着一定的缺点，主要表现在三个方面：首先，利用超声波法需要预埋声测管，检测前的工作相对复杂；其次，超声波法的应用成本高；最后，超声波法无法对桩基缺陷进行定量判断。（二）钻芯法钻芯法也是一种较常使用的桩基检测方法，它是利用岩芯钻探技术以及相关工艺，对现浇混凝土灌注桩的桩身与持力层进行钻芯取样操作，并对获得的芯样进行抗压强度试验，然后在此基础之上根据试验结果与芯样的表观质量对桩的质量进行综合评定，从而较为直观地了解到灌注桩桩长、桩底沉渣厚度、桩身混凝土强度等相关信息。这一桩基检测方法具有直观性强、可靠性高的优势，但它也具有施工不方便、效率低、成本大的特点，同时也不属于无损检测的范畴。（三）静荷载试验法这一检测方法又可以细分为三种：第一种是单一桩竖向抗压静载试验，它既可以对单桩竖向的抗窑窑技术协作信息2023（9）总第 1490 期压极限承载力进行测定，又可以测出桩侧与桩端的阻力，同时它还被用于高应变法单桩竖向抗压承载力检测的验证；第二种是单桩水平静载试验，它可以对单桩水平临界与极限承载力、桩身的弯矩与挠度、推定土抗力参数进行检测；第三种是单桩竖向抗拔静载试验，主要针对单桩竖向抗拔极限承载力与桩的侧摩阻力进行检测。静荷载试验法存在一定程度的限制，因为它离散性相对较大，因此并不适用于高承载力的桩基检测。除此之外，这一检测方法成本较高，且耗费的人力、时间、成本也较多。（四）低应变法低应变法即低应变反射波法，它是运用桩头瞬态激振、桩头信号接收的一维波动理论来对桩顶加速度或者速度响应时域曲线进行实测与分析，进而实现对于桩基完整性的合理判定。低应变法的检测项目主要包含两个方面，一方面是对于桩身缺陷位置的检测，另一方面是判定桩身完整性类别。这一测试方法操作相对简便，而且检测出的结果具有较高的可靠性，在检测成本上也有一定的优势。但它也有局限性，例如当桩头混凝土比较松软时，桩底的反射信号获取存在一定难度，在对扩颈、缩颈等缓慢变化的桩身缺陷进行检测时，界面处的反射信号并不理想，可能会出现判定遗漏或失误的情况。除此之外，低应变法也无法对相关缺陷进行定量分析。（五）高应变法高应变法也是应力波反射法的一种，它是利用锤击系统施加一个竖向瞬态冲击荷载作用于桩顶之上，而施加的这一力与桩的实际应力水平接近，在其作用之下桩体会产生十分明显的加速度和惯性力，进而促使桩与土之间产生相对位移，在这种情况下，桩侧摩阻力与端阻力被激发。同时在桩的两侧距桩顶的一定距离之内安装对称的力与加速度传感器，用于对力与桩-土系统响应信号的测量。接收到的响应信号不仅能够对桩-土特性进行一定程度的反映，而且与动载作用强度、频谱成分、持续时间存在着密切的关联性，这样就可以对单桩承载力以及桩身结构的完整性进行有效的计算与分析。三、桩基检测技术在岩土工程中的具体应用（一）工程概况某高层建筑的桩基工程中，总桩数量为 101 根，且都是嵌岩桩，桩直径为 800mm。依据设计标准，桩端应该嵌入中风化闪长岩或者中风化灰岩大于 2 倍的桩径，在正式开展混凝土浇筑作业之前，要确保桩底沉渣厚度控制在 50mm 以下。在桩基检测之前，我们做好了详细的规划，首先明确了桩基检测的目的，充分结合了工程的实际情况，综合考虑各方面的影响因素，决定采用两种或两种以上具有较强适用性的检测方法与技术完成桩基检测作业，以达到项目补充与验证的效果，进而对检测的准确性做出有效提升。（二）成孔质量检测在进行成孔质量检测作业中，需要运用到的设备仪器为沉渣测定仪、孔径仪、深度记录仪、孔口车等。具体的检测项目及检测结果如下：一是孔深。根据设计要求，孔洞深度预定为 11.27mm 至 12.78mm之间，实际检测得出的孔深范围在 11.45mm 至12.98mm 之间，超过了设计的预定值。二是孔径。运用孔径仪测得的结果为：局部最小孔径在 478.11mm 至498.34mm 之间，局部最大孔径在 546mm 至 632mm之间。三是沉渣厚度。经检测，该工程孔底沉渣厚度处于 85mm 至 110mm 的范围，所有基桩沉渣厚度均在155mm 以下。四是垂直度。对所有基桩的垂直度进行测量，得出的结果为 0.56%至 0.89%，均控制在 1%以下。对成孔质量相关重要参数进行了实际检测，得出的结果均符合设计标准与相关规范要求。（三）静载试验检测选择 5 根桩作为试验桩，并分别进行单桩竖向静载试验。试验所运用的是成套静载试验设备，具体包含主机、控载箱、中继器、位移传感器、千斤顶等。静载试验检测具体流程如下：首先在试桩的顶部设置好千斤顶，然后依次放置主梁与次梁，同时将次梁与锚桩进行有效连接。这些操作完成之后，按照快速维持荷载法对桩进行加载，即在操作的过程中逐级增加荷载，对每次的加荷时间进行控制，本次试验选择为 2.5h，在每次加荷完成之后，等待20min 对相关数值进行读取。