关于低应变反射波、静载及钻芯法在桩基检测中的综合应用
分析
【摘 要】本文作者结合工程实例对基桩检测工程中低应变反射波、静载及钻芯法三种检测方法的综合应用进行了阐述，同时对基桩质量问题的出现原因及处理方法及过程进行说明，并作出评价和结论，供同行参考。
【关键词】基桩检测；低应变反射波法；静载试验 1、工程概况
某工程项目2#、3#楼为小区高层住宅楼。拟建建筑设计为地下2层，地上23层，箱筏基础，剪力墙结构，±0.00相当于绝对标高37.55m，基础埋深9.50m。由于基底以下地基持力层承载力特征值为180～220kpa，如果采用天然地基，则建筑物沉降和变形不能满足设计要求，因此，2#、3#楼均采用钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。 在拟建场区范围内有二层地下水，第一层水位标高25.99～27.30 m（埋深8.70～10.30m）；第二层水位标高5.86～6.18 m（埋深29.40～30.00 m）。2#楼设计钢筋混凝土灌注桩有效桩长24.5 m，桩径800 mm，桩间距不等，单桩承载力特征值6300kn，总桩数为93根（其中包括2根增补的锚桩）。3#楼设计钢筋混凝土灌注桩有效桩长24.0 m，桩径800 mm，桩间距不等，单桩承载力特征值6300kn，桩端持力层为微风化岩，总桩数为208根。工程桩桩身混凝土强度等级c35，试桩及锚桩桩身混凝土强度c40。
钢筋混凝土灌注桩采用反循环钻机施工，土方开挖至距基础垫
层80 cm后，进行基础桩施工，成孔过程中采用泥浆护壁工艺，成桩后采用桩底桩侧后压浆技术进行处理。 2、低应变动力检测
（1）低应变动测方法基本理论
在基桩桩身性检测手段中，低应变反射波法应用最为广泛，最简单，最快速。但是低应变反射波法还存在着一定的局限性性，如：在桩周土阻力、桩身阻抗有较大变化等情况下，采用低反射波法检测基桩的缺陷及位置时，缺陷及位置与实际存在相当大的误差。因此，运用其它的检测手段对低应变反射波法进行验证是必要的。 反射波法的基本原理为：在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等部位）或桩身截面积发生变化（如缩径或扩径）时，向下传播的弹性波将产生反射波。经仪器接收放大、滤波并经过数据处理，可快速有效地判断桩的完整性和质量，鉴定桩的缺陷性质，确定缺陷位置和桩身砼强度。该法用力棒或力锤在桩顶激振，用高灵敏度加速度传感器接收响应信号，根据该响应所反映出的桩身纵波的行波现象及波速，按公式vc=2l/t进行分析：vc为应力波沿桩身传播的速度（m/s）；t为桩底反射波到达的时间（s）；l为桩身全长（m）。
试验设备分两个系统：一为激振系统与激振力锤，其作用是对桩施加冲击，使桩产生振动。二为测量系统，其作用是测量桩顶的振动响应，主要由拾振器、电荷放大器、数据采集及处理部分组成。
3、单桩竖向抗压静载荷试验
根据《市建筑基桩检测规程》（sjg09-2007）的规定，对于桩端持力层为强风化层（或以上土层），且单桩承载力特征值≤8000kn的灌注桩采取静载法检测桩身承载力。每个单位工程桩的检测数量为桩总数的1%，且每个单位工程不少于三根。针对1号楼，参照低应变检测结果，根据择劣的原则，抽7，48，55号桩（包括低应变检测出的一根ii类桩和两根iii类桩）；针对2号楼，抽检施工时遇暴雨的65、103号桩，和设计院认为重要的209号桩。 （1）检测设备及方法
试验最大加载值为单桩承载力特征值2倍，取12600kn，加载分9级进行，采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直到达到终止加载标准，然后分级卸载到零。锚桩、反力梁装置提供的反力总和不应小于试验最大加载值的1.2～1.5倍。基准梁安置时，与试桩、锚桩之间的中心距离不小于3.2 m，确保检测结果不受影响。 （2）单桩竖向载荷试验结果及分析
加载等级及静载试验所得桩顶中心沉降量s与荷载q所绘制的关系曲线，由q—s曲线可看出，检测各试验点q—s曲线均无明显比例界限，为缓变形曲线，各试验点沉降均很小。
7、48、65、103、209号桩在加到最大荷载时，各桩均没有达到极限破坏，单桩竖向极限承载力仅取所施加的最大荷载，则可得单桩竖向极限承载力为12600 kn。所测各桩单桩竖向极限承载力从回
弹曲线看，回弹均较大，这表明试桩主要处于弹性工作状态，桩侧摩阻力及桩端阻力均没有充分发挥作用。也可由此判断，最大加载量小于单桩竖向极限承载力，把最大加载量定为单桩竖向极限承载力是偏于安全的。
而55号桩在加载到第七级时，总沉降量超过最大沉降量允许值40mm，终止加载。直截判断该桩不合格。至此，低应变检测到的所有的非i类桩均已做静载，根据择劣原则，在55号桩旁边选取两根未做过低应变的桩作扩大抽检，结果均合格。
55号桩低应变结果为：桩长17m桩径800mm，桩底明显缺陷发生在16.5米处。针对不合格的55号桩，为了给处理工作提供依据，决定钻两个孔抽芯检测。抽芯结果为：抽芯桩长17.1米，缺陷位置：桩底55mm厚沉渣，桩底持力层符合设计要求。 4、对不合格桩的分析及处理
经验表明，桩底沉渣超标，主要是清孔不干净所致。清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除，使混凝土与岩基结合完好，提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施总结如下： （1）桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定，清孔不干净或未进行二次清孔造成的；施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟，然后将锤式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。
（2）当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣
浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。 （3）钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会发生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土会坍落在桩底；因此，钢筋笼吊放时，务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。应减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，使用方法是用空气升液排渣法或空吸泵反循环法。这种方法是用已有的空吸泵、空压机，在导管上备有承接管，它无需特殊设备，在任何施工方法中均可采用。
（4）清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。 5、结语
（1）根据检测结果，经分析可以作出如下结论：低应变反射波法检测与钻孔抽芯法检测结果对比，证明了低应变反射波法检测明显缺陷及其位置有较高的准确性，此次低应变检测达到了检测桩身缺陷及位置，判定桩身完整性类别，为静载检测提供依据的目的。《市建筑基桩检测规程》（sjg09-2007）规定增加了单位工程中桩基低应变反射波法检测的数量，特别是当发现iii类iv类桩后，进一步规定了加抽数量，本例中查出了有严重质量隐患的55号桩。
该规定具有合理性。导致桩基静载检测不合格的原因很多，文中提到的桩底沉渣超标只是众多原因之一。要找出真正的原因对症下药，必需进一步通过检测手段验证。该例通过抽芯方法验证，事实证明是正确的。
（2） 钻孔桩施工中，桩底沉渣超标是最常见的质量通病。桩底沉渣对钻孔灌注桩承载力有显著的影响，在其它条件相同的情况下，桩端沉渣厚度越大，桩的承载力就越低。
