1.1桩施工质量的概念
本文讨论时将支护桩和基桩统一称为基桩。文献[3]第9章为桩基工程质量检查和验收，该章表述了桩基工程施工质量检查和验收的要求，但未能完全表达清楚桩基施工质量检验和桩身完整性的内涵。文献[3]中的9.4.2条为强制性条文，其规定为“工程桩应进行承载力和桩身质量检验”，在9.4.5条中指出桩身质量还包括对桩身混凝土强度的认定。
1.2桩身完整性的概念
文献[4]中3.1.1条为强制性条文，其规定为“工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测”，本文仅对桩身完整性进行讨论，而不讨论单桩承载力检验。文献[4]中对桩身完整性的定义为反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合定性指标；对桩身缺陷的定义为：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身结构强度和耐久性的降低的桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥（杂物）、空洞、蜂窝、松散等现象的统称。从桩身完整性和桩身缺陷的定义可见：桩身完整性是一个综合性指标，且为定性指标，而非定量指标，表征了桩身质量的特定属性，由于其是定性指标，对桩身完整性的判定可能有一定人为影响因素，即对同一根基桩桩身完整性的判定类别会因人而异。按文献[4]对桩身完整性的定义理解，在极端情况下，桩体全部由相同浮浆组成，其桩身完整也可判定为Ⅰ类桩；此外，桩身缺陷的表述也是一个定性指标，在现有技术手段条件下难以完全量化表达。以上分析可知：桩身完整性不包括桩身混凝土强度等级、钢筋配置、钢筋混凝土保护层厚度、基桩位置、沉渣厚度及桩底岩土体的性能等指标，换言之，桩身完整性只表达了基桩施工质量的某些特性，其合格判定不能说明基桩施工质量合格。
2基桩桩身完整性检测方法探讨
文献[4]中对桩身完整性的检测给出了3种方法：低应变法、钻芯法和声波透射法。3种非破损、局部破损检测方法各有特点，检测费用也有较大差异。对人工挖孔混凝土灌注桩上述3种检测方法均可，处于节约检测费用的考虑，人工挖孔混凝土灌注桩采用低应变法检测桩身完整性的较多，但由于重庆地区人工挖孔混凝土灌注桩多为嵌岩桩，该检测法本身就有先天不足，对于短桩（长径比小于5）采用低应变法检测，检测数据难以反映桩头缺陷。由于各种技术的、非技术的原因，当前旋挖钻孔混凝土灌注桩在重庆地区使用较多，出现的基桩施工质量问题也较多，为此，重庆市城乡建设委员会组织有关单位编制了《旋挖成孔灌注桩工程技术规程》DBJ50-1560-2012[5]，该规程规定旋挖钻孔灌注桩只能采用钻芯法和声波透射法检测桩身完整性，初始检测时推荐采用声波透射法进行全数检测，有关职能部门要求对旋挖成孔灌注桩在第一家检测机构对桩身完整性检测的基础上，由第二家检测机构抽测总桩数的15%进行复检，复检方法可采用钻芯法或声波透射法，上述要求在确保旋挖成孔灌注桩桩身完整性检测的真实性及保证基桩施工质量实践中证明是非常有效的。旋挖成孔灌注桩桩身完整性复检方法本文推荐钻芯法，而非声波透射法。理由如下：有资质的检测机构采用声波透射法（且用相同的检测设备）按国家、行业和地方现有专业检测规范，对同一根基桩其检测结果一般差别不大。钻芯法检测基桩不仅能反映桩身完整性，还可反映桩身混凝土实际强度，文献[4]中7.6.4条给出了钻芯法检测桩身完整性的判别标准，而7.6.5条却给出的是基桩成桩质量的评价标准，2个条款规定的本质有所差别，即桩身完整性即使是Ⅰ类桩，也不表明该桩成桩质量合格。在采用钻芯法检测桩身完整性及成桩质量时应注意以下问题。