基樁檢測技術常見問題分析

馬鳳生

0 引言

基樁檢測技術主要包括靜載檢測、動載檢測、超聲波檢測、預估技術等內容。它涉及的技術領域眾多，是一門綜合性學科。隨著樁基礎由傳統樁型到新樁型、傳統設計理論到新設計理論的發展，基樁檢測技術正面臨新的機遇和挑戰。

1 檢測技術

靜載檢測技術包括單樁豎向靜載試驗、單樁水平靜載試驗，主要目的為檢測樁的承載力和變形。動載檢測技術包括基樁高應變檢測和基樁低應變檢測，主要目的為檢測樁的承載力和樁身完整性或成樁質量。超聲波檢測技術是通過測試混凝土中聲速—深度和波幅—深度關系，判定樁身完整性。預估技術可謂門類眾多，主要用于成樁過程中和試驗樁試驗未完成時對基樁承載力進行預估。

2 應用分析

隨著樁基礎被作為建筑物首選基礎形式的數量越來越多，基樁的質量問題決定了樁基礎的應用能否健康發展，基樁檢測技術能否正確應用更決定了樁基礎乃至建筑物的安全。基樁檢測技術在實際應用中存在著不規范現象，某些基樁檢測技術理論上還不甚完善，尚需進一步探討。因此，探討分析怎樣規范、正確地應用現有的基樁檢測技術尤其重要。

2.1 靜載檢測技術

基樁靜載檢測是一種方法成熟的檢測技術，在確定基樁承載力和對應沉降方面，是目前最為準確的檢測方法。但是，基樁靜載檢測技術也有其適用的前提，必須按照國家有關技術標準規定的程序、步驟正確應用才能保證其檢測結果準確。

1)試樁—錨樁—基準樁間距。對于采用錨樁反力梁方式或錨樁反力梁堆載聯合方式的靜載檢測，要特別注意試樁—錨樁—基準樁間距問題。對此有關規范已做明確規定(間距應≥4d且≥2.0 m)，此規定的目的是靜載檢測要盡可能接近基樁的實際工作條件，使檢測結果盡可能準確。但在實際應用中，大多情況下常用工程樁作為檢測用試樁和錨樁，其間距大多情況下不能滿足規范規定要求，而試樁、錨樁和基準樁間距更是被忽視，這樣做的結果是檢測數據不可能準確，對沉降要求嚴格的建筑物安全危害尤甚。用工程樁作為檢測用試樁和錨樁的原因主要是:檢測機構為了承攬業務，迎合業主要求;降低檢測成本，隱瞞檢測技術要求;或者根本就不清楚樁的荷載傳遞機理和規范規定之含義。

2)基準梁設置。為了方便記錄試樁位移的百分表或位移傳感器安裝，基準梁一般由型鋼制作而成，基準梁兩端的基準樁一般為粗鋼筋，基準梁和基準樁的連接應一端為固定連接、另一端為鉸接或自由連接。此規定的目的是在環境溫度發生變化、基準梁發生收縮變形時盡可能減少百分表或位移傳感器的測試誤差。但在實際應用中，多數樁的靜載檢測忽視了這點，基準梁和兩端基準樁的連接不是皆為固定就是一端固定另一端放置在塊狀物體上(如試塊、磚塊等)。這樣做的結果是，由于環境可能的變化，基準梁發生額外變形，使百分表或位移傳感器記錄試樁位移數據不準確，進而影響基樁承載力的正確判定。究其原因，主要是檢測機構圖檢測安裝方便或不甚清楚基準梁設置之規定。

3)荷載架剛度。荷載架是基樁靜載檢測提供反力的裝置，其剛度是否足以滿足基樁檢測要求，關系到基樁檢測是否安全及檢測數據是否準確。如荷載架的剛度不是足夠大，就會在試驗到高噸位時出現安全事故或由于荷載架的變形過大其積蓄的變形能突然釋放造成檢測數據的偏離。荷載架的整體承載力應不低于基樁承載力的1.5倍。

2.2 動載檢測技術

動載檢測包括基樁高應變動力檢測和基樁低應變動力檢測。盡管基樁動載檢測技術在其整體理論上還尚需進一步完善，但只要注意加強動靜對比、實際對造、規范操作，由于其檢測樣本多，其檢測結果精度還是能夠滿足工程需要。

