多种检测方法在同一工程中的应用
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摘要：桩基工程是目前最为广泛使用的基础方案，而桩基检测的方法也比较多，常用的有静载法、低应变法、高应变法、钻芯法、声波透射法、CCTV法，由于各检测方法自身的局限性，在同一工程中往往需要同时采用几种检测方法。本文对同一工程中采用了静载法、低应变法、CCTV法进行了介绍。
关键词：静载法；低应变法；CCTV法
中图分类号:TB487文献标识码：A
一、工程概况
拟建工程位于苏州工业园区，拟建建筑主要包括：7幢18~34层高层住宅楼（剪力墙结构），一层地下室，桩筏基础；两个地下车库，一个地下一层，一个地下两层。
a#楼位于拟建场地西南角，33层剪力墙结构，选用PHC-A500（120）管桩，共252根。桩长根据桩顶标高而有所变化，大部分为34米，桩端进入持力层⑧-1层粉土层，单桩竖向承载力特征值为2250kN，要求静载试验最大的加载量为4500 kN。拟建场地的工程地质条件见下表。
层序 土层名称 层厚(m) 层底标高(m) qc (MPa) 状态 密实度
①1 素填土 1.00～4.10 -1.55～1.17 0.8 松散
② 粘土 2.40～7.00 -5.18～-2.41 1.6 可塑
③ 粉质粘土 3.60～6.10 -9.68～-6.92 1.5 软～可塑
④ 粉质粘土夹粉土 1.70～12.50 -20.37～-10.85 1.8 软～可塑
④-1 粉土 0～9.00 -20.97～-13.15 6.7 稍～中密
⑤ 粉质粘土 0.60～4.60 -21.88～-19.89 2.4 可塑
⑥ 粘土 2.20～5.10 -24.68～-22.68 2.5 可～硬塑
⑦ 粉质粘土夹粉土 1.90～6.00 -30.48～-26.47 5.7 软～可塑
⑧-1 粉土 5.50～8.40 -36.17～-33.80 11.1 中～密实
⑧-2 粉土夹粉砂 4.30～7.20 -42.03～-39.67 11.2 中～密实
⑨ 粉质粘土 9.95～13.70 -55.28～-50.38 8.5 软～可塑
⑩ 粉土 未钻穿 未钻穿 密实
二、静载试验
单桩竖向抗压静载荷试验的检测原理为：模拟桩基实际工作状态的最直接的工作方法，即平台上堆放压块作压力装置,桩顶上放置液压千斤顶,通过压力表来控制加、卸荷量,在桩四角对称地安放二～四只量程为50mm百分表来测量桩顶的沉降量，根据桩顶荷载及桩顶沉降量来分析判定单桩承载力值。检测目的：试桩，确定单桩竖向抗压极限承载力，为设计提供依据；工程桩，判定竖向抗压承载力是否满足设计要求。本工程对10#、71#工程桩进行单桩竖向抗压静载荷试验，判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求，即能否达到4500kN。静载荷试验的检测结果为：10#桩：当检测桩桩顶荷载加至荷载1800N时，检测桩桩土未出现明显的破坏现象，Q-s曲线呈缓变形，相应的桩顶沉降量为34.00mm。继续加载过程中持续沉降大于85.63mm，加载无法维持稳定。根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）第4章分析可得：10#桩竖向抗压极限承载力值取Qu=1800kN；71#：当检测桩桩顶荷载加至荷载1800N时，检测桩桩土未出现明显的破坏现象，Q-s曲线呈缓变形，相应的桩顶沉降量为36.04mm。继续加载过程中持续沉降大于83.03mm，加载无法维持稳定。根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）第4章分析可得：71#桩竖向抗压极限承载力值取Qu=1800kN。图1：10#桩静载试验曲线
图2：71#桩静载试验曲线
由于10#、71#工程桩的单桩竖向抗压极限承载力均为1800kN，未能达到设计要求，需要找出其中的原因，根据建设单位、设计单位、监理单位的要求，需对这2根工程桩进行低应变检测。