（1）抽样和复检抽样数量的选择。抽样数量选择的原则是成本与质量平衡的综合结果，文献[4]规定为10%，重庆地区规定是15%；当发现抽检基桩中部分基桩存在不合格问题时，对未采用本方法检测的基桩，其质量如何按批评定？文献[4]中无具体规定；可能的解决方法是在未检测样本中再复检，复检应抽样数量的选择原则为：首先可按国家现行有关规范[1，8]进行复检抽样，其次也可按基桩完整性检测方案约定的复检方法进行复检。（2）钻芯位置的选择。文献[4]对钻芯法检测基桩完整性的钻孔数量和钻孔位置在其7.3.1中有明确规定，一般情况下应严格执行。但对扩底桩检测可能存在一定问题，例如，某人工挖孔扩底混凝土灌注桩采用声波透射法检测因桩底缺陷判定为Ⅲ桩，采用钻芯法在桩中心附近钻芯检测判定为Ⅱ桩，开挖检查扩孔部分混凝土为松散骨料，因此，判定该桩为Ⅳ桩，并采取了相应处理措施。（3）钻具的选择。文献[4]要求采用单动双管钻具，钻头选择适当的金刚石钻头。实际现场检测钻孔时，钻具不符合要求造成检测结果失真。如某工程基础为旋挖成孔灌注桩，钻芯最初未采用单动双管钻具，所钻芯样均为松散混凝土骨料，而后用500mm直径旋挖钻筒钻取混凝土芯样，所钻500mm直径芯样完整，随后钻芯改为单动双管钻具，各基桩检测芯样均完整，未出现芯样只有混凝土骨料情况。（4）沉渣厚度的检测。成桩后桩底沉渣厚度的检测一直较为困难，但对端承桩而言，沉渣厚度的大小直接影响基桩承载力，对此文献[3]有专门说明，实际现场操作时沉渣厚度检测应按文献[4]中7.3.6条的规定执行。(5)同孔位、相同或不同位置高度的混凝土芯样特征的判读和认知问题。通常认为钻芯法检测基桩桩身完整性和判定桩身完整性比低应变法和声波透射法要严，特别是钻孔数为1孔时情况更是如此，加之文献[4]中用表7.6.4判类表达与该条条文说明有一定出入，因此，Ⅱ、Ⅲ类桩的判定人为因素可能性较大；出现基桩完整性判类差异也与钻具关系较大，如某工程旋挖成孔灌注桩完整性检测时，因钻头选择欠佳，混凝土钻芯芯样外表面较粗糙，后改进钻头后此现象基本消失，但最初基桩完整性检测的结果多判为Ⅱ类桩，而后面检测的基桩则判为Ⅰ类桩。（6）芯样取芯率问题。目前部分检测技术人员使用芯样取芯率来判别基桩桩身完整性，这种思路在地标《旋挖成孔灌注桩工程技术规程》DBJ50-156-2012[5]附录B得到反映，但行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003[4]未做出类似规定。在具体实践中应根据检测现场钻具等实际情况，合理使用相应规范判定基桩桩身完整性。（7）芯样有效的问题。芯样有效性的问题实质上是检测机构检测人员工作态度问题。当前钻芯法检测基桩桩身完整性多数情况由钻桩队伍完成，在现场检测人员不到位的情况下钻桩队伍有可能提供假芯样，这会造成如下后果：完整性合格桩可能判为不合格，完整性不合格桩可能判为合格；桩底沉渣厚度无法判定；桩身长度判定不准确，桩底岩样不真实。上述问题应引起检测机构等单位的高度重视，否则将会出现虚假报告。
3基桩检测实例分析
实例1：某混凝土框架结构厂房工程，基础采用人工挖孔灌注桩基础，基桩坐落在抛填土地基上，抛填土最大厚度为20m左右，厂房验收合格后拟交付使用。厂房闲置期间发现局部混凝土框架梁开裂严重，业主委托某检测中心对梁裂缝进行检测，并提出处理建议。工程技术人员现场检测时，发现一层局部填充墙有斜裂缝，开挖探坑发现开裂梁段柱下地梁也存在斜裂缝，为此，查阅基桩检测报告及有关竣工验收资料，发现某检测机构出具的基桩完整性检测报告反映该厂房基桩为全数检测，检测结果均为合格桩。