灌注桩工程质量检测研究

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摘要：在灌注桩工程质量检测中，通过低应变反射波法的扫描普查及声波透射法的详查，可以对工地的质量情况有个整体了解。通过对部分问题桩进行钻芯法、静载试验验证检测，既可使验证桩的质量问题得到很好的解决，又可反推过来，使未经钻芯法、静载试验验证的桩的结论更加明朗。合理地综合运用反射波法、声波透射法、钻芯法以及静载法等多种方法，能迅速确定实际工程中的问题桩，能较全面、准确地反映桩身缺陷的范围和程度，这种综合检测方法既经济又实用，可有效解决实际工程中的质量问题，杜绝工程隐患。

关键词：基桩检测；灌注桩；工程质量；综合方法

1前言

混凝土灌注桩均为地下隐蔽工程，施工环境复杂，施工工艺要求很高，质量很难控制，常会出现各种各样的缺陷。根据湖南物探基桩检测总站历年来的检测实践，灌注桩具有质量隐患的比例为10％～30％，尤其在地下水十分丰富的复杂地质条件下，缺陷的比例还会更高，曾有多个工地桩基缺陷比例高达60～70％，以致不得不全面变更设计方案。应用单一方法检测灌注桩的质量，往往难以全面、定量、精确地对桩身质量作出判定。在检测过程中，一直在摸索一种既经济又实用的综合方法，能迅速圈定实际工程中的问题桩，能较全面、准确地反映桩身缺陷范围和程度，较好地解决实际工程中的质量问题，消除工程隐患。

2综合方法检测模式探讨

低应变法（多用反射波法）具有价格低廉、检测迅速、经济实用等特点，首先用低应变法普查是必不可少的步骤。低应变法普查可总揽全局，对整个工程的桩基质量有一个整体把握，可大致了解各桩的质量情况，迅速找出有问题、有疑问的桩，以便用其它方法验证。低应变法的缺点是不能精确确定缺陷范围，不能量化确定缺陷程度，只能判定第一个严重缺陷，对后续严重缺陷难以反映。声波透射法对每一个缺陷都能较准确地判定缺陷范围，能大致判定缺陷程度，价格相对便宜，检测速度较快。低应变法结合声波透射法能较好地圈定基桩的缺陷范围，较好地控制整个工程的质量情况，但这两种方法均为间接法，无法精确确定缺陷程度，也没有量的把握，检测结果无法令各方信服，也给工程处理带来不便。钻芯法能准确确定基桩缺陷范围、缺陷程度以及桩底沉渣、持力层情况，使用钻芯法可对低应变法、声波透射法进行有力的验证，检测结果非常直观，能给工程处理提供充分的依据。但钻芯法成本较高、速度较慢，此法不宜大面积使用。静载试验能定量提供准确的承载力数值，也可对桩周摩擦力、桩底端阻力进行检测和分析，检测结果直接可靠，能给工程设计和工程处理提供有效依据。但静载试验成本极高、速度很慢，所以无法大面积使用，且对承载力偏低的原因还需依赖其它方法来分析。综上所述，各方法各有优缺点，各方法之间可相辅相成、相互补充，合理地选择、综合运用各种方法，可达到事半功倍的效果。一般来说，低应变法普查扫描（找出问题）———声波透射法重点核查（圈定问题）———钻芯法部分验证（核实问题）———静载试验个别验证（量化问题）是既经济又实用、能较好解决工程质量问题的有效模式。

3工程概况

湘中某工地，拟建物为框剪结构，地下1层，地上26层，成桩类别为人工挖孔桩，总桩数246根，所有桩的设计参数都一样，均为：桩长24m、桩径1100mm、扩底直径1600mm、混凝土强度C35、桩端阻力特征值1200kPa、单桩承载力特征值5000kN。场地内地层从上往下依次为：杂填土：厚度2．2～4．6m；素填土：厚度0．5～3．3m；粉质粘土：厚度2．2～4．2m；残积粉质粘土：厚度12．8～38．6m；强风化玄武岩。设计持力层为残积粉质粘土层。残积粉质粘土层桩端阻力特征值为1200kPa，扩底直径为1600mm，桩端面积为2．0m2，则桩端阻力极限值约4800kN，设计极限承载力10000kN，则设计摩擦力约5200kN，桩承载性状为端承摩擦桩，桩端阻力和桩侧摩阻力约各占一半。

