桩基质量检测

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基础是历史悠久、应用广泛的一种基础型式，经过从古到今的发展，随着桩基础应用领域的扩宽，机械设备和施工技术不断得到改进与发展，产生了各种新桩型和新工法，为桩在复杂地质条件和环境条件下的应用注入了勃勃生机。今天，桩基础已成为高层建筑、大型桥梁、深水码头和海上石油平台等采用的主要基础型式，而且随着工程的需要，人们在桩的施工技术、桩型的开发应用和设计理论方面又不断研究探索，使桩基技术得到蓬勃发展，而桩基质量检测就成了关系人们生产生活的必不可少的内容。
一、基桩检测内容
基桩的承载力和完整性检测是基桩质量检测中的两项重要内容，按其完成设计与施工质量验收规范所规定的具体检测项目的方式，宏观上可以分为三种检测方法：一、直接法：顾名思义，即通过现场原型试验直接获得检测项目结果或为施工验收提供依据的检测方法。在桩身完整性检测方面主要是钻孔取芯法，即直接从桩身混凝土中钻取芯样，以测定桩身混凝土的质量和强度，检查桩底沉渣和持力层情况，并测定桩长。承载力检测包括了单桩竖向抗压（拔）静载试验和单桩水平静载试验，前者用来确定单桩竖向抗压（拔）极限承载力，判定工程桩竖向抗压（拔）承载力是否满足设计要求，同时可以在桩身或桩底埋设测量应力（应变）传感器，以测定桩侧、桩端阻力，也可以通过埋设位移测量杆，测定桩身各截面位移量；后者除用来确定单桩水平临界和极限承载力、判定工程桩水平承载力是否满足设计要求外，还主要用于浅层地基土水平抗力系数的比例系数的确定，以便分析工程桩在水平荷载作用下的受力特性；当桩身埋设有应变测量传感器时，也可测量相应荷载作用下的桩身应力，并由此计算桩身弯矩；二、半直接法：是指在现场原型试验基础上，同时基于一些理论假设和工程实践经验并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。主要包括以下三种：①低应变法。在桩顶面实施低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此产生应力波的纵向传播，同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价的一种检测方法，主要包括反射波法、机械阻抗法、水电效应法等等，其中反射波法物理意义明确、测试设备轻便简单、检测速度快、成本低，是基桩质量（完整性）普查的良好手段。②高应变法。通过在桩顶实施重锤敲击，使桩产生的动位移量级接近常规静载试桩的沉降量级，以便使桩周岩土阻力充分发挥，通过测量和计算判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求及对桩身完整性做出评价的一种检测方法，主要包括锤击贯入试桩法、波动方程法和静动法等等，其中波动方程法是我国目前常用的高应变检测方法。高应变动力试桩物理意义较明确，检测准确度相对较高，而且检测成本低，抽样数量较静载试验大，更可用于预制桩的打桩过程监控和桩身完整性检查，但受测试人员水平和桩-土相互作用模型等问题的影响，这种方法在某些方面仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。③声波透射法。通过在桩身预埋声测管（钢管或塑料管），将声波发射、接受换能器分别放入2根管内，管内注满清水为耦合剂，换能器可置于同一水平面或保持一定高差，进行声波发射和接受，使声波在混凝土中传播，通过对声波传播时间、波幅及主频等声学参数的测试与分析，对桩身完整性做出评价的一种检测方法。该方法一般不受场地限制，测试精度高，在缺陷的判断上较其他方法更全面，检测范围可覆盖全桩长的各个横截面，但由于需要预埋声测管，抽样的随机性差，且对桩身直径有一定的要求，检测成本也相对较高；三、间接法：依赖直接法已取得的试验成果，结合土的物理力学试验或原位测试数据，通过统计分析，以一定的计算模式给出经验公式或半理论、半经验公式的估算方法。由于地质条件和环境条件的复杂性，施工工艺、施工水平及人员素质的差异性，该方法对设计参数的判断有很大的不确定性，所以只适用于工程初步设计的估算。如根据地质勘察资料进行单桩承载力与变形的估算，这在我国《建筑桩基技术规范》JGJ94-94、《港口桩基规范》JJJ254-98、《铁路桥涵设计规范》TBJ2-96等相应规范中有明确规定；在《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003（以下篇章简称《规范》）中没有涉及此类方法。
