探討建筑樁基檢測方法及其應用

楊衛科

大唐環境產業集團股份有限公司 北京市 100097

摘要：樁基作為目前工程建設中大量采用的深基礎形式，是保障工程結構安全的重要組成部分，樁基檢測結果作為評價樁基工程是否合格的重要依據，引起工程參建各方人士的普遍重視。本文主要對樁基檢測的方法及其應用淺談一些自己的體會。

關鍵詞：樁基檢測；方法；應用

一、樁基的分類及檢側方法

1、樁基分類

樁基工程是一個系統工程，其分類繁多。按承載性狀分為端承型樁和摩擦型樁，端承型樁又可分為端承樁和摩擦端承樁，摩擦型樁又可分為摩擦樁和端承摩擦樁；按成樁方法分為非擠土樁、部分擠土樁和擠土樁，按樁身材料可分為鋼樁、混凝土樁、木樁等，混凝土樁又可分為預制樁和灌注樁。預制樁還可分為打入樁與靜力壓入樁等。灌注樁依成孔還可分為沖孔、鉆孔、挖孔等灌注樁；；按樁的橫截面的形狀可分為實心的圓樁、方樁，矩形樁與異狀樁，空心的圓樁、方樁等等。總之，樁的類型繁多。

2、樁基檢測方法

國內已有樁基檢測方法幾十種，主要檢測樁基承載力和樁身完整性。其中靜載荷法、反射波法、聲波透射法和實測曲線擬合法，因其可靠性高和操作簡便，逐漸得到了各方認可，并制定了相應的規程，在工程中廣泛應用。

（1）靜載荷法

靜載荷法用于檢測樁基承載力。靜載荷法包括樁基豎向和水平承載力檢測，工程中多用到豎向靜載荷試驗。靜載荷法顯著的優點是其受力條件比較接近樁基礎的實際受力狀況。由于該方法結果直觀、可靠性高，因此檢測結果可以作為設計依據。試驗裝置由反力系統、加載系統和監測系統組成。通過施加荷載量測各級荷載及其對應的沉降變形。根據荷載一沉降曲線、沉降一沉降隨時間變化特征確定單樁承載力，但費用較高、周期較長，故多在重要工程或對樁基有特殊要求的工程中應用。

（2）反射波法

反射波法源于應力波理論，基本原理是在樁頂進行豎向激振，彈性波沿著樁身向下傳播，在樁身存在明顯波阻抗界面（如樁底、斷樁或嚴重離析等部位）或樁身截而積變化（如縮徑或擴徑）部位，將產生反射波。經接收、放大濾波和數據處理，可識別來自樁身不同部位的反射信息。據此計算樁身波速、判斷樁身完整性和混凝土強度等級。

（3）聲波透射法

聲波透射法用于檢測樁身混凝上質量。聲波透射法測試是彈性波測試方法的一種，其理論基礎建立在固體介質中彈性波的傳播理論上，以人工激振的方法向混凝土介質發射聲波，在一定的空間距離上接收介質物理物性調制的聲波，通過觀測和分析聲波在混凝土介質中的傳播速度、振幅、頻率等聲學參數，如聲速C，頻率F、振幅A的變化及波形來分析樁身混凝上的連續性及斷層、夾砂、蜂窩等缺陷的大小、位置。對樁基缺陷和完整性進行判別及分析。

（4）實測曲線擬合法

高應變動力法測試技術于上世紀80年代引入我國，90年代初國內類似的儀器和計算軟件也相繼面世。近幾年隨著國內高層建筑數量的增多，該技術得到了廣泛的應用和發展。它是通過在樁頂量測被激發的阻力產生的應力波和速度波，來確定承載力的。目前工程界應用最廣泛的高應變動力試樁法是阻尼系數法（（CASE法）和曲線擬合法（CAPWAP法）。CASE法簡單快捷，可作現場實時分析，但其準確性受阻尼系數J值的影響較大，因此與動靜對比的數量和測試人員的經驗素質有密切關系。CAPWAP法則通過理論計算曲線與實測曲線相互擬合對樁土關系進行分析，在各參數合理的條件下，兩曲線吻合程度越高，說明結果越接近于實際情況，也就越能反映基樁承載力的準確值。