共设置 9 个级别的加荷等级，每一级的荷载量固定为 500KN。运用静载试验检测方法对 5 根试桩进行检测之后，得出结果：5 根试桩的最大承载力为 3500KN，级差的最大值为 0，试验结果表明该工程的单桩承载力满足设计标准的相关要求。（四）高应变动力检测选择 15 根基桩开展高应变动力检测作业，检测所用到的设备为动测分析系统，它是由 A/D 转换器、力传感器、加速度传感器、微机等构件共同组成，此技术探讨与推广窑窑技术协作信息2023（9）总第 1490 期技术探讨与推广检测方法的操作流程如下：分别将 2 个加速度传感器和 2 个应变力传感器安装于基桩的侧边，且保持两者安装位置的对称性。然后用大锤对桩顶进行砸击操作，在这一过程中会产生一定的加速度与力信号，这时候便可以运用动测分析系统对其进行放大转换处理，使得产生的加速度与力信号转变为数字信号，数字信号最终会被传输至微机，经软件处理技术处理之后存于磁盘之中。得到被转换的数字信号之后，就可以在回放的过程中进行曲线拟合分析，进而得到单桩竖向最大承载力的检测值。在本工程的高应变动力检测试验中，测得 15 根桩基的单桩竖向最大承载力在 2435KN 至 2657KN 之间，平均值为2312KN，满足工程施工的预定值。（五）低应变动力检测选择 45 根桩开展低应变动力检测作业，检测过程中应用到的仪器设备主要有动测分析系统、加速度传感器、力棒等。具体操作流程为：在桩顶之上设置加速度传感器，在锤击作用之下，会产生加速度信号，然后运用动测分析系统对加速度进行一定程度的检测与转换，使其成为数字信号并向微机进行传输，微机对数字信号处理之后会将测量波形显示出来。在被测量的 45 根桩的每根桩上都设置一个采集点，每个点采集 5 至 6 个信号。上述操作完成之后，就可以在时域内对磁盘存储的信号信息进行处理，并在此基础之上实现对于不同部位反射信号的有效分析。低应变动力检测得到的结果为：45 根被测桩中，42 根为一类桩，3 根为二类桩，其中 3 根二类桩达不到施工要求标准，需要及时结合实际情况，并采取针对性措施做出合理调整。四、桩基检测技术的展望随着时代的进步与科学技术水平的不断提高，桩基检测技术取得了很大程度的发展，并呈现出多样性的特点，在桩基检测工作中，可以采取不同的检验技术与方法进行相互验证与补充，对桩基检测的准确性作出了一定程度的提升。然而，就现阶段而言，桩基检测技术仍然存在着一些不足，主要表现在两个方面：一方面，在非原位测试的桩基检测中，受到波速因素的影响，桩身缺陷的检测存在一定的误差。在完整性分类判定方面，人为因素所造成的影响较大，且无法对桩体缺陷程度进行定量分析。另一方面，在原位测试的桩基检测之中，对于诸如排水条件、应力条件等边界条件的控制存在较大的难度。且在目前技术环境之下，所测得的数据是间接与工程实际情况建立联系的，而建立联系的方式为统计经验，这里面难免会存在一些误差。由此可见，虽然桩基检测技术发展很快，但现阶段的桩基检测技术仍然是不完善、不成熟的。不过随着相关理论知识的丰富、实践经验的不断总结、关联性科学技术的继续发展，我们有理由相信，桩基检测技术的检测准确性将会越来越高，各项技术也会逐步完善与成熟。本文提出如下几点关于桩基检测的建议：一是进一步提升桩基检测工作的规范性与系统性，从思想上转变态度，树立质量控制意识。二是充分结合实际情况，并在此基础之上对各项影响因素进行综合性考虑，用多种检测技术与方法开展检测工作，相互验证，以尽量提升桩基检测的准确性。三是在常用的桩基检测技术之中，低应变动力检验具有较多优点，利用动测可以对大部分桩进行判定，且具有一定的准确性和可靠性。然而运用这一检测方法所获得的测试曲线具有多解性，再加之易被其他因素影响，导致少数桩的检测波形呈现出异常情况，进而无法做出准确性的缺陷判断。基于这种情况，可对有疑问的桩采用超声波法与钻芯法进行检测，并将检测结果进行对比，做出合理验证。四是现阶段，依据声学参数特征对于缺陷类型的判断并不是十分明确，明确声学参数与缺陷类型之间的具体对应关系将成为今后研究的重要方向，如果攻克这一难题，超声波检测法在桩基检测中将会有十分广泛的应用。结束语桩基质量是确保工程整体质量与后续施工安全性的保障，做好桩基检测工作很有必要也十分重要，具有现实意义与经济意义。在桩基检测的过程中，需要充分结合工程的实际情况，选择针对性与适用性较高的一种或者多种桩基检测技术进行检测，确保桩基承载力与完整性符合设计要求。除此之外，相关单位还应该尽量提升检测的准确性与可靠性。参考文献：1李义宇.桩基检测技术在建筑工程中的应用探究J.建材与装饰,2020(09)：43-44.2江峰.多种检测方法在桩基评定中的综合应用J.四川水泥,2020(11)：87-88.3张思远.新时期关于影响桩基检测质量的因素探究J.中国住宅设施,2021(03)：62-63.窑窑