科技前沿 ・１９５・ 浅谈钻孔灌注桩检测技术 李树铮 （浩远国际工程设计有限公司，天津，３０００００） 侧土破坏或桩身材料达到设计强度。应用本 【摘要】灌注桩是指在工程现场通过 规范的规定，在对芯样的观察和测试过程中，机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地 应细致、严谨，以保证检测结果的准确性。 法可以：确定单桩竖向抗拔极限承载力；判 ３．高应变法 定竖向抗拔承载力是否满足设计要求；通过 基土中形成桩孔，在孔内吊装预制好的钢筋 高应变检测实际上是用重锤锤击桩顶，使 桩身内力及变形测试，测定桩的抗拔摩阻力。 茏。将钢筋笼固定后在孔内灌注混凝土而成。 单桩水平静载试验法适用于桩顶自由时 依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌 桩产生一个位移，实测桩顶部的速度和力时程 注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻 曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承 的单桩水平静载试验，检测单桩水平承载力，孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩 载力和桩身完整性进行判定，同时测出桩身中 当埋设有桩身应变测量传感器时，可测量相 型。随着我国现代化建设的飞速发展，钻孔 锤击应力随时间的变化及桩身质点振动速度随 应水平荷载作用下的桩身应力，并由此计算 灌注桩被广泛应用于高层建筑、重型厂房、 时间的变化，再经过数值拟合计算，确定单桩 桩身弯矩。为设计提供依据的试验桩宜加载 桥梁、港口码头、海上采油平台以及核电站 承载力的一种检测方法。用于本方法的锤击设 至桩顶出现较大水平位移或桩身结构破坏，等工程中，为保证成桩质量，必须有可靠的 备宜具有稳固的导向装置，桩顶面应平整，桩 对工程桩抽样检测，可按设计要求的水平位 检测技术。本文就桥梁基础钻孔灌注桩成桩 顶高度应满足锤击装置的要求，桩锤重心应与 移允许值控制加载。应用本法可以：确定单 检测做简要论述。 桩顶对中，锤击装置架立应垂直。 桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数； ４．低应变法 判定水平承载力是否满足设计要求；通过桩 【关键词】工程现场；钻孔灌注桩；成 桩检测 采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶 身内力及变形测试，测定桩身弯矩。 钻芯法适用于检测混凝土灌注桩的桩 激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导 钻孔灌注桩检测技术是保证桩基质量的 纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对 长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身 重要手段，分为施工前的检测、施工中的检 桩身完整性进行判定的检测方法。瞬态激振 完整性，判断或鉴别桩端持力层岩土性状， 测和施工后的检测，本文着重论述施工后的 设备应包括能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和 判定桩身完整性类别。检测，其常规方法有：１．单桩竖向抗压静载 锤垫；力锤可装有力传感器；稳态激振设备 高应变法适用于检测桩基的竖向抗压承 试验；２．单桩竖向抗拔静载试验；３．单桩水 应包括激振力可调、扫频范围为１０￣２Ｏ００Ｉ＂Ｉｚ 载力和桩身完整性，监测预制桩打入时的桩 平静载试验；４．钻芯法；５．高应变动测；６． 的电磁式稳态激振器，桩头的材质、强度、 身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数 低应变动测；７．动力触探法；８．声波透射法； 截面尺寸应与桩身基本相同，桩顶面应平整、 及桩长选择提供依据。对于大直径扩底桩和 ９．取样试件试验等。 密实，并与桩轴线基本垂直。 Ｑ．Ｓ曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩， 几种常用检测方法的基本工作原理 ５．声波透射法 ． 不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。 