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摘要：桩基础是承受上层建筑物荷载的主体，其质量状况直接关系到建筑结构的整体安全，因此，对桩基础进行质量检测是非常必要的。基桩质量检测的内容包括成桩质量检测、承载力检测两个方面，检测的方法较多，本文主要针对基桩自平衡检测法技术的应用进行简要分析。
关键词：基桩；自平衡；检测法；技术；应用
1低应变法及优缺点
低应变法是最常用的检测方法，主要是指反射波法，是利用小锤在桩顶施加几十至几百牛顿的竖向激振，产生应力波，该波沿桩身向下传播，遇到明显差异的波阻抗界面（如缩颈、夹泥、离析、断桩等缺陷）和桩底时，产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收反射信号，分析该反射信号的到达时间、幅值和波形特征，根据一维波动方程理论，可推断桩身的完整性、缺陷类型及缺陷位置。当波速一定时，也可核对桩长；当桩长已知时，可推断波速，从而对桩身混凝土强度等级做出估计。它可较精准地确定其短桩或者较低缺陷程度桩体的质量，可满足一般工程需求。对于较严重的浅部缺陷，低应变法检测桩身完整性的准确率较高。
优点：反射波法设备简便，方法快速，无损性，费用低，可大面积普检，是普检桩基质量的有力手段。
缺点：存在多解性，一种信号特征可能有多种解释，对多个缺陷检测能力差，检测深度能力有限，桩头平整度、锤击位置、锤头材质、脉冲宽度、击振能量等极易影响检测结果。受桩土刚度比大小的影响。有时预制桩的桩底反射不清楚，反射波形必须结合地质资料、成孔质量检测结果和施工记录等综合分析。
2自平衡法检测原理及检测
2.1检测原理
采用自平衡法检测基桩需要用到经过特殊设计的荷载箱，又称为千斤顶，制桩时将千斤顶与钢筋笼焊在一起埋入地下设计预定深度，然后浇灌混凝士成桩，待混凝土达到设计强度后，油泵加压于千斤顶，由千斤顶对桩的反作用力就可获得桩的承载力。另外，在沿试验桩上下各部位布置应变和位移测点，同时可获得桩竖直方向上的位移量及桩顶端到桩下各个深度的应变量。根据测量结果，还可以求出桩各部位的周围摩擦力与变位量的关系。
2.2自平衡测桩法特点
1）试验装置简单，能够节省采用荷载试验法所耗费的大量堆载材料与仪器装置，便于操作，可靠性高。
2）只需要占据较小的试验场地与空间。
3）可以分别测量试验桩的承载力和桩周围摩阻力值，并得到试桩在各应力阶段下呈现的荷载-位移曲线。
4）试验费用节省，尽管试验千斤顶为一次性使用，不回收，但与传统荷载试验法相比，根据荷载大小和地质条件的不同，其费用可节省30％~60％不等。
5）该方法适应性强，凡传统试桩法难以进行的试验，如水上试桩、基坑底试桩、斜桩、抗拔桩等，该方法均能进行。
2.3自平衡发测试时间和加载方式
当试桩自身的强度满足设计要求时，试桩的制成到检测的时间有如下规定：如果土质为砂土则需要大于10d，土质为粘性土或者粉土需要大于15d，土质是淤泥及淤泥质时则需要大于25d。国外在进行嵌岩桩试验时，在混凝土中加入早强剂，从浇筑混凝土到进行检测试验只用了4d时间。我国江苏南京市在建设世纪塔过程中，也在浇筑桩的混凝土里加入了早强剂，从浇筑混凝土制桩到检测试验结束只用了7d。
2.4需要注意的要点
试验所用到的自平衡荷载箱尺寸应该大于或者等于钢筋笼内径尺寸，如果小于钢筋笼内径尺寸，在换算试桩的检测数据时，会使得试桩承载力推定值出现较为严重的误差，影响基桩检测的结果可靠性。因此，制作好的自平衡荷载箱运至施工现场后，需要工作人员认真检查核对其标注各种尺寸数值、额定荷载值及其它关键性参数，只有检查确定荷载箱满足测桩要求的各项条件后，才可以进行输压管的焊接及安装位移棒，在平衡箱与钢筋笼焊接好后，还应检查焊接质量，在符合要求后，方可允许安装。检查完毕，应作好全部检查记录，需要在安装的时候拍照留样。自平衡荷载箱的安放部位需要基桩底部平整，如果荷载箱底部凹凸不平，会造成荷载箱向下产生较大位移，使得荷载箱施加在桩上的阻力不平衡，导致检测数据不准确。因此，安装荷载箱之前，需要在桩底浇筑一层与桩身混凝土强度相同的垫层，在垫层混凝土初凝之前，将荷载箱水平放置于垫层上，再次检查荷载箱是否满足安装规范，然后完成桩身混凝土浇注。
