多种检测及验证方法在基桩检测中的应用_周伟.pdf

江苏建筑2022年第6期（总第225期）0引言基桩是桩基础中的单桩，是桩基础的主要受力构件，它的安全至关重要，因为它直接决定了桩基础的安全，桩基础的安全决定了建（构）筑物的安全2。目前，在桩基础验收检测实施过程中，通常采用“单桩竖向抗压静载试验+低应变法检测”来检验桩基础中的基桩承载力和桩身完整性是否满足设计要求。有时为了节约时间，也会采用高应变法检测代替单桩竖向抗压静载试验来作为基桩承载力的验收依据，但由于低应变法、高应变法自身具有局限性，当单一基桩检测方法无法有效判断基桩质量或者采用两种检测方法得出的检测结论出现矛盾时，我们应当通过多种检测及验证方法相互补充、验证，能有效提高基桩检测结果的可靠性，避免误判。下面我们通过一个工程实例来进行详细分析。1工程概况某项目厂房桩基础采用高强预应力混凝土管桩，总桩数为187根，桩型为PHC-400（95）AB-C80，施工桩长为10.0 m，桩端持力层为粉质黏土。设计单桩竖向抗压极限承载力800 kN。施工工艺为锤击打入桩。场地内工程地质概况见表1。多种检测及验证方法在基桩检测中的应用周伟，柏虓勍（常州市建筑科学研究院集团股份有限公司，江苏常州213000）摘要桩基础是国内应用最为广泛的一种基础形式，其工程质量涉及上部结构的安全1。根据目前现行验收标准，主控项目为承载力和桩身完整性。承载力的检查方法为静载试验或高应变法等，桩身完整性的检查方法为低应变法等。但由于各个方法自身具有局限性，有时根据这些方法无法准确地获知基桩的承载力和完整性是否符合设计要求，从而造成误判。文章通过工程实例说明采用多种检测方法相互补充、验证，从而有效提高基桩检测结果判定的可靠性。关键词桩基础；基桩；承载力；桩身完整性中图分类号 TU473文献标志码 B文章编号1005-6270（2022）06-0122-04Application of Various Detection and Verification Methods in Foundation Pile DetectionZHOU WeiBAI Xiao-qing（Changzhou Institute of Building Science CO.,Ltd,Changzhou Jiangsu 213000 China）Abstract：Pile foundation is the most widely used foundation form in China,and its engineering qualityinvolves the safety of superstructure 1.According to the current acceptance standards,the main control itemsare bearing capacity and pile integrity.The inspection method of bearing capacity is static load test or High-strain dynamic testing,and the inspection method of pile integrity is Low-strain integrity testing,etc.However,due to the limitations of each method,sometimes these methods can not accurately know whether the bearingcapacity and integrity of the foundation pile are required by the design,resulting in misjudgment.Throughengineering examples,this paper shows that a variety of detection methods are used to complement and verifyeach other,so as to effectively improve the reliability of the judgment of pile detection results.Key words：pile foundation；foundation pile；bearing capacity；pile integrity收稿日期2022-08-09作者简介周伟，男(1991-)，常州市建筑科学研究院集团股份有限公司，工程师，研究方向为地基基础检测。122江苏建筑2022年第6期（总第225期）图2低应变实测曲线表1工程地质概况2常规流程检测在前期施工过程中总体未发现明显异常情况。按照常规的桩基检测流程，经过五方责任主体单位商讨，并上报当地监管部门同意，确定检测方案。方案抽取全数受检桩进行低应变法试验，判定桩身完整性是否满足设计要求；抽取总桩数的5%且不少于10根受检桩进行高应变法试验，判定单桩竖向抗压承载力及桩身完整性是否满足设计要求。各项试验均应按规范要求进行。当现场条件满足检测要求，同时满足承载力检测前的休止时间后，我们根据检测方案进行了高应变法试验和低应变法试验。经过高应变法试验，10根桩单桩竖向抗压承载力均满足设计要求。高应变试验部分原始数据及部分曲线见图1。经过低应变法试验，通过分析187根低应变实测曲线发现存在明显异常：部分桩的低应变测试波速明显高于本地区平均经验波速。低应变试验部分曲线见图2。对于这种情况，仅通过理论分析，其可能性包括：（1）锤击打入土中的预制桩，由于锤击过程中可能产生的锤击晃动作用，上部桩身，尤其是地表以下6 m之内，桩周摩阻力严重削弱，土体对桩身的阻抗明显减小，使波速有所提高3。（2）在一些有软弱夹层的桩周土中，也会由于地层的突变使土阻力产生突变，测试中的信号从而在地层的交界处产生变异，如果遇到坚硬夹层，波形曲线在坚硬土层的位置有下凹的反射信号，产生类似扩径的假缺陷；碰到软弱夹层，波形曲线在较弱土层的位置有上凸的反射信号，产生类似缩颈的假缺陷4。