1)高應變動力檢測。

高應變動力檢測代表性分析方法為凱斯(CASE)法和波動方程擬合法(CAPWAP)。

高應變動測現場采集到的波形曲線應該是:Fv—t曲線的Fmax，Vmax前面曲線應重合，F，V峰值應成比例，兩種曲線最終應歸零等。在此前提下判定高應變動測得到的總靜阻力是否代表基樁極限承載力，主要查看高應變動測得到眾多數據中的最大錘擊力Fmax及最大動位移Dmax。

在高應變動測的實際應用中，其基樁檢測報告給出的Fv—t曲線往往出現Fmax，Vmax前面曲線不重合，F，V峰值不成比例或兩種曲線最終應歸零等情況。這就表明高應變現場檢測記錄到的波形曲線不合格，采集到的數據信號不正確，這時，無論采用CAPWAP法或CASE法，其給出的分析計算結果就不可能正確。究其原因，主要存在以下幾種情況:基樁檢測人員對高應變動測理論知之甚少;傳感器安裝不正確;過分相信先進儀器設備等。高應變動測結果是通過計算機對現場采集到的數據分析計算完成的，無論高應變現場檢測記錄到的波形曲線是否合格，采集到的數據信號是否正確，計算機并不能識別，對于采集到的錯誤信號如不加以剔除，計算機照樣采用，從而給出錯誤信號下的計算結果。可想而知，對高應變現場檢測記錄到的波形曲線不加分析判斷就出據檢測報告，這種行為是極其危險的。

2)低應變動力檢測。

低應變代表性的方法為反射波法。反射波法的基本假定是把樁視為一維彈性桿件，基本原理是在樁頂部給樁施加豎向激振，彈性波沿樁身向下傳播，當樁身存在明顯波阻抗差異的界面(如斷樁、縮徑、離析、擴徑等)時，將產生反射波，據此可判定樁身完整性并能對樁的實際長度給予校核。

在實際應用中，反射波法檢測報告還常存在樁身離析、加泥和縮徑的誤判，樁身縮徑和擴徑的誤判。存在樁身離析、加泥和縮徑的基樁，其缺陷部位的截面阻抗均小于正常樁身截面阻抗。存在樁身離析、加泥的基樁，其承載力肯定小于正常基樁承載力;存在樁身縮徑的基樁，其承載力不一定小于正常基樁承載力。而樁身縮徑和擴徑更是在基樁缺陷類型上有本質區別。究其造成樁身離析(加泥)和縮徑的誤判、樁身縮徑和擴徑的誤判的原因主要是:檢測人員不甚清楚反射波法的基本原理;應力波曲線中雜波未處理或處理過度;未注重現場開挖比對等。反射波法應力波曲線的判定正確與否，關系到整個樁基工程的質量安全和造價，此類技術問題應當予以澄清。

2.3 預估技術

基樁承載力預估技術門類眾多，各有其邊界條件及適用對象，是建立在樣本數量足夠大的統計技術基礎上的，它只能是基樁承載力檢測的一類輔助技術。如果基樁檢測人員不甚了解樁的荷載傳遞機理、施工工藝、設計理論等方面的知識，最好不要盲目照搬使用。

3 結語

基樁靜載檢測的理論模型最接近樁的實際工作狀態，檢測數據最為準確，但其檢測周期長，檢測樣本數量少，不利于評定整個工程的基樁承載力和施工質量。基樁高應變檢測和靜載檢測相比檢測周期短，檢測數量亦可進一步增加，其理論模型也趨于進一步完善，對整個樁基工程可統計評定，但其得出的基樁承載力是建立在動、靜對比基礎上的，對檢測人員的技術素質和實際工作經驗亦要求很高。基樁低應變檢測由于其檢測費用低、操作簡便，可大面積抽檢工程樁的成樁質量，有利于整個樁基工程的質量控制。

隨著新的樁基設計理論和新的樁型出現，基樁檢測技術特別是動載檢測技術已遇到新的挑戰。如疏樁設計理論、支盤樁、復合基樁等新樁型，均不適用于動載檢測理論模型。

總之，規范基樁靜載檢測技術，發展動載檢測技術，堅持動、靜結合，優勢互補，只有這樣才能保證基樁檢測技術正確發展。

［1］JGJ 106-2003，建筑基樁檢測技術規范［S］.

［2］馬裕國，解志浩.基樁高應變動力檢測在工程樁檢測中的應用［J］.山西建筑，2003，29(1):53-54.

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［4］李凌云.淺談反射波法基樁低應變動力檢測的幾個問題［J］.山西建筑，2006，32(18):86-87.