3自平衡试桩法与静压法在载荷传递方面的区别
3.1传播规律
自平衡试桩法和传统的静载法最大的区别在于桩的荷载传递机理不同。传统的静载法荷载作用在桩顶，符合桩实际工作状态，静载试验只考虑单桩情况。自平衡荷载作用在荷载箱处，分别考虑的是桩的上下2部分。
静载试桩侧摩阻力方向与自平衡法中桩的上段位移方向正好相反，如果桩身位移越大使得桩周土体会越发松散，降低了自平衡法桩上段桩侧土体抵抗荷载能力。这种侧摩阻力性质上是负摩阻力，在计算极限承载力的时候需要将负摩阻力换算为正摩阻力。
3.2基桩周围土应力的状态差别
往常的静压法，压荷载作用于桩身，桩身受到压缩作用力，使得桩周边的土体密度变大，提升了桩侧摩阻力值。
目前的自平衡检测法，桩的上段荷载施压于桩底，桩周围的土层会因为桩身的向上移动同步上升，桩的上段没有土层覆盖，没有载荷施加，所以桩周围的土体处于松弛状态，降低了桩侧摩阻力（图2）。
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图1自平衡试桩法和传统的静载法应力状态分析
3.3桩身受力情况的异同
传统静载试验，荷载作用向下，桩身产生向下的位移，桩周土体同时向下移动，使得桩周土体变得密实，桩顶土体可能出现下陷现象。桩身处于受压状态，桩身截面变粗，从而侧摩阻力有变大的趋向。自平衡法，由于段桩中荷载作用发生在桩底部并且方向朝上，导致桩身会向上进行位移，同时上移的还有桩周土，桩侧上部的土体既没有覆盖的土层也无其他荷载，因此随着桩身位移的增大，桩侧上部以及桩侧下部的土层松散程度越来越强，在土层刚度不足的情况下可能会有桩顶隆起的情况，桩身上部的桩侧摩阻力会越来越小。在桩底受力点位置，由于径向应力出现土拱，增大了下部土层的摩擦力。
3.4桩身截面位移的区别
桩身变形的问题导致自平衡上段桩的截面位移很大区别于传统静载试桩，由于加载点位置的桩身变形大，因此在此处截面位移是最大值，而距离加载点越远的位置其桩身压缩变形就会越小，从而截面位移与离加载点的位置同步减小。因为传统试桩与自平衡上段桩的加载点位置有所差异，所以它们的截面位移曲线在规律上呈反比。
3.5桩端破坏形式的区别
传统静载试桩，荷载较小时，桩侧摩阻力会承担其荷载，且桩身轴力从桩底至桩顶呈递增趋势。在荷载逐步增大的情况下，当桩侧摩阻力的承载力达到极限时，进而增加的荷载将由桩端土层全部承担，在位移逐步增大的情况下，桩端土层在被压缩时变形程度更大，导致桩端阻力到达极限，承载能力在单桩体现上极速下降。
自平衡试桩法，桩土截面的剪切破坏是自平衡法上段桩破坏的主要原因。因为位移的发生桩周土体和桩身是同步的，因此桩土体在位移较大时会被破坏，土层在桩顶周围隆起，导致试桩没有承载能力。桩身上部土层出现松弛，剪应力在桩土作用界面会相应降低，桩身上部的桩侧摩阻力出现衰减。
4结束语
综上所述，桩基检测技术是一门科学、系统、完整的综合性应用技术，而在对桩基进行准确测量时，需要综合考虑实际情况及外部环境，然后选择与之相匹配的检测方法，并使各种方法之间能够相互配合、补充，取长补短，确保基桩检测的准确性。随着科学技术的不断完善，基桩钻芯检测钻孔成像技术、基桩静载试验自动采集及在线传输等技术将越来越成熟。
参考文献：
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