4检测方法

4．1反射波法。采用了低应变法中较常用的反射波法对桩基础进行了全数检测，为了全面了解桩身上、中、下各部质量情况，选择了高、中、低三种频率的锺击方式，分别采用铁锺、塑料锺、铁锺加1cm、1．5cm、2cm厚的橡皮垫几种方式进行反复检测。通过对动测波形深入细致的分析，把检测曲线归纳为如下几种形式：（1）完整类。有一部分桩表现为完整桩，桩身无缺陷反射，桩底反射十分清晰，接近标准曲线，典型波形如图1（a）所示B－8＃桩波形。波速为4020m／s，波形光滑，无缺陷反射波，桩底反射信号明显，是一典型完整桩波形。经钻芯验证，芯样基本完整。钻芯照片如图1（b）所示。（2）浅部缺陷类。有较大部分桩桩身浅部存在严重缺陷，首波严重畸变，典型波形如图2（a）所示A－9＃桩波形。参考波速为3700m／s，首波严重畸变，是一典型浅部缺陷桩波形。经钻芯验证，0．2～1．5m为破碎带。钻芯照片如图2（b）所示。（3）中部缺陷类。有较小部分桩桩身中部存在严重缺陷，缺陷反映十分明显，典型波形如图3（a）所示F－5＃桩波形。波速为3467m／s，分析结果是8．3m处严重离析。经钻芯验证，8．2～9．0m为破碎带。钻芯照片如图3（b）所示。（4）深部缺陷类。有较大部分桩桩身深部存在严重缺陷，缺陷反映仍很清楚，典型波形如图4（a）所示I－8＃桩波形。参考波速为3923m／s，分析结果是19．3m处断裂。经钻芯验证，19．5～24．0m为破碎带。钻芯照片如图4（b）所示。（5）无桩底反射类。该类桩桩身无明显缺陷反射，桩底也无反射信号，典型波形如图5（a）所示H－5＃桩波形。参考波速为3344m／s。经钻芯验证，7．7～8．9m为破碎带、8．9～9．9m为砂浆、18．0～24．0m为破碎带。钻芯照片如图5（b）所示。（6）双峰类。这类波形比较特殊，在桩底反射前3～4m处出现一个明显的与桩底反射波相差不大的反射波，两反射波形成双峰状，在整个波形中占大约10％的比例，典型波形如图6（a）所示G－1＃桩波形。参考波速为3344m／s，分析结果是20．6m处严重离析。但经钻芯验证，20．6m处并无异常，整桩基本完整。钻芯照片如图6（b）所示。4．2声波透射法。选择了15％的桩作声波透射法检测，每桩均作3条剖面，采样间距25cm，对桩的缺陷部分进行了详测和斜测。与动测相比，更进一步地划定了缺陷的范围。声波透射法对声测管的埋设要求较高，尤其对声测管的平行度要求很高，声测管的偏斜甚至弯曲将严重影响检测结果的判定，甚至使检测失效。本次检测部分声测管变位较严重，致使检测数据变化很大，波速从4000m／s到10000m／s不等，严重影响缺陷判断，要注意判别和修正，这种情况易引起误判，要引起高度重视。4．3钻芯法。选择了15％的桩作钻芯法检测，对动测六种不同类型波形的桩都进行了钻芯验证，检测结果与动测基本一致，更准确地圈定了缺陷的范围和程度。4．4静载法。对两根无缺陷和一根有缺陷的桩进行了静载试验。锚桩采用四根工程桩，锚桩的设计参数与工程桩略有不同，钢筋数量更多，每桩为20根，钢筋直径更大，为Φ28。两根无缺陷的桩承载力均能达到设计值，总沉降15mm左右。因设计桩长较长（24m），桩周摩阻力（5000kN）和桩端阻力（4800kN）相结合，试验之前质监部门对设计值持怀疑态度，担心在桩端阻力充分发挥之前桩周摩阻力已被破坏。试验证明，即使桩长较长，桩周摩阻力和桩端阻力仍可同时发挥作用。缺陷桩加到第8级时沉降迅速增大，无法稳定，终止加载。

5结束语

反射波法、声波透射法以快捷、高效、轻便等特点在工程检测中起着举足轻重的作用。采用的RSM系列桩基动测仪、声波透射仪，以其先进的设计思想、丰富的检测数据采集存贮处理功能及完善的系统分析软件在灌注桩工程质量无损检测中得到广泛的应用和好评。通过低应变反射波法的扫描普查、声波透射法的详查，可以对工地的质量情况有个整体了解。通过对部分问题桩的钻芯法、静载试验验证检测，既可使验证桩的问题得到很好的解决，又可反推使未经钻芯法、静载试验验证的桩的结论更加明朗，从而有效地解决工程中的实际质量问题，杜绝工程隐患，这种综合检测方法既经济又实用。

参考文献

［1］陈凡，徐天平，陈久照，等．基桩质量检测技术［M］．北京：中国建筑工业出版社，2014．

［2］陈益杰．基桩声波透射法检测容易产生的两种误判及分析［J］．土工基础，2008，74（25）．

［3］王玲红．反射波法在灌注桩质量检测中的应用［C］．全国基桩、无损检测及岩土工程新技术研讨会，2003．

作者:赵光辉 单位:湖南物探基桩检测总站