随后某检测中心要求委托方对基桩进行开挖检测，检测中心工程技术人员根据现场情况初步拟选了3根基桩进行开挖检测，3根基桩均为抛填土最深位置，3根基桩开挖深度均为9m左右时，其中1根桩桩长只有8m，坐落在抛填土上；1根桩在距桩头4m处桩身断裂，裂缝宽度20mm，从裂缝处观察及检测，下部基桩混凝土无配筋；1根桩经施工单位自查获知基桩未嵌岩。该实例说明，检测机构及相关单位应严格按国家现行有关法律、法规和标准严把施工质量关，杜绝虚假检测报告，否则害人害己。实例2：某住宅小区4栋底框砖混住宅楼，基础采用旋挖成孔灌注桩。第1家检测机构采用声波透射法对旋挖成孔灌注桩桩身完整性进行全数检测，第2家检测机构采用钻芯法对旋挖成孔灌注桩桩身完整性进行复检。其中4号楼共有75根旋挖成孔灌注桩，钻芯法抽样检测桩身完整性的桩数为12根，其中包括第1家检测机构判断的2根Ⅳ桩，结果为1根桩桩身完整性判定为合格，但沉渣厚度为300mm超过规范[3]允许值，1根桩桩身完整性判定为Ⅱ桩，且沉渣厚度未超过规范[3]允许值。钻芯法检测12根基桩结果为：Ⅰ类桩有7根，Ⅱ类桩有4根，Ⅲ类桩有1根，无Ⅳ类桩；其中4根桩桩头存在浮浆，3根桩桩底沉渣厚度超过50mm。上述实例说明，基桩桩身完整性和其施工质量是两个既有联系但也非完全相同的两个概念。因此，委托检测项目和要求有所差别；其次实例表明声波透射法对旋挖成孔灌注桩的浮浆识别可能存在漏判的情况，当沉渣厚度在100mm左右时声波透射法识别桩底沉渣问题也可能存在误判的情况。
4结语
1.1静力负载检测法
直接在桩基上逐级施加各种不同的负载，观察桩基在负载下的位移情况，通过计算得出桩基的承载力水平，以此评价桩基的质量。一般多采用锚桩法，地锚法和孔底预压法来进行静力负载测量。
1.2超声波脉冲检测法
超声波脉冲检测法是从混凝土检测中引申出来的检测方法。基本原理是在桩基混凝土灌注长度方向上，安设一些专门的测量仪器以及管道，配备好超声波接收装置以及能量转换装置，测量过程中，超声波探头在管道中移动，通过仪器可以收集到不同深度下桩基横截面灌注混凝土的部分性质参数，然后按照超声波测量原理分析桩基的整体质量水平。
1.3钻芯检测法
钻芯检测法一般用于直径比较大的钻孔灌注桩基的检测。在桩身上用地质钻机在长度方向上取样，对样品进行检测，并通过一定的计算方法来拟合整个桩基的质量。钻芯检测法可以检测桩基的基本长度，检测灌注混凝土的物理强度，桩底的基本沉渣情况，分辨桩体岩石的性状，并且可以观察桩体的基本完整程度。钻芯检测法的弊端主要在于消耗设备较多，周期长，如果采样密度设置不合理，可能导致大量的资金浪费，所以一般抽查密度为总桩基数量的5%左右。
1.4其他方法
除了以上三种外，使用比较常见的就是射线检测法。射线检测法主要利用了放射性同位素的一些物理性质，通过不同混凝土条件下的辐射吸收量以及辐射散射等，判断被辐射混凝土是否存在缺陷，存在何种缺陷。该方法需要选择合适的放射性同位素作为放射源，使用放射性射线接收设备来检测射线穿过混凝土的各项参数，以此来判断桩基的质量。
2建筑工程中桩基检测主要存在的问题
2.1施工工艺以及技术方面存在的问题
桩基检测过程中，检测数据应当能够直接反映出桩基性能如何，而在一些测量过程中，对于检测变量的控制不足，导致部分数据受到多个质量因素的影响，而无法直接的反映质量问题，或者对于质量问题的描述有偏差。技术上在使用低应变检测法时，采集曲线一致性差，锤重和落距的选择不够精准，锤击力不足，在分析时选择的参数不合理，这些也都导致了桩基检测时质量描述出现误差。桩基检测过程中，检测数据应当能够直接反映出桩基性能如何，而在一些测量过程中，对于检测变量的控制不足，导致部分数据受到多个质量因素的影响，而无法直接的反映质量问题，或者对于质量问题的描述有偏差。
2.2施工条件以及环境方面存在的问题