（3）桩身在桩底以上位置存在水平裂纹，反射波曲线在对应位置上出现类似于缺陷反射的同相反射波，并与桩底反射波相互干扰。（4）施工桩长短于设计桩长。3验证检测为了判断部分桩的低应变测试波速明显高于本地区平均经验波速产生的原因，我们会同五方责任主体单位及监管部门商讨，决定采用多种检测及层号土名fak/kPaES1-2/MPa预应力桩qsik/kPaqpk/kPa表土淤泥质粉质黏土粉土夹粉质黏土粉砂粉质黏土粉质黏土70601001201101603.343.085.1411.747.597.712525406065702 700图1 7#桩实测、拟合、模拟Qs曲线、桩身剖面及土阻力分布（b）模拟Qs曲线（c）桩身及土阻力分布剖面（a）实测、拟合曲线123江苏建筑2022年第6期（总第225期）图7静载试验Qs曲线验证方法校核低应变与高应变的检测结果。即：（1）采用磁测井法检测验证基桩钢筋笼长度是否满足设计要求，从而推定施工桩长是否与设计桩长相吻合。（2）采用基桩孔内摄像检测验证桩底以上位置是否存在水平裂纹，同时辅助验证施工桩长是否与设计桩长相吻合。（3）选取部分桩进行单桩竖向抗压静载试验，验证单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。（4）对部分桩区域进行施工补充勘察，验证该区域土层在桩底以上位置是否存在软弱夹层。（5）认真仔细查阅施工记录及监理旁站记录，并详细询问桩基现场施工人员，基桩现场施工时是否出现锤击晃动的情况。3.1基桩钢筋笼长度检验随机抽取6根受检桩采用磁测井法进行基桩钢筋笼长度检验。具体做法如下：检测前先在距桩边缘不大于0.5 m处钻孔，钻孔深度宜大于钢筋笼底设计深度3 m，钻孔中心线应平行于桩身中心线，钻孔内径宜为60 mm90 mm。在钻孔中设置PVC管。将检测探头放入测试孔中，以10 cm50 cm的采样间距从下往上进行垂直（Z）分量磁场强度的测量，记录并绘制深度-垂直分量（H-Z）曲线。通过磁测井法检测，受检桩钢筋笼长度均满足设计要求。推定施工桩长与设计桩长吻合。部分实测曲线见图3图4。3.2基桩孔内摄像检测随机抽取6根受检桩进行基桩孔内摄像检测。具体做法如下：检测前清理孔内，保证孔内通道畅通，能全面、清晰地记录孔内的图像。清理范围应大于检测深度。操作孔内成像设备，下放防水探头。针对可能的缺陷位置放慢速度重点拍摄。通过基桩孔内摄像检验，受检桩在7 m10 m范围内均无任何水平裂缝。部分实际拍摄照片见图5、图6。3.3单桩竖向抗压静载试验在高应变法检测的10根桩内随机抽取3根受检桩进行单桩竖向抗压静载试验。目的是确定单桩竖向抗压承载力极限值，判定竖向抗压承载力是否满足设计要求，同时校核验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果。通过单桩竖向抗压静载试验，受检桩竖向抗压承载力均满足设计要求。部分桩静载试验原始数据及曲线见图7。图3 158#桩深度垂直分量（H-Z）曲线图4 161#桩深度垂直分量（H-Z）曲线图5孔内摄像实测图像1图6孔内摄像实测图像2（a）QS曲线1（b）QS曲线2124江苏建筑2022年第6期（总第225期）3.4局部地区补充施工勘察针对低应变法检测后出现低应变测试波速明显高于本地区平均经验波速的区域，进行补充施工勘察，加密钻探点，并通过室内试验（常规土工试验、岩石抗压强度试验等）、标准贯入试验、岩土层波速、电阻率测试等综合勘察方法，综合分析各种勘察结果，查明该勘察范围内场地岩土地层的分布与结构特征，以及各岩土层物理力学参数等工程特性。通过补充施工勘察查明，在该区域内地质条件存在软弱夹层-1淤泥质粉质黏土层，场地地质情况见表2。3.5基桩现场施工情况通过询问桩基现场桩基础施工机长，调取当时现场施工的监控录像，基桩现场施工时确实存在锤击晃动的情况，同时在监理的旁站记录中也查询到了相关施工异常情况。4结论结合常规流程检测和验证检测的结果，我们可以得出以下结论：（1）结合高应变法检测及单桩竖向抗压静载检测，综合判定该工程基桩承载力满足设计要求。（2）结合低应变法、磁测井法、基桩孔内摄像检测、补充勘察及验证基桩现场施工情况等，可知该工程局部区域低应变检测波速异常偏高的原因是该区域内地质条件存在软弱夹层以及锤击桩施工过程中产生的锤击晃动作用削弱了桩周摩阻力所导致。排除了桩身在桩底以上位置存在水平裂纹及施工桩长短于设计桩长的情况。因此，综合判定该工程基桩桩身完整性满足设计要求。5结语地基基础是建筑与市政工程的重要组成部分，江苏省地质条件复杂、基础形式多样，施工质量的控制尤为重要。地基基础检测是施工质量控制中不可缺少的环节5。桩基础是主要的基础形式之一，而且随着高层建筑层高的增加，结构体型复杂、层数相差悬殊的建筑以及地下空间的开发利用越来越广泛，桩基础是许多建(构)筑物的首选或必选基础形式6。由于桩基础的施工具有高度的隐蔽性，而影响桩基工程的因素又很多，如岩土工程条件、桩土的相互作用、施工技术水平等，所以桩的施工质量具有很多的不确定性因素。为此，加强基桩施工过程中的质量管理和施工后的质量检测，提高基桩检测工作的水平和检测评定结果的可靠性，对确保整个桩基工程的质量和安全具有重要意义。当单一基桩检测方法无法有效判断基桩质量或者采用两种检测方法得出的检测结论出现矛盾时，我们应当通过多种检测及验证方法相互补充、验证，能有效提高基桩检测结果的可靠性，避免误判。参考文献1建筑基桩检测技术规范：JGJ 1062014S.北京：中国建筑工业出版社，2014.2杜思义.地基基础检测技术M.郑州:郑州大学出版社，2019.3江志红，汤其刚.波速确定在基桩反射波法检测中的应用J.盐城工学院学报（自然科学版），2005，18（04）：60-62.4杨海峰，龙连芳.浅谈桩周土对基桩低应变检测结果的影响J/OL.城市建设理论研究（电子版），2012（05）.5江苏省住房和城乡建设厅.