在樁基檢測中，除采用常規檢測方法外，還可用地質雷達探測方法，地質雷達是目前精度最高的物探儀器，其探測精度高，并以圖像方式顯示探測成果。它的探測原理是根據不同的地下介質的電性差異，影響電磁波的傳播速度。地質雷達通過發射天線以寬頻帶短脈沖的形式發射高頻電磁波束，電磁波在地下傳播的過程中，遇到介質差異時，就會產生反射波，由接收天線接收并送回主機。通過分析反射波信號的到時及波形，即可了解地下介質的分布，達到探測的目的。

二、樁基檢測技術的應用

1、一般工程

對于建筑安全等級二級以下和對樁基工程無特殊要求的工程，可在基樁施工結束后采用反射波法檢測樁身混凝土質量和實測曲線擬合法檢測基樁承載力。由于反射波法受到施工條件和地質情況的影響會造成誤判，但實測曲線擬合法可消除這些影響，兩種方法可相互補充保證工程質量。

2、高層建筑

高層建筑可根據安全等級及工程技術要求，分為兩種性質的檢測；提供設計參數和檢測施工質量。提供設計參數的試驗根據設計要求采用靜載荷試驗，壓至基樁破壞，提供基樁承載力和相關參數。檢驗施工質量可在工程樁上進行靜載荷試驗和實測曲線擬合法檢驗單樁承載力，用反射波法進行樁身完整性檢測。

3、橋梁工程

由于橋梁樁基較為分散，地質情況差別較大，采用靜載簡法獲得結果缺少代表性，所以較多采用橋梁工程的樁基檢測主要采用聲波透射法和反射波法。聲波透射法檢測精度高，但需預先埋入聲測管檢測成本也較高。反射波法檢測快捷、簡便對施工無影響，精度也能滿足工程要求。在實際工程中對于大直徑樁（大于1.5m）或對樁基工程有特殊要求的樁（單樁單柱或兩樁一柱），可采用聲波透射法，其它基樁可采用反射波法，也可采用兩種方法的結合。

三、樁基檢測方法的適用性及局限性

1、靜荷載試驗法和鉆樁取芯試驗法都屬于靜力試樁法。該法可靠、直觀，是樁基承載力檢測的常用方法，但因費時、費力、費用高、場地要求高等因素而受到許多限制。靜載荷試驗是驗證和檢驗樁基承載力最基本、準確率最高的手段，原則上每個工程均應采用。同時，靜載荷試驗與高、低應變結合，可有效地提高檢測的覆蓋面。樁基鉆芯檢測法雖具有獨特的技術優勢，但也存在局限性，檢測過程中應將鉆芯法與其他方法相結合，互相補充，如實確認。

2、低應變檢測法是通過樁的動剛度和動靜對比系數求得樁的承載力。其優點是設備簡單、檢測速度快、費用低廉、可以大面積概率普查檢測；采用低應變檢測法檢測樁身完整性，以應力波檢測和分析為特點的反射波動已經成為主導的方法，信號分析以時域分析為主。把檢測得到的時域數據轉換到頻域后進行分析，已成為一種普遍采用的輔助方法。但其缺點是必須依賴靜載荷試驗求出動靜對比系數、精度較差、無法測得樁底沉渣的厚度。

3、高應變檢測法是目前國內外廣泛應用的樁基檢測技術。它能比較準確地測定單樁極限承載力和判斷樁身結構的完整性。但高應變檢測法的準確性受樁身性質、測試儀器、測試條件、測試人員業務素質等許多因素的影響。

四、結語

樁基工程質量直接關系建筑結構的安全性與可靠性，是建、構筑物質量的根本，在樁基礎的施工過程中，要重視樁基檢測工作，合理應用樁基質量檢測方法，不斷提高樁基檢測的質量水平，以保證樁基工程質量。

參考文獻：

[1]陳康隆.闡述樁基工程檢測中存在的問題及檢測方法[J].廣東科技，2008（3）.

[2]俞金柱.樁基檢測方法綜述[J].科技咨詢導報，2007（24）.

[3]王浩偉.談建筑工程樁基檢測中存在的問題與對策[J].建筑科學，2011（3）.