很多建筑工程在桩基检测后，报告内容不是很规范，不能反映出全部的问题，技术水平和基本结论可用性较差，不具有权威性和规范性。很多建筑工程中图方便，虽然做了相关的检测工作，但是检测内容都有所不同，检测工作的执行也缺少规范的约束，一些重要的观测标准和设备精度，都极大的影响了最终的数据。而且在测量过程中，因为外部因素的影响需要重新测量，原有的记录随便修改，导致测量工作误差比较大。检测单位的专业技术水平很难保证，检测工作的效果也受到影响，很多检测单位因为检测报告撰写不够完整，使得失去法律效率，不具有检测资料的指导性，对工程质量的评估影响较大。
3解决策略的研究
3.1在静力负荷检测过程中
适当的改进平台结构，提高检测平台的稳定性，适当降低平台与桩基周边的接触面积，使应力满足测量需求，确保平台测量过程中不会因为平台的状态影响最终的测量数据。
3.2周期负载的频率与负载作用时间需要一定的协调
较低的频率作用较长的时间，能够更好的拟合实际状态，确保桩基土层性能与静止状态一直。同时，还可以采用试桩法，动静结合进行周期负载的测量更为准确。
3.3政府部门主要加强对桩基测量工作的监督
制定相关的规定以法律条文，让建筑工程能够按照一定的行为规范进行检测，确保桩基检测工作能够更加全面。如果检测工作与实际验收条件不符，应当不予验收，在确定完全合格后才能批准后续的工作，这样才能保证桩基检测工作的统一性和规范性，严格保证建筑工程的整体质量。
3.4提高检测单位的专业技术水平
在传统桩基检测方法应用的基础上，不断研究新的测量方法，提高测量精度和效率，同时引进先进的测量仪器，定期组织测量人员的技术培训，保证上岗人员都具有相应的检测工作资格，能够按照行业规范以及技术要求进行测量，保证测量结果的准确性和有效性。
4结语
1.1桩基成孔质量检测
在建筑工程桩基础施工过程中，其成孔质量会直接影响混凝土灌注桩的质量。当成孔直径低于标准值时，会直接影响桩基的承载能力，如果成功直径高于标准值，则有可能造成桩基上部阻力增加而限制桩基承载能力的充分发挥。如果桩孔位置出现偏差，则会在一定程度上影响桩基承载力的发挥。因此，桩基成孔的大小与桩基的质量有直接的关系，对成孔质量和大小产生影响的因素主要包括成孔的位置、深度、垂直度等因素，这些因素也是成孔质量检测过程中检测的主要内容。
1.2桩基承载力检测
桩基承载力对整体建筑结构的稳定性有极大的影响，因此做好桩基承载力的检测对保证整个建筑工程的质量具有重要意义。
1.2.1静荷载试验法
静荷载试验法主要是对桩基的静荷载进行检测，检测主要采用横向静荷载测试和纵向静荷载测试两种方法，在实际工程中对桩基进行检测时，普遍使用纵向静荷载测试对桩基进行检测。静荷载试验法通常是用来检测工程试桩的承载力，但是由于工程试桩不能进行破坏性试样，而导致检测的结果准确度不是很高。
1.2.2高应变动测法
高应变动测法主要是通过重锤的方式对桩基顶部进行桩基试验，当重锤时，会产生较大的瞬时冲击力，这个冲击力可能会导致桩身发生塑性变形，然后通过桩基的变形速度和曲线进行测量，可以获得相关的参考数据，然后分析桩基在接近极限阶段时的工作性能，以获得相关的质量检测数据，以此来计算出桩身的承载能力。
1.3桩基完整性检测
通过桩基完整性检测，能够提前发现存在问题的桩基，以便采取措施进行处理，保证工程的质量。
1.3.1低应变动测法
低应变动测法通过使桩顶承受激振力量使桩身产生形变，同时还会引发桩体周围土体发生小幅度颤动，这时通过利用仪表对桩顶的震动速率进行记录，然后对记录结果进行分析，进而得到桩身完整性相关的数据，并以此数据来判断桩身的完整性。
1.3.2声波透射法
声波透射法是通过利用超声波在混凝土中传播时的声学参数来对混凝土的连续性及断层、蜂窝等缺陷的位置、大小进行分析的一种方法。该方法中主要利用的参数包括超声波传输的速度、频率、振幅及波形。
