樁基檢測技術應用研究

王球

【摘?要】樁基礎是最為重要的基礎形式之一，其質量關乎整個工程的安全，因此對樁基的質量進行檢測是十分必要的。本文通過對現階段常用樁基檢測技術進行研究，分析各檢測技術的優缺點。對樁基檢測提出改善建議，對確保工程安全具有一定的意義。

Abstract：pile foundation is one of the most important foundation forms，and its quality is related to the safety of the whole project，so it is necessary to detect the quality of pile foundation. This paper analyzes the advantages and disadvantages of the common pile foundation detection technology. It is of great significance to improve the pile foundation inspection and ensure the safety of the project.

一、前言

隨著新中國的成立，我國社會和經濟不斷繁榮發展，各類工程基建項目也步入大發展時代。而每個工程項目都離不開地基工程，地基工程的目的是通過樁的作用是將上部結構的荷載傳遞到土層中，從而確保建（構）筑物的長期安全使用[1]。在各類基礎中，樁基礎是目前應用最為廣泛的基礎形式之一。凝土灌注樁是樁基礎的一種常見類型，具有承載力高、對地層適應性強、工序簡便等優點，在現代工程中得到了廣泛的應用。由于灌注樁的施工特點，樁身極易出現沉渣、斷樁、縮頸、夾泥、離析等各類缺陷[2]。相對于上部結構而言，樁基的質量隱患則更為嚴重。因此，研究如何準確簡單地檢測灌注樁的完整性，對于確保工程安全具有重要的意義，也是本文研究的主要內容。

二、常用樁基檢測方法

（1）取芯檢測法

取芯檢測法是在樁身直接鉆孔取芯，觀察芯樣的完整性并進行抗壓強度試驗，從而對樁基混凝土的質量進行評價。它的優點是不受樁長限制，可對芯樣進行強度測試[5]，能直觀準確地判斷樁基質量。但每根樁的抽檢面積有限，存在很大的檢測盲區，無法全面地反映整個樁基的質量狀況。并且屬于有損檢測法，在鉆取芯樣后會對樁身的承載力及完整性產生不良的影響[3]。因此在工程中一般作為輔助方法使用。

（2）低應變反射波法

低應變反射波法利用了應力波在樁基中的反射規律，其基本原理是利用手錘敲擊樁頂產生豎向激振，振動形成的彈性波將沿著樁身向下傳播。在傳播過程中遇到樁基缺陷時，將產生反射波，經過記錄儀的接收處理，可識別來自不同部位的反射波信息[6]。通過對反射波攜帶的信息進行分析處理，可以得到樁身缺陷的程度及其位置從而判斷樁基的完整性。該方法的優點是操作簡單、檢測成本較低，并且不會影響樁基的正常使用，適用于小直徑且埋置不深的樁基。其缺點是無法可靠的檢測大直徑且埋置深度較深的樁，當樁長較長且樁身存在多處缺陷時，低應變法一般只能測到較淺的缺陷，無法對深部缺陷進行精確檢測。且多數情況下只能定性分析缺陷情況，容易造成漏判或錯判，具有一定的局限性[7]。

（3）高應變動測法

高應變動測法是利用重錘敲擊樁頂產生激振，并通過兩側的傳感器測定重錘敲擊作用下產生的速度信號或力信號。然后通過分析測量到的力和位移，來判斷樁基的質量和極限承載力[8]。由于激勵是用重錘，能量不像低應變法那么微弱，會使樁基與周圍土體之間產生位移，即貫入度，一般在2mm以上。但高應變動測法在對樁基進行完整性檢測時，通常只能反映接近樁頂的第1個缺陷，無法對其它位置的缺陷進行判別。且由于該方法所需的敲擊能量較大、成本費用較高、易受環境影響等限制，目前已很少應用在樁基完整性檢測方面[4]。

（4）靜荷載實驗法

單樁豎向靜載荷試驗，是通過對樁頂分級加載來模擬抗壓樁在實際工作中所受到的豎向荷載情況，從而確定單樁的豎向抗壓極限承載力。在測試過程中，載荷逐步作用在樁頂上，樁頂的沉降緩慢增加。最終，獲得了單個試驗樁的靜載荷Q-S曲線，并得出了樁頂各個載荷水平隨時間的變化曲線。如果提前將應力和應變測量元件嵌入樁體中時，還可獲得樁側各土層的極限摩擦力和最終承載力[3]。該方法的優點是能直觀準確的反映樁基礎的承載力情況，數據處理簡單，可靠度較高，且不受樁長樁徑的影響。其缺點是操作復雜，試驗時間長，成本費用較高[8]。

（5）超聲波透射法

超聲波法檢測樁基需要在樁基澆筑前先將聲測管埋入，然后通過聲測管內的發射換能器發出超聲波，穿過樁身混凝土，最后到達另一聲測管的接收換能器。樁身混凝土的質量和樁基的完整性可以通過超聲波聲學參數的變化來判斷[9]。該方法的理論基礎是介質特性與超聲波傳播規律的關系，通過實測的參數變化來推測傳播介質特征的變化。超聲透射波法能測量范圍廣，檢測結果準確等優點，與此同時，它也有不足之處，比如聲測管外邊緣混凝土無法有效檢測，成本相對較高，檢測步驟較為復雜等[2]。

綜上所述，目前基樁檢測方法多種多樣且各有其特點，在工程實際中可根據需要和預算情況來選擇合適的方法。就現階段的工程而言，由于大直徑樁和超長樁的廣泛應用，超聲波透射法基樁檢測技術得了到越來越多地應用，它具有適用范圍廣泛，不受樁長和樁徑的影響，精確度更高等優點。

三、結論

鑒于樁基對于工程安全的重要性及其危害的嚴重性，所以對樁基礎的質量進行檢測評價是樁基工程中不可或缺的重要工作。現階段對樁基檢測的方法有許多種，但它們有著各自的優缺點，在工程應用上也存在一些問題。所以為了確保工程安全，我們需要對樁基檢測方法進行不斷完善，必要時也可以結合不同的檢測方法對樁基進行全面地評判。比如將聲波透射法與取芯法相結合，既可以判斷樁基的完整性，也可以得到樁身混凝土的抗壓極限承載力。研究和改進樁基檢測技術對于確保工程安全，具有重要的作用。

參考文獻：

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[6]吳慧敏. 結構混凝土現場檢測新技術.湖南.湖南大學出社，2001：148-213.

[7]孟新秋，馬健. 聲波透射法樁基檢測缺陷范圍確定方法研究. 工程勘察，2017（06）：53-56.

[8]陳凡，徐天平，陳久照等. 基樁質量檢測技術[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2003.

（作者單位：南昌大學）