摘要：桩基检测技术在建筑工程中扮演着不可代替的角色，加强对建筑物桩基的检测，积极探讨桩基检测技术在建筑工程中的应用有助于保障建筑工程的质量和安全。本文结合克拉玛依石化工业园区对桩基检测的主要内容及方法进行了分析，希望对建筑领域技术人员产生积极作用。
关键词：桩基检测；高层建筑；运用
引言
在建筑工程的施工过程中，必须认识到桩基检测工作的基础性和保障性意义，加强桩基检测技术的应用研究，保证应用的科学性、可行性和系统性。
一、工程概况
本次锅炉房检测区分为1#锅炉房、2#锅炉房及3#锅炉房，其中1#锅炉房设计编号（GZZ2）：设计桩径800mm，设计桩长37.5m，工程桩为112根，试验检测桩3根，检测编号GZH01、GZH02、GZH03；2#锅炉房设计编号（GZZ1）：设计桩径800mm，设计桩长36.5m，工程桩为97根，试验检测桩3根，检测编号GZH04、GZH05、GZH06；3#锅炉房设计编号（GZZ3）：设计桩径800mm，设计桩长35.0m，工程桩为85根，试验检测桩2根，检测编号GZH07、GZH08；锅炉房工程桩总桩数为294根。设计要求单桩竖向承载力特征值为3600kN，桩身混凝土强度等级：C40，每一个试桩都由4根工程桩当做锚桩来给试验桩提供反力。当混凝土强度达到设计要求后，才允许进行灌注桩检测，本次灌注桩试桩检测期间，检测场地及周边无振动、地磁干扰等影响，场地满足检测环境要求。检测桩工程概况详见下表。
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二、试验目的与任务要求
根据设计要求，本次工程桩检测的目的是：采用低应变法检测桩身的缺陷及其位置，判定桩身完整性类别，判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。
本次工程桩检测的主要任务：
1、收集被检测工程桩岩土工程资料、工程桩设计和现场施工记录，了解施工工艺和施工过程中的异常情况，有针对性的进行检测；
2、根据设计要求采用低应法确定以完成的工程桩的桩身缺陷及完整性类别，对抽检桩身完整性所发现Ⅲ、Ⅳ类桩可根据实际情况采用静载荷试验、开挖等方法进行验证检测，为质量缺陷处理提供依据；
3、通过对以抽检工程桩单桩竖向抗压静载荷试验数据进行处理分析，判定场地工程桩的承载力是否达到设计要求的承载力。
三、工程桩检测的试验方法
本次工程桩检测中为保证各个试验工序相互交叉作业，合理安排各试验工序，使其各工序合理有序的进行，有效控制整个试验过程，试验流程见图：
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检测工作流程图
3.1低应变测试
低应变法用于检测灌注桩桩身缺陷及位置，判断桩身完整性类别。利用动测原理是以应力波和振动理论为基础，将桩视作一端自由一端弹性固结的一维弹性杆。当在桩顶施加一瞬间激振力时，桩身质点产生振动，应力波向下传播至桩底，并产生反射。若桩身存在波阻抗差异界面，亦即桩身存在缺陷也会产生反射，根据安置于桩顶的检波器接收的信号，分析反射波的初至、振幅、相位、频率等特征的变化，对桩身结构及混凝土质量作出判断。
本次低应变测试采用武汉中岩科技生产的RSM-PRT(T)智能型低应变仪，采用国际先进的数字集成技，其各项性能指标均达到或超过国际先进水平具有很高的可靠性，使检测数据精度高可靠性高。
本次低应变检测，严格依据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）执行。被检测桩均被凿去浮浆及破损部分，露出新鲜密实的混凝土；每根桩布置2～4个检测点，每个检测点记录的有效信号数均大于3。检测示意图如下：
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检测示意图
对于桩身的完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号的衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况进行综合判定，将桩基按质量划分为四类，见下表：
桩身完整性判定类别
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注：对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同基桩，因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致无桩底反射信号波，可按本场地同条件下其他桩实测信号判断桩身完整性类别。
3.2单桩竖向抗压静载试验
单桩竖向抗压静载试验用于检测单桩的竖向抗压承载力和变形参数。竖向静载试验设备由江苏徐州建筑工程研究所生产的JCQ-503D全自动高性能便携式静力载荷测试仪，该仪器采用荷载传感器，提高到荷载的测试精度、数字式位移传感器分别自动监测承压板的荷载和沉降，并通过流量控制器控制油泵进行自动加载、补载，保证加荷的平稳。在试验中可自动维持荷载、自动判稳，自动保存数据，并提高试验数据的精度和可靠性，减少人为的干预。本次静载试验装置采用锚桩与钢梁相结合系统，由一根主梁和两根次梁组成。
