谈桩基础结构综合检测技术的发展应用

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摘要：随着我国经济的不断发展，大量基础设施的建设对桩基础结构综合检测技术提出了更高的要求。本文对桩基础结构综合检测技术的发展应用进行简要探讨。

关键词：桩基础；综合检测技术；发展应用

作为工程结构最主要的基础形式之一，桩基础被广泛的应用到市政工程道路桥梁、交通工程以及建筑等多个领域。桩基础成孔质量和桩身质量的优劣以及桩基的承载能力高低，将直接决定着道路桥梁、建筑、交通等工程的质量安全。尤其是大直径混凝土钻孔灌注桩，对桩基础的质量要求非常的高。因此，质量检测室控制桩基础建设工程质量的重要环节，为桩基础工程质量的验收提供依据，受到政府部门、科研机构以及施工和质检部门的高度重视。目前，我们采用的桩基础检测技术主要有超声波、小应变动测、静力载荷试验、大应变动测、钻孔取芯法等。这些方法都各有所长，本文选取几个重点介绍其应用。

一、桩基检测方法分类

目前，国内外常用的桩基检测方法可分为静力测桩和动力测桩两大种类，其中，静力试桩法有静荷载试验法和钻桩取芯试验法。这种方法可靠性大，能够直观显示桩基础检测的结果。但是静力试桩法往往比较耗费时间，操作也很复杂，浪费时间和费用，场地要求也比较高，这些因素都限制静力试桩法的作用。

另外一种方法则是动力试桩法，是一种以振动理论、应力波理论为基础的，采用先进的微电子仪器和信号处理技术的检测方法，其具有轻便、快捷和廉价的特点。一般分为低应变动力试桩法和高应变动力试桩法。高应变动力试桩法又细分为波形拟合法和CASE法；低应变动力则分为反射波法和振动法，主要包括稳态激振的稳态机械阻抗法和共振法、超声脉冲法和动力参数法。通过桩基础的动刚度和动静比系数，低应变动力法可以求得桩的承载力。[1]

二、桩基础结构综合检测技术的应用

（一）超声波法

利用超声波法对桩基础结构进行综合检测，其基本原理是在桩的一侧安装发射探头，通过发射探头将电能转换成为机械能，发出超声波可以穿透混凝土桩，到达桩的另一侧。然后通过接收探头将接收到的超声波接收后再还原成电信号，随后将这个信号放大，就可以在示波器上显示出来。声波传送的时间则是通过数码显示器得到，并可以打印出具体的数值。因为超声波所穿透的混凝土厚度（距离）是已知的，就可以根据超声脉冲发出和到达的时间，算出声波在桩基础中的传播速度，从声速上就可以对桩基础的质量进行判断。一般混凝土越密实，声速的数值也就越大，相反，混凝土越松散，或声波脉冲路径中有孔洞、裂缝或离析等，则声速就会被减小；这种检测方法可以很好的检查桩基础的质量和完整性。因此，超声波检测混凝土桩桩身质量和完整性的理论基础是弹性波波速与媒质特性之间的关系。从声波传送的速度可以推测出所穿透的桩基特性的变化。

（二）高应变动力检测法

根据作用在桩顶的动荷载的能量是否可以使桩—土之间发生一定的弹位移或者时塑性位移，可以将动力测桩法分为高应变动力和低应变动力两种方法，也就是高应反射波法和低应反射波法。高应反射波法是指利用几十甚至几百斤重的重锤来敲打桩基顶部，同时在桩两侧距桩顶一段距离处对称安装力和速度传感器，测定重锤冲击下的作用力和速度信号。这种方法作用在桩顶上的能量较大，应力和应变水平与工程桩的应力应变水平相接近，动荷载使桩克服土阻力产生贯入度，从而使桩土之间产生塑性位移，桩侧和桩尖阻力都得到一定程度的发挥。在桩顶量测的桩土响应信号包含承载力因素，所以高应变动力测桩可以对单桩的承载力进行判断，也可以评价桩身结构的完整性。高应变反射波法所需激振的能量大，费用高常用于桩基承载力的检测，而很少用于结构完整性的检测。[2]

（三）低应变动力检测法

低应变动力检测法事采用低能量的瞬态或稳态激振，使桩基在合理的弹性范围内作低幅振动，根据波动理论和振动来判断桩身缺陷。目前我国低应变动测桩法主要有应力波反射法和振动波法，其中反射波的应用最广泛。然而低应变动测法能否测定承载力在国内还存在一定争议。因为低应变反射波法把桩看做一维弹性均质杆件，当桩头受到冲击时，应力波将会沿着桩身向下传播，当遇到阻碍时发生反射，由桩头的传感器进行接收，然后经过基桩动测仪的采集处理后，记录反射信号，根据实测时域的信号波形的浮动值和相位特征来判断桩底及桩身是否存在问题。

总之，利用科学的检测方法，如超声波检测、高应变动力和低应变动力检测等，进行综合利用可以有效的检测桩基础质量，确保工程的质量安全。

参考文献

1、 黄雄.桩基检测技术在工程中的应用探讨[J].建筑安全，2010（5）.

2、 徐永魁.桩基础检测技术的综合应用[J].华章，2011（32）.