桩基工程质量检测方法在建筑施工中的应用
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摘要：随着经济的发展，城乡建设事业发展迅猛，居民建筑、桥梁建筑、港口、地震区、软土地区和冻土地区的地基处理中的桩基工程的应用也越来越普遍，桩基质量成为保证建筑质量的基础。 基于桩基工程质量的保证，首先简要概述桩基检测基本原理，然后介绍桩基检测现状，并对桩基检测方法做详细说明，最后以工程实例让读者深入了解桩基质量检测方法。
关键词：检测，桩基，方法
中图分类号：V448文献标识码： A
桩基础由沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成，作为普遍应用的深基础形式，它具有较好的抗震能力、较高的承载能力，在特殊土质中发挥沉降小的优势。因此，在我国城市建设、桥梁以及道路建设中备受青睐。为保证桩基础工程质量，提高桩基工程的可靠性，需对桩身质量及单桩承载力等方面，做好全面而精准的检测与控制。
一、概述
桩基工程质量检测可以追溯到20世纪70年代。作为新兴行业，桩基检测方法随着我国建设事业的不断发展，通过不断改进检测方法，已经由简单的静载抽检单桩竖向承载力，发展为现在普遍应用的高应变、低应变、声波透射、钻孔取芯等更为简易而精准的方法。保证了桩基工程的可靠性。
二、现状
经过几十年的发展，许多高素质人才积极投身桩基检测行业的研究，使得检测桩基础在检测方法和检测手段方面已取得令人瞩目的成果，测试人员能合理运用各种桩基检测方法，理性思考合适的检测手段；桩基检测管理人员能够合理管理并正确导向桩基检测市场的运行，引导桩基检测的正确发展方向。桩基工程质量检测整体看来呈良好的发展势态。但是，庞大的桩基施工队伍、良莠不齐的施工工艺及施工机器，使得桩基施工质量有待提高。桩基工程是建筑工程的基础，“一着不慎满盘皆输”，由桩基工程质量问题引起的建筑工程质量事故屡见不鲜。有偷工减料造成质量问题，在桩基工程中更有严重的浪费现象。如由于工作人员未秉承质量第一原则，未按照规定程序设计桩承载能力，而是凭经验估计设计桩的数量和长度，使得桩基的承载能力没有得到合理发挥，造成极大浪费。背离了我国建设资源节约型社会的发展方向，桩基工程质量检测方法有待提高。
三、桩基工程质量检测步骤
由灌注桩的施工步骤，我们可将桩基工程质量检测分为成孔质量检测和成桩质量检测两个方面。成孔作业施工环境复杂，一般在地下或水中完成，在灌注桩中作为第一个施工环节，有着一定的复杂程度，稍有不慎便可能出现成孔坍塌、桩底沉渣过厚、成孔口径缩小等常见问题。成桩作业相对简单，在检测中又可以分为桩的承载力检测和桩的完整性检测两个方面。
1.检测成孔质量
成孔作为灌注桩施工的重要环节，其质量影响并制约成桩质量。具体来说体现在 4 点：①桩孔的孔径影响成桩的侧摩擦力、桩尖端及整体的承载力。孔径大，则可以增加桩侧摩擦力，增强桩尖端承载力，随之增加桩整体承载能力，反之亦然；②桩孔的不均匀直径将影响成桩阻力。若上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥，同时单桩的混凝土浇注量增加；③桩孔偏斜影响桩的承载能力，使得基桩承载能力不能完全发挥；④桩底沉渣影响桩的承载能力，沉渣薄，增加桩长，增强桩端承载能力。总的来说，要充分检测桩的孔径、偏斜程度、桩底沉渣、成孔深度。
2.检测桩的承载力
进行桩承载力检测时，静荷载实验与动荷载实验相比，静荷载所施的荷载速率能满足实验要求，且模拟了工程实际加荷载速率，采用静荷载能安全检测桩实际承载能力。
3. 检测桩的完整性
