浅谈桩基低应变动测技术在公路工程中的应用

摘要：简要介绍低应变桩基检测中的技巧，对缺陷桩的判断以及对判断标准的建议

 

关键词：桩基低应变；动测；激振力；应变波；反射波；缺陷桩

　　前言
　　混凝土钻孔灌注桩是桥梁基础工程常用的形式之一，桩能将桥梁上部结构的荷载

传递到深层稳定的土层上去，从而大大减少基础沉降和不均匀沉降。多年工程实践证明，钻
孔灌注桩是极为有效、安全可靠的基础形式之一。但由于钻孔灌注桩是在地下或水下成孔、灌
注混凝土，加之成孔方法各异、地质条件的变化、混凝土浇注时间长短不等各因素影响，钻
孔灌注桩极易出现缺陷。常见的缺陷有缩径、扩径、短桩、断桩（夹泥）、浇注的混凝土离析及
桩顶部分混凝土密实性差等；嵌岩桩主要是由于清孔不彻底，孔底沉淀厚度超标，降低桩
基承载力。我们检测的钻孔灌注桩全部为摩擦桩，也存在不同程度的孔底沉淀回淤问题，影
响桩基承载力。虽然钻孔灌注桩的施工工艺不断改进，但钻孔灌注桩事故率仍达

2%左右，

为避免给工程留下隐患，高速公路桩基要求

100%进行检测。

　　采用静载试验方法对桩基进行检测受力条件比较接近实际，直观也易于被人们接

受，但试验时间长，设备苯重，试验费用高，已不能满足对大量桩基进行检测的需要。特别
是一些大直径长桩，由于受试验场地限制和承载力大而无法进行静载试验，就是进行了静
载试验，也因怕影响桩基使用效果，加载时不可能达到极限荷载，工程桩的性能只能进行
估计，且该法易使工程桩受损伤，而采用快速、简便、价廉的低应变检测方法可以满足施工
现场大量检测桩的需求。近年来我们使用荷兰

IFCO 公司生产的 IT-SYSTEM 型低应变测桩

仪在高速公路上进行了大量桩基检测工作，下面仅就检测中遇到的问题谈些粗浅看法。

　　桩基检测技巧
　　桩基动测技术在我国已是普遍用于对工程实体桩基的施工质量进行评判的成熟技

术。采用动测技术进行桩基检测对桩没有任何破坏，故又称为桩基无破损检测技术。我们于
1995 年 8 月购买一台荷兰 IFCO 公司生产的 IT-SYSTEM 型低应变测桩仪，并聘请了有丰富
测桩经验的技术人员组成检测部，开始承接桩基检测任务，分别于

1997 年和 1998 年取得

了河北省技术监督局和河北省建设委员会颁发的计量认证合格证书和资质认证合格证书。几
年来，我们分别在宣大高速公路、京秦高速公路、

110 国道等工程中共 5000 余棵桩进行施工

质量检测，积累了一些宝贵的检测经验。

　　

IT-SYSTEM 型桩基检测仪发射的反射波可以检验桩身混凝土的完整性，推判桩基

的缺陷类型和在桩身中的位置，对桩长进行校核，对桩身混凝土的强度等级进行估判。

　　

IT-SYSTEM 型桩基检测仪是由测桩仪（包括计算机处理系统和数据采集器）、接

收传感器（亦称检波器）和力锤组成。反射波法是通过对桩顶施加竖向激振力，产生的弹性
变形波沿桩身向下传播，在桩底、断桩或严重离析等部位存在明显阻抗界面及桩身缩径、扩
径部位产生反射波。经过检测仪器接收、放大和数据处理，识别来自桩身不同部位的反射波
信号，以此推判桩基完整性。检测到的应力波曲线为速度

-时间关系曲线。时间、波速、桩长之

间的关系，由下式表示：

△tb＝2L／Vp△tb—直达波与反射波时差；

　　

L—桩长；

　　

Vp—应力波在桩身中的波速 Vp＝√（E／ρ）

　　

E—混凝土杨氏弹性模量 ρ—混凝土密度当桩身存在缺陷或断桩时，各界面反射波

曲线变得复杂，认真分析波形并选出可靠的缺陷反射时间

△tb，从而得到缺陷部位距桩顶的

距离：

L′＝Vpm

△tb／2 Vpm─同一工地内多根己测合格桩桩身纵波速度的平均值；

　　

L′─缺陷部位距桩顶的距离。

　　在桩基检测前，首先，应收集有关桩基的一些设计施工资料，如工程地质资料、桩