二、抽样规则与抽检数量
（1）抽样规则
首先受检桩应具有代表性，才能对工程桩实际质量问题做出反映。受检测成本和检测周期的影响，很难对桩基工程中的所有基桩均进行检测，只能在保证足够安全的前提下抽检（一般不是随机的），对基桩质量进行评定，以查明隐患，确保桩基安全。为此，靠有限抽检数量暴露桩基存在的质量问题时，抽检桩就应具有代表性。
（2）抽样数量
1）完整性检测：《规范》规定：A）柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于1根，即每个承台下基桩至少有1根被检测到，涵盖了单桩单柱应全数检测之意；B）抽检数量不得少于总桩数的20％且不少于10根是下限规定，对设计等级为甲级、地质条件复杂、成桩质量可靠性低的灌注桩，则不得少于总桩数的30％且不得少于20根。应该说按设计等级、地质情况和成桩质量可靠性确定灌注桩抽检比例大小是符合惯例且是合理的；
2）承载力检测：A）按照传统的百分比抽样原则，单位工程内同一条件下的工程桩竖向抗压静载试验抽检数量低限不得少于总桩数的1％且不少于3根；当总桩数在50根以内时，不应少于2根，这与现行的《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中的有规定是相同的；B）对预制桩和满足高应变法适用范围的灌注桩，可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测。《规范》规定，当有本地区相近条件的对比验证资料时，高应变法也可作为单桩竖向抗压承载力验收检测的补充；抽检数量为总桩数的5％，且不少于5根；C）对端承型大直径灌注桩，往往不允许任何一根桩承载力失效，但因试验荷载大或受场地限制，有时很难甚至无法进行静载试验，此时可采用钻芯法测定沉渣厚度，进行桩端持力层的钻芯鉴别（包括动力触探、标贯试验、岩芯抗压强度试验等），对桩的竖向抗压承载力进行可靠估算。《规范》规定，单位工程钻芯法的抽样数量不应少于总桩数的10％且不少于10根。也可进行深层平板载荷试验，岩基载荷试验，终孔后混凝土灌注前的桩端持力层鉴别，有条件时可预埋荷载箱进行桩端载荷试验，对桩端承载性状进行可靠估计；D）桩的竖向抗拔和水平静载试验抽检数量同样按照传统的百分比抽样原则，为总桩数的1％且不少于3根。
三、检测的仪器设备
应根据不同的检测目的组织配套、合理的试验设备，如承载力检测中的千斤顶、压力表、压力（荷重）传感器、位移计，完整性检测中的加速度（或速度）型传感器和数据采集系统等等另外，现场检测环境有可能受到温湿度、电压波动、电磁干扰和振动冲击等外界因素的影响而不能满足仪器的使用要求，此时应采取有效防护措施，以确保仪器处于正常工作状态。
四、现场检测、数据分析与验证扩大检测
现场检测宜先进行完整性检测，后进行承载力检测。
当测试数据因外界环境干扰、人员操作失误或仪器设备故障影响变得异常时，应及时查明原因并加以排除，然后组织重新检测，否则用不正确的测试数据进行分析，得出的结果必然是不正确的。
验证检测是针对检测中出现的缺乏依据、无法或难于定论的情况所进行的同类方法或不同类方法的核验过程，以做到结果评价的准确和可靠。
扩大检测是针对初次抽检发现的基桩承载力不能满足设计要求或完整性检测中Ⅲ、Ⅳ类桩比例较大时所进行的同类方法的再次抽样检测。。
五、检测结果评价和检测报告
1、桩的设计要求通常包含承载力、混凝土强度以及施工质量验收规范规定的各项内容，而施工后基桩检测结果的评价包含了承载力和完整性两个相对独立的评价内容。
2、检测报告是最终向委托方提供的重要技术文件。作为技术存档资料，检测报告首先应结论准确，用词规范，具有较强的可读性；其次是内容完整、精炼，常规的内容包括：
(1)委托方名称，工程名称、地点，建设、勘察、设计、监理和施工单位，基础、结构型式，层数，设计要求，检测目的，检测数量，检测日期；
(2)地质条件描述；
(3)受检桩的桩号、桩位和相关施工记录；
(4)检测方法，检测仪器设备，检测过程叙述；
(5)受检桩的检测数据，实测与计算分析曲线、表格和汇总结果；
(6)与检测内容相应的检测结论。特别强调的是，报告中应包含受检桩原始检测数据和曲线，并附有相关的计算分析数据和曲线，对仅有检测结果而无任何检测数据和曲线的报告则视为无效。
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