低应变动测法通常运用基桩的完整性检测，低应变动测法的原理是在合理利用机械阻抗理论及波动理论的基础上，对桩顶施加能造成桩身及其周围土壤微幅震动的激震能量，记录仪表测量的震动数据，其后对采集数据严密分析，以检测桩基工程质量，明确桩身是否完整，是否达到应有的承载能力。我们熟知，对于不同介质声波有不同传播速度，若是桩基完整即混凝土正常，可以明确声波在其中的传播速度范围，对于超过范围的，则表明混凝土可能有夹泥、断裂、裂缝等缺陷。
四、工程实例
1. 工程概况
拟建建筑为某地方写字楼，高层建筑 30 层，建筑物平面图形为矩形，有 1 层地下室，剪力墙结构，桩基础。经实地勘测，根据土质物理力学性能及成因将拟建建筑下的土层分为7 层。拟建场地地质复杂，土壤湿陷程度为 2 级，有较强的差异沉降敏感性。本工程中地基处理采用钢筋混凝土钻孔灌注桩。基桩设计参数要求如下：设计桩长：工程桩总桩数：200 根(含试锚桩 15 根；L=24.0 m；设计桩径：610 mm；桩顶设计标高：-7.75～8.95 m；)设计要求单桩竖向极限承载力 Qu=6 900 kN；混凝土强度等级：C40。
2.工程质量检测方法
通过观察并分析拟建建筑场地环境及地质条件，采用成孔质量检测与成桩质量检测。成孔质量检测中，抽检率为20%，主要判断桩的孔径、偏斜程度、桩底沉渣、成孔深度是否满足规范要求。成桩质量检测中，又分为成桩载荷试验、高应变动检测与低应变动检测。为了确定单桩竖向极限承载力是否满足设计要求，随机取3根检测桩做成桩荷载试验；为判定桩竖向极限承载力是否满足设计要求，随机取15根检测桩做高应变动检测；为确定桩身是否完整、桩身是否有缺陷并判断缺陷位置，随机取 35 根做低应变动检测。
2.1 静载试验检测
将需要检测的 3 根成桩(桩径 610 mm，桩长24.0 m)取出，采用锚桩反力慢速持荷载法分别进行单桩竖向静载实验。记录并总结分析数据，我们看出图线没有出现明显的陡坡，且荷载加载最大值时，桩的最终沉降介于 12.91～16.03 mm。有相关标准及实验现象：2 号桩在荷载加载到最大值时未破坏，1、3 号在荷载加载到最大值时破坏，我们可以得出第2号单桩没达到极限承载能力，1、3号达到承载能力，其极限承载力可取破坏前一级的荷载值，得出现场静载试验的单桩极限承载力。
2.2高应变动力检测
将需要检测的 10 根桩取出，采用 FEI-C6 型动测分析系统进行高应变动检测，此仪器设计精巧、检测结果精准，且在检测过程前均进行过整机标定，检测中仪器工作正常。其高应变检测的基本原理是：首先在桩顶作用适当的锤击力，锤击力通过桩身传播，即压缩波，当压缩波到达桩底后由压缩波转变为拉力波，并由桩底向桩顶传播，由此循环往复，FEI-C6 型动测分析系统记录并分析检测结果。检测结果：所检测的 10 根桩的单桩竖向极限承载力基本值Qu 均位于 6 577～7 147 kN 之间，单桩竖向极限承载力平均值为 6 864 kN，故根据本次高应变检测结果综合判定单桩极限承载力为6 864 kN。
2.3低应变动力检测
将需要检测的40 根桩取出，采用反射波法分别对 40 根桩进行低压应变动力测试。被检测的40根桩，桩身的应力波波速 C 介于 2 941～4 328 m/s之间，平均波速 C=3 800 m/s。其中，Ⅰ类桩 37 根，占检测桩数的92.5%；Ⅱ类桩 3 根，占检测桩数的7.5% 依据建筑基桩检测技术规范 (JGJ106―2003)中 3.5.1 的规定，满足工程使用要求。
五、结语
随着中国的城市和农村建设的快速发展，桩基础工程桩的荷载传递到稳定层部分，提高建筑工程的稳定性，受到了建筑的高度青睐，逐渐成为建筑的基本形式，是建筑物的重要组成部分。因此，为了确保施工质量，桩基检测工作是整个施工项目不可缺少的环节，只有提高质量和桩基检测结果的可靠性，才能真正保证桩基工程的质量及建筑工程的质量和安全。