（1）、试验荷载装置
试验荷载装置拟采用锚桩反力及钢梁相结合系统：由一根主梁、两根次梁、四根锚桩、3台5000kN油压千斤顶组成，直接反力由四根锚桩提供。试验荷载由电动液压油泵通过3台5000kN油压千斤顶施加于试桩桩顶，荷载大小由荷载传感器通过JCQ-503D桩基静载荷测试分析系统控制，并通过精密压力表校核。锚桩及试验桩试验装置详见下图静载荷试验装置示意图。
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单桩竖向抗压静载试验装置示意图
（2）试验方法：
试桩试验依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002及《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003及设计要求进行，试验均采用慢速维持荷载法。
（3）沉降量测装置
采用工字钢作基准梁安放于基准桩上，基准桩采用1.5米长的φ50钢管打入地下不小于1米。基准桩与试桩和锚桩中心距均大于4倍桩直径。试桩的轴向位移采用四只量程为50mm、精度为0.01mm的调频式防水位移传感器，通过JCQ-503D桩基静载荷测试分析系统量测。同时在锚桩上安置一只量程为50mm、精度为0.01mm的调频式防水位移传感器，同样通过桩基静载荷测试分析系统对锚桩的上拔量进行量测。
（4）荷载分级、加卸荷顺序及测读时间
工程桩检测每级荷载增量均按最大试验荷载的1/10～1/15确定，即锅炉房钻孔灌注桩，设计要求承载力特征值3600kN，最大试验荷载为设计要求2倍7200kN，共分为10级；卸载量为加荷量的两倍，共分5～7级卸荷。
表3各试验桩的加卸荷顺序
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各试桩的测读时间
①、加载：每次加载测读时间为：5min、15min、30min、45min、60min，以后每隔30min测读一次，直至桩顶沉降量达到相对稳定标准，再进行下一级加载。
②卸载：每级卸载后测读1小时，按15min、30min、60min进行测读，即可卸下一级荷载。荷载卸至零时的测读时间为15min、30min、60min、维持时间3h。
（5)、终止加荷条件：
①某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。
注：当桩顶总的沉降能相对稳定且总的沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm。
②某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准。
③已达到设计要求的最大加载量。
④锚桩发生断裂破坏；当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。
⑤当荷载–沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。
四、检测结果
4.1低应变测试分析
依据设计要求本次1#-3#锅炉房钻孔灌注桩桩身完整性抽检数量为总桩数的100%，共计294根，通过对294根钻孔灌注桩进行低应变检测，根据所测波形特性，结合桩的砼设计强度等级要求，本工程钻孔灌注桩桩身结构完整性按四类划分，本试验无法确定缺陷的具体类型，可能的缺陷形式有离析、缩径、夹泥、裂缝、接缝等。
1）、采集信号重现性良好，数据准确可靠；
2）、桩基桩身结构完整或基本完整；
3）、桩基弹性波速正常；
4）、桩基质量为I类、II类。
通过对1#-3#锅炉房钻孔灌注桩桩身进行低应变检测共计294根，在进行低应变针对桩身缺陷及位置来判定桩身完整性类别的测试中，除施工桩号为12、19、33、41、65、68、74、153、161、163、165、169和锅炉副跨5、10、59、35、44、53、99、103、3_122、3_131、3_137为Ⅱ类桩，其余的均为Ⅰ类桩，其中Ⅰ类桩占到总桩数92%，Ⅱ类桩占到总桩数8%。
4.2单桩竖向抗压静载试验成果分析
检测试验依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002） 、《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）及设计说明等规定进行，单桩竖向抗压极限承载力Qu可按下列方法综合分析确定：
①、根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q～s曲线，取Q～s曲线发生明显陡降的起始点所对应的荷载为极限荷载；
②、根据沉降随时间变化的特征确定：取s～lgt曲线尾部出现明显下弯曲的前一级荷载为极限荷载；
③、据沉降量确定极限承载力：对于缓变型Q～s曲线一般可取s=40mm对应的荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩模量；对直径大于等于800mm的桩可取s=0.05D（D为桩端直径，大直径取低值，小直径取高值）所对应的荷载值。