钻孔灌注桩施工完成后，必须经过检测， 桩基成孔后，灌混凝土之前，在桩内预 应用本法可以：判定单桩竖向抗压承载力是 确认桩身完整性好、无缺陷，才能进入下一 埋若干根声测管作为声波发射和接收换能器 否满足设计要求；检测桩身缺陷及位置，判 定桩身完整性类别；分析桩侧和桩端土阻力。 道工序。桩基质量检测工作应符合安全适用、 的通道，桩身混凝土灌注若干天后开始检测，一、技术先进、数据准确、正确评价的要求，桩 基检测方法应根据各种检钡０方法的特点和适 用范围，考虑地质条件、桩型及施工质量可 靠性、使用要求等因素进行合理选择搭配， 检测结果应结合上述因素进行分析判定。各 种常规方法在实际施工中都有应用，下面就 施工中常用的桩基检测方法做简要介绍。 １．静载试验法 在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力 或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、 上拔位移或水平位移，由获得的力与位移曲线 （Ｑ．ｓ），或位移时间曲线（ｓ．Ｌｇｔ）等资料， 按照国家行业标准以确定相应的单桩竖向抗 压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承 载力的试验方法即为静载试验法。静载试验法 可以分别检测桩基的抗压、抗拔和水平承载 力，应用比较广泛，静载试验可确定桩的承载 力，可为设计提供依据，也可以为工程验收提 供依据，是获得桩轴向抗压、抗拔以及横向承 载力的最基本、最可靠的方法。 ２．钻芯法 采用岩芯钻探技术和施工工艺，在桩身 上沿长度方向钻取混凝土芯样及桩端岩土芯 样，通过对芯样的观察和测试，用以检测桩 长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度以及桩身混凝 土强度、密实性和连续性，判定桩端岩土性 状的检测方法称为钻孔取芯法，简称钻芯法。． 每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置应该符合 在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实 测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和 波幅衰减等声学参数的相对变化，然后对这 些检测数据进行处理，分析和判断，以确定 桩身混凝土缺陷的位置、程度，从而推断桩 身混凝土的完整性的检测方法。声波发射与 接收换能器进行圆柱状径向振动，沿径向无 指向性，水密性满足１ＭＰａ水压不渗水，谐 振频率宣为３０５Ｏ姐ｚ，外径小于声测管内径， 有效工作面轴向长度不大于１５０ｍｍ。 二、常用检测方法的适用条件及检测目 的 单桩竖向抗压静载试验法适用于检测单 桩的竖向抗压承载力，当埋设有测量桩身应 力、应变、桩底反力的传感器或位移杆时， 可测定桩的分层侧阻力和端阻力或桩身截面 的位移量。本法为设计提供的试验桩，应加 载至破坏；当桩的承载力以桩身强度控制时， 可以按要求的加载量进行。应用本法可以： 确定单桩竖向抗压极限承载力：判定竖向抗 压承载力是否满足设计要求：通过桩身内力 及变形测试、测定桩侧、桩端阻力；验证高 应变法的单桩竖向抗压承载力检验结果。 单桩竖向抗拔静载试验法适用于检测单 桩的竖向抗拔承载力，当埋设有桩身应力、 应变测量传感器时，或桩端埋设有位移测量 杆时，可直接测量桩侧抗拔摩阻力或桩端上 拔量。为设计提供依据的试验桩应加载至桩 低应变法的有效检测桩长范围应通过现 场试验确定，本法适用于检测混凝土桩的桩 身完整性，判断桩身缺陷的程度及位置，判 定桩身完整性类别。 声波透射法适用于已预埋声测管的混凝 土灌注桩桩身完整性检测，判断桩身缺陷及 其位置，判定桩身完整性类别。本法操作简 单，效果好，在实际工程中应用比较广泛。 三、桩基检测新方法 随着桩基检测技术的发展，近年来在许 多专家学者的不断努力下，又出现了许多新 的检测方法，例如：测定承载力的自平衡法、 静动法、检测桩身混凝土缺陷的ＣＴ扫描等。 随着对新方法研究的深入，相信在不久的将 来，这些方法会更简单、实用，并会有更多 的新方法问世，用以保证桩基检测工作质量， 为设计和施工验收提供可靠的依据。 四、结束语 钻孔灌注桩检测技术为桩基质量和桩身 完整性的判断提供了可靠的依据，在基础建 设快速发展的今天，桩基质量尤其重要。随 着桩基检测技术的不断完善，必将为高层建 筑、重型厂房、桥梁、港口码头等大型建筑 消除安全隐患。 参考文献： 【１】胡昌斌．桩基质量检测技术．２００８ 【２】中国建筑科学研究院建筑基桩检测 技术规范－ＪＧＪ １０６－２００３