2工程实例
本文选择某地的一栋高楼为作为研究对象，该建筑檐高39.5，建筑面积9884.2m2，建筑整体采用框剪结构。该建筑的基础设计采用了钢筋混凝土灌注桩承台基础，灌注桩数量达到240根，灌注桩直径为600mm，有效桩长25.5m。本次研究主要采用单桩静荷载试验法及低应变反射波法作为桩基的检测方法。
2.1单桩静荷载试验检测
2.1.1选择试验方法
该测试中选择静荷载试验检测作为桩基的检测方法，主要使用一个采用钢槽及锚桩组成的法力系统，并用液压泵对桩顶施加纵向压力作为测试数据。在施压的过程中，利用千斤顶进行配合，不断增加其荷载，同时在千斤顶上安装一个荷载传感器，对千斤顶产生的荷载进行记录。如果桩身发生形变或沉降，传感器能及时对该变化进行记录，以记录的结果作为实验的数据。
2.1.2分级加载
本次试验过程中，分为10个等级对桩身进行加载，每个等级所增加的荷载需保持相同，本试验中每次所增加的荷载值为220KN/m 。
2.1.3形变观测
在每级加载完成后，分别间隔5分钟对桩身的变形进行以此记录，然后每隔30分钟对桩身的数据进行测量并记录，当数据变化趋于平稳时停止观测。
2.1.4沉降标准
针对每隔一小时沉降在0.1mm以内，且连续出现两次时，说明桩基的沉降已经趋于稳定，这时可以进行下一级的荷载测试。
2.1.5终止加载条件
当桩身在荷载作用下的沉降值与上级荷载的沉降值差异达到5倍以上时；或者桩基在荷载作用下与上级荷载的沉降值差异达到两倍且桩基经过24小时的加载试验，其沉降仍未达到规定值时，针对上述两种情况应立即停止对桩基进行加载试验。
2.1.6检测结果分析
本次检测中使用的是钻孔灌注桩，进行了三组静荷载的试验，符合随机抽检原则检测比例满足规程要求。
2.2低应变检测
在桩身顶端安装一个传感器，在对桩基进行重锤的过程中，桩基动测仪会产生一定的加速信号，这时可以通过传感器采集桩基的相关数据并显示出来。针对本工程，本次测试的桩基检测数量为48根，检测的数量及比例符合桩基检测规范的要求。对低应变实测所得曲线进行分析，当波速在3700-4000m/s时，波形比较规则，桩底能对超声波进行清晰的反射，测试出桩身并未出现大的缺陷。
北海市嘉顺房地产开发有限公司，拟于北海市体育路与广东路交汇之西南侧，兴建嘉顺金城华府三期9#、10#、11#楼。地基基础采用CFG桩进行加固，桩径500mm，有效桩长12．5m，正三角形布桩，桩中心距1．50m，桩端持力层为黏土，共1258根;设计要求加固后的复合地基承载力特征值≥650kPa，单桩竖向抗压承载力特征值为950kN。工程地质条件情况:场地土层结构复杂;填土:棕红色、松散、稍湿;揭露层厚:0．2～4．8m;表土:灰黑色，松散，稍湿;含黏性土中砂:棕红色、松散、稍湿;揭露层厚:0．8～5．8m;承载力特征值:150kPa;含黏性土砾砂:棕黄色，稍密为主、稍湿;揭露层厚:0．5～6．3m;承载力特征值:220kPa;桩极限端阻力标准值:43kPa;黏土:灰白色、饱和;揭露层厚:0．5～7．9m;承载力特征值:260kPa;桩极限端阻力标准值:53kPa;中粗砂:灰白色，饱和;揭露层厚:0．8～23．0m;承载力特征值:300kPa;桩极限端阻力标准值:80kPa。
2单桩承载力检测仪器设备
JCQ503A静力载荷测试仪1套，设备型号/规格:(仪)JCQ503A/(传)500t;QF－500T双油路千斤顶1个;MFX－50位移传感器4只(测量范围:0～50mm);准确度等级:4等;FD－P204掌上动测仪1套，设备型号/规格:(仪)FD－P204/(传)EG－107。
3单桩承载力检测及试验方法
3．1单桩竖向抗压静载试验现场检测
