基桩检测法在轨道交通工程中的应用

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摘要:桩基础在现在的工程中应用越来越广泛，基桩检测也越来越受重视。由于各种基桩检测方法都有各自的优缺点，因此现在多种检测方法综合应用成了一种趋势。本文结合厦门轨道交通工程中的实例，来讨论低应变法、声波透射法和单桩竖向抗压静载试验等方法的综合应用。

关键词:基桩检测；低应变法；声波透射法；静载

桩作为一种重要的结构，在高层建筑、市政桥梁等工程中都大量被使用。在厦门轨道交通工程中，桩几乎无处不在，例如跨海大桥的基桩，停车场检修库的基桩，车站主体的抗拔桩，明挖区间的围护桩，等等。伴随着桩的大量使用，基桩检测也越来越体现出其重要性。

1基桩检测方法简述

基桩检测方法根据检测目的来分，主要有桩身完整性检测和承载力检测两大类，每一类都有多种检测方法。这些检测方法，各有各的优缺点，其中静载法最为准确直观，能够直接反映出基桩承载力情况，但有检测周期长、受场地限制等缺点，无法做到普查。因此实际工程中，主要以桩身完整性检测来检验基桩的质量，以此来间接地控制基桩承载力的质量。但几种检测方法都有各自的局限性，因此实际工程中，往往会需要采取两种甚至更多的检测方法互相验证。本文讨论的工程实例为厦门轨道交通工程，故检测步骤和判定标准采用中华人民共和国住房和城乡建设部的《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2014(以下简称《规范》)。下面简要介绍一下本文所涉及到的低应变法、声波透射法和单桩竖向抗压静载试验的原理及作用。

1．1低应变法

低应变法是反射波法、机械阻抗法等多种检测方法的合称。其中以反射波法最为常见，本文讨论的就是反射波法。低应变法主要作用是检测桩身完整性，同时对桩长、桩底沉渣的判断等也有一定的参考作用。低应变反射波法主要是在桩顶施加激振信号并产生应力波，在沿着桩身传播的过程中，遇到不连续界面(例如夹泥、断裂、缩颈等)或桩底时，会产生反射波，通过分析波的传播时间、幅值和波形特征，可以分析判断桩身完整性。

1．2声波透射法

声波透射法的主要作用是检测桩身完整性，有时也能从侧面反映出桩长、桩底沉渣等情况。声波透射法是在桩身中预埋一定数量的声测管，通过水的耦合，超声波从一根声测管中发射，在另一根声测管中被接收，由此可测出被测混凝土介质的声学参数。由于超声波在混凝土中传播遇到缺陷时会产生绕射、反射和折射，因而到达接收换能器的声时、波幅及主频发生改变，利用这几个声波特征参数即可判别桩身完整性。

1．3单桩竖向抗压静载试验

单桩竖向抗压静载试验主要用于检测单桩竖向抗压承载力。单桩竖向抗压静载试验的原理是利用反力平台装置和千斤顶，在桩顶分级施加竖直向下的荷载，并测定桩身沉降量。根据竖向荷载－沉降(Q－s)曲线、沉降－时间对数(s－lgt)曲线等，可判定单桩竖向抗压承载力。

2工程实例

厦门轨道交通工程某停车场为全地下停车场，一期工程基桩总桩数为12根(试验桩)，本文以其中2#桩的检测情况为例。该桩桩径为800mm，桩身混凝土强度为C35，设计桩长为22m，桩侧土层从上到下依次为粉质粘土、残积砂质黏性土、全风化花岗岩。根据设计要求，对该试桩先后进行了低应变法、声波透射法和单桩竖向抗压静载试验检测。

2．1低应变法检测情况

桩的低应变时域信号曲线如图1所示。从时域信号曲线中可以看到，在桩顶下11.2m附近有同向反射，因此该处可能有轻微缺陷。桩底处有同向反射，初步判断为桩底反射。但是由于11.2m处的同向反射恰好在桩长中间，所以不排除桩底处同向反射为11.2m处缺陷的二次反射的可能。因此需要其它检测方法来验证。

2．2声波透射法检测情况

桩径为800mm，根据《规范》第10.3.2条规定，埋设了2根声测管。因此2#桩只检测一个剖面。该桩的PSD－声速－波幅曲线如图2所示。从图2中可以看到，在桩顶下10.2m～11.8m范围，PSD、声速和波幅参数均出现了轻微异常，波形出现轻微畸变，尤其以11.35m处最为明显，由此可判定该桩在11.35m附近有轻微缺陷，与低应变检测结果相近。

2．3单桩竖向抗压静载试验检测情况

桩设计单桩承载力特征值为1550kN，根据设计要求现场最大加载量为3100kN。根据《规范》要求，加载共分10级，分级为最大加载量的1/10即310kN，第一级取分级荷载的2倍620kN。卸载也分级进行，每级为加载时分级荷载的2倍。静载试验数据汇总见图3。试验过程中，2#桩顺利加载至最大加载量，并未出现异常现象，最大荷载时总沉降量未超过40mm，且从竖向荷载－沉降(Q－s)曲线、沉降－时间对数(s－lgt)曲线中可以看到，该桩在最大荷载作用下并未达到极限状态。根据《规范》第4.4.2条和第4.4.4条的规定，可判断该桩单桩竖向抗压承载力特征值为1550kN，竖向抗压极限承载力为3100kN，符合设计要求。

2．4结论

根据低应变法和声波透射法检测并互相验证，可判断2#桩在桩顶下11.35m附近有轻微缺陷，桩身完整性为Ⅱ类。经过单桩竖向抗压静载试验，可知该桩承载力符合设计要求，也从侧面验证了桩顶下11.35m附近的缺陷并不影响桩的使用，Ⅱ类桩的判定是合适的。

3小结

桩身完整性的检测方法，各有缺点，例如本例中低应变法无法确定缺陷以下部分桩身完整性，需使用声波透射法对比验证。在实际检测当中，这两种检测方法的检测结果也不一定能对应。此时应该采取钻芯法进一步验证桩身完整性，或者直接采用静载试验判断单桩承载力是否符合要求。厦门轨道交通工程是重点工程，基桩更是重中之重。由于静载试验不能覆盖大部分基桩，因此大部分桩的承载力只能依靠桩身完整性检测来间接控制。基桩检测工作者们应该因地制宜，选用合适的检测方法，并针对不同方法的优缺点，将多种基桩检测方法有机地结合在一起，综合应用，确保基桩检测结果的准确性。

参考文献

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部．JGJ106－2014建筑基桩检测技术规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2014．

［2］陈凡．基桩质量检测技术［M］．北京:中国建筑工业出版社，2003.

作者:黄伟 单位:厦门市交通建设工程检测有限公司