注：当按上述四款判断桩的竖向抗压承载力未达到极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。
根据上述方法对已完检测的8根工程桩Q～s、s～lgt、s～lgQ曲线进行综合分析，单桩竖向抗压静载试验成果汇总见表4。
表4单桩竖向抗压静载试验成果汇总表
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GZH01：设计桩径800mm，设计桩长37.50m，混凝土强度等级为C40。根据试验曲线特征：Q~s曲线平缓，无明显陡降段，S~lgt曲线呈平缓规则排列，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降量9.99mm；经综合分析单桩竖向抗承载力特征值Ra=3600kN（对应沉降量3.60mm）。
GZH02：设计桩径800mm，设计桩长37.50m，混凝土强度等级为C40。根据试验曲线特征：Q~s曲线平缓，无明显陡降段，S~lgt曲线呈平缓规则排列，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降量12.90mm；经综合分析单桩竖向抗承载力特征值Ra=3600kN（对应沉降量4.57mm）。
GZH03：设计桩径800mm，设计桩长37.50m，混凝土强度等级为C40。根据试验曲线特征：Q~s曲线平缓，无明显陡降段，S~lgt曲线呈平缓规则排列，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降量15.39mm；经综合分析单桩竖向抗承载力特征值Ra=3600kN（对应沉降量4.46mm）。
GZH04：设计桩径800mm，设计桩长36.50m，混凝土强度等级为C40。根据试验曲线特征：Q~s曲线平缓，无明显陡降段，S~lgt曲线呈平缓规则排列，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降量8.93mm；经综合分析单桩竖向抗承载力特征值Ra=3600kN（对应沉降量2.77mm）。
GZH05：设计桩径800mm，设计桩长36.50m，混凝土强度等级为C40。根据试验曲线特征：Q~s曲线平缓，无明显陡降段，S~lgt曲线呈平缓规则排列，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降量9.77mm；经综合分析单桩竖向抗承载力特征值Ra=3600kN（对应沉降量3.42mm）。
GZH06：设计桩径800mm，设计桩长36.50m，混凝土强度等级为C40。根据试验曲线特征：Q~s曲线平缓，无明显陡降段，S~lgt曲线呈平缓规则排列，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降量8.11mm；经综合分析单桩竖向抗承载力特征值Ra=3600kN（对应沉降量2.73mm）。
GZH07：设计桩径800mm，设计桩长35.00m，混凝土强度等级为C40。根据试验曲线特征：Q~s曲线平缓，无明显陡降段，S~lgt曲线呈平缓规则排列，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降量10.73mm；经综合分析单桩竖向抗承载力特征值Ra=3600kN（对应沉降量3.45mm）。
GZH08：设计桩径800mm，设计桩长35.00m，混凝土强度等级为C40。根据试验曲线特征：Q~s曲线平缓，无明显陡降段，S~lgt曲线呈平缓规则排列，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降量11.50mm；经综合分析单桩竖向抗承载力特征值Ra=3600kN（对应沉降量3.76mm）。
根据以上现场检测的数据及成果，经综合分析，该拟建锅炉房承载力特征值Ra=3600kN，满足设计要求。
五、结论
本次锅炉房钻孔灌注桩工程桩检测，采用低应变针对桩身完整性测试294根桩，单桩竖向抗压静载试验8组，检测结果如下：
1、本次锅炉房钻孔灌注桩低应变检测共计294根；在进行低应变针对桩身完整性测试中，其中Ⅰ类桩占到总桩数92%，Ⅱ类桩占到总桩数8%。经综合分析桩身结构情况、应力波形、波速、施工工艺等因素，该检测场地钻孔灌注桩的桩身结构完整性满足设计要求。
2、通过对8根工程桩单桩竖向抗压静载试验数据及成果分析，当试验荷载加至7200kN时，达到设计要求的单桩承载力特征性的2倍，对应总的沉降为8.11mm～15.39mm；单桩承载力特征值Ra=3600kN (对应的沉降量为2.73～4.57mm)；承载力满足设计要求。
参考文献：
[1]钟伟全.桩基检测技术在高层建筑工程中的运用[J].住宅与房地产,2016(36):170.
[2]贾宇乐.桩基检测技术在建筑工程中的应用[J].建材与装饰,2016(39):53-54.