本次试验采用压重平台反力装置。用JCQ503A静力载荷测试仪直接测试荷载值，与之同时，利用位移传感器读取各级荷载下的沉降与反弹数据。依据规范，当出现下列情况之一时，可终止加载。
1)当荷载———沉降(Q－s)曲线上能够判定已出现了承载力的徒降段时，还要判断桩顶总沉降量是否超过40mm。
2)在具体操作中，如果发现Δsn+1Δsn≥2经24h沉降还没有稳定下来时。
3)发现桩身已经被破坏的情况，且桩顶变形在急剧增大。
4)桩长超过25m、Q－s曲线出现呈缓变形、桩顶总沉降量大于60～80mm时。5)验收检验时，最大加载量不应小于设计单桩承载力特征值的2倍。
3．2复合地基载荷试验现场检测
本次试验采用慢速维持荷载法，采用压重平台反力装置。采用JCQ503A静力载荷测试仪直接读取加载值。与之同时，利用位移传感器读取各级荷载下的沉降与反弹数据。据中国建筑科学研究院提供的《9#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》《10#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》《11#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》，这里拟采用边长1．40m×1．40m的方形承压板(面积为1．96m2)、为检测单桩复合地基承载力特征值能否达到650kPa，最大荷载应加至650kPa×2×1．96m2≈2550kN。在进行复合地基载荷试验时，如果出现下列现象之一时，便可以终止试验。
1)当沉降急剧增大时，周围呈现明显的隆起，而且土被挤出。
2)要查看承压板的累计数值，如果其沉降量已大于其宽度或直径的6%。3)在具体操作中，如果不能达到极限荷载，按照设计要求，其最大加载压力已大于预定压力值的2倍，便可以终止试验。
3．3主要用于桩身完整性检测的低应变反射波法用激振锤敲击桩顶，由质点振动产生应力波沿桩身，以波速向下传播，应力波通过桩身阻抗变化界面时，如缩径、扩径、离析、夹泥等。一部分应力波反射向上传播，另一部分应力波产生透射向下传播至桩底，在桩底处又产生反射。在被测桩顶上安装传感器接受反射信号，通过桩基检测仪将反射信号放大，A/D转换，接口电路送入计算机显示得到时程曲线，根据入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等形态特征判断阻抗变化位置，校核桩长、缺陷性质等，结合工程地质条件和施工实际情况，综合评定桩身完整性。
4单桩承载力检测试验结果分析
4.1单桩竖向抗压极限承载力的确定应符合下列规定
1)要作荷载———沉降(Q～s)曲线，以及其他辅助分析的曲线。
2)在曲线陡降出现时，要注意取相应于陡降段起始点的荷载值。
3)操作中出现“Δsn+1Δsn≥2，且经24h沉降还没有稳定的情况，需要取前一级荷载值。
4)要注意Q～s曲线出现变型时，需要取桩顶总沉降量s为40mm所对应的荷载值。
4.2复合地基承载力特征值的确定应符合下列规定
1)如果压力———沉降曲线上极限荷载能确定，但荷载值不小于对应比例界限的2倍时，要取比例界限;如果荷载值小于对应比例界限的2倍时，需要取极限荷载的一半;
2)如果压力———沉降曲线是平缓的光滑曲线时，需要按照相对变形值进行确定:对水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0．008所对应的压力。需要注意的是，按照相对变形值确定的承载力特征值，不能大于最大加载压力的一半。
3)如果满足极差不超过平均值的30%，这时可以取平均值作为复合地基承载力特征值，而且试验点要设计3个以上。
4.3低应变检测结果分析