三、低应变检测
低应变检测的原理：反射波法诊断技术是以一维波动理论为基础，应用应力波特征来检验桩身质量。用力锤敲击桩顶产生一脉冲波，此入射波将向下传播，遇到波阻抗（桩身截面变化、桩底）变化处产生反射波并传回桩顶。应力波在传播过程中通过粘贴在桩顶上的传感器接收来自桩身中的应力波信号，采用一维波动理论来研究桩、土体系的动态响应，反演分析实测速度信号，即波阻抗减少时，此反射波为负；波阻抗增加时，此反射波为正；波阻变化大，反射波就大，从而获得桩身结构完整性情况。检测的目的的为检测桩身缺陷及其位置，判断桩身完整性类别。
图3： 10#桩低应变曲线
图4： 71#桩低应变曲线
根据低应变的检测曲线，结合施工单位提供的施工记录，初步可以判断这2根工程桩在第一节桩和第二节桩的接桩处存在缺陷，但由于低应变检测的局限性，并不能完全分析出造成接桩处缺陷的原因，于是又对这两根工程桩进行了LD-300管道内窥摄像检测系统（CCTV）检测。
四、CCTV法检测
CCTV法检测的原理及设备：通过将LD-300管道内窥摄像检测系统（CCTV）的摄像头吊入PHC管桩的内孔中，来观察管桩内壁的情况。实际检测时，一般较缓慢地匀速下放摄像头，根据孔内的情况调节光亮的程度，以期获得较好的视觉效果，同时对观测结果进行实时录像。
LD-300管道内窥摄像检测系统（CCTV）是目前用于管道内窥检测评估最先进有效的方法，该系统能迅速地检测管道内部情况并通过高清晰度显示器显示实时图像，同时将图像信息储存在系统硬盘上。其系统组成如下，见图5。
LD-300管道内窥摄像检测系统
计算机系统
车内闭路电视监视系统
图5：LD-300管道内窥摄像检测系统（CCTV）
检测结果为：
1、10#桩：检测点位于桩顶以下9.0m处，为第一节桩与第二节桩接桩位置，接头以上部位桩身结构完整，未发现破损及裂缝等情况，但接头处有少量泥浆涌入，接口外观呈半月状；
2、71#桩：检测点位于桩顶往下9.0m处，为第一节桩与第二节桩接桩位置，接头以上部位桩身结构完整，未发现破损及裂缝等情况，但接头处有大量泥浆涌入，且伴有少量混凝土碎块；
CCTV检测是目前一种较为直观的评价管桩内壁质量的检测方法，通过本次检测工作，基本查明了PHC管桩内壁的质量情况，10#桩接桩处有少量泥浆从桩身外部涌入，上、下两节桩错位引起半月状外观；71#桩接头处有大量泥浆从桩身外部涌入，且该处有少量破碎的混凝土块，上、下节桩存在脱节现象。
图6：10#桩9.0m位置照片1
图7：10#桩9.0m位置照片2
图8：71#桩9.0m位置照片1
图9：71#桩9.0m位置照片2
五、结语
1、在实际工程桩基质量检测中，低应变检测具有快速普查，成本低的优点，但对于桩身不同类型的缺陷，主要反映是桩身阻抗的 变化信息，缺陷性质往往较难区分，尤其是预应力管桩接桩处的变化更难以明确定性，特别是在测试信号中幅值变化十分明显，如何区分是Ⅱ类桩还是Ⅲ、Ⅳ类桩，应仔细对照桩型、地质条件、施工工艺等综合分析判断，必要时应结合静载荷试验、CCTV法对接桩处缺陷综合分析、定性，不宜单凭低应变测试信号定论。
2、静载荷试验因其成本高，测试时间长，场地要求高等因素限制，不具备普查条件，只能在重点位置进行检测。
3、CCTV法检测因准备工作繁琐，局限性大，一般只有在预应力管桩中应用，但其检测结果直观，尤其是接桩处的评判效果明显，常在管桩低应变检测有疑义，难以定性的时候采用。
4、本工程通过对2根工程桩进行了静载试验、低应变检测、CCTV 检测，查出了造成接桩处缺陷的原因，从而查出了造成静载荷试验未能达到设计要求的真正原因，为设计提供了最终基础处理的依据。鉴于各种检测方法的局限性，在重要的或某种测试方法存在疑义，不 定性时应采用多种检测方法综合分析、判断，而不应局限于某一种测试手段。
参考文献
[1]建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003)[2]CCTV和声纳检测评估技术规程
[3]建筑地基基础工程施工质量验收规范 (GB50202-2002)