从桩身完整性检测分类表中不难看出，Ⅰ、Ⅱ类桩可以满足工程正常使用，Ⅳ类桩不能正常使用，须进行工程处理，Ⅲ类桩或检测中不能明确完整性类别的桩可否使用，建议设计部门根据实际情况综合考虑作出适当决定。
5结论
5．1单桩复合地基静载试验结果
本次对9#楼3个点、10#楼4个点、11#楼4个点复合地基载荷试验，根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79－2012)相关规定，按压力～沉降曲线确定的各检测点的承载力特征值。根据相关数据可知9#楼3个点、10#楼4个点、11#楼4个点被测点的复合地基承载力特征值均满足设计要求，即9#楼、10#楼、11#楼复合地基承载力特征值≥650kPa。
5．2单桩竖向抗压静载试验结果
本工程9#楼、10#楼、11#楼各选取1根桩进行单桩竖向抗压静载试验，试验结果可知，本次静荷载试验3根桩，在最大加载量时，实测沉降值为27．33mm、10．93mm、10．69mm，小于允许沉降值;另外，Q～S曲线无明显陡降段，S～lgt曲线平缓规则，被测桩均可以满足单桩承载力950kN的设计要求。
5．3低应变检测结果
关键词：公路桥梁；桩基检测技术；应用；探讨
中图分类号：U448.14文献标识码： A 文章编号：
随着我国经济建设的快速发展，公路建设也得到了较快发展。公路桥梁作为公路建设的重要工程项目，对公路建设事业的发展有重要影响。桩基工程是公路桥梁的重要组成部分，其施工质量对公路桥梁的整体承载力和使用性能有重要作用。我国地质条件复杂，桩基工程除因受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性外，桩的施工还具有高度的隐蔽性，更容易存在质量隐患。因此，这就需要提高桩基工程检测工作的质量，才能真正保证桩基工程的安全与质量。本文就桩基工程检测技术进行了简要分析。
一、公路桥梁桩基检测概述
公路桥梁桩基主要可以分成以下几种：根据施工方法可以分成冲击成孔桩、螺旋成孔桩、沉管成孔桩、人工挖孔桩等。根据直径大小可以分为小直径、中等直径、大直径桩。公路桥梁一般是大直径桩。根据竖向受荷情况可分为抗拔桩和抗压桩等。根据水平受荷情况可分为被动桩和主动桩等。
基桩的承载力和完整性检测是基桩质量检测中的两项重要内容。根据检测目的和任务充分考虑各种方法的适用条件和局限性，结合场地工程地质条件、施工工艺及工程重要性等状况，选定多种检测方法进行检测，以保证检测结论的可靠性。
在桩基检测方法上，可以分成静载荷试验法、声波透射法、动力测桩法、孔内摄像、钻孔取芯法等检测方法。其中，静载荷试验可采用锚桩法、地锚法、堆载平台法、堆载和锚桩联合方法。动力测桩法主要可分为低应变动测法和高应变动测法。
二、公路桥梁桩基检测方法应用与探讨
在公路桥梁桩基检测中，常用的检测方法有以下几种：
（一）静载荷试验法
在桩基工程中，确定单桩的竖向承载力非常重要。静载荷试验方法既是检测单桩承载力最传统的方法，也是目前最直观、最可靠的方法，判定某种动载检验方法是否成熟，均以此试验结果的对比误差大小为依据。静载荷试验法通过对桩顶施加荷载的过程，了解在这一过程中桩土间的变化情况，再通过Q-S曲线得出单桩的竖向承载力，判断桩基施工的质量。惯用的静载荷试验方法是维持荷载法，而维持荷载法又可分为快速维持荷载法和慢速维持荷载法，在公路桥梁桩基工程检测中，一般采用的是慢速维持荷载法。
（二）低应变动测法
低应变动测法是目前国内外使用最广泛的一种基桩无损检测方法，主要用于检测桩基的完整性，一般是在桩顶施加低能量冲击荷载，通过安装在桩顶处的传感器来收集桩中应力波信号，以应力波理论来分析桩土体系的频率信号和实测速度信号，判断桩身的完整性。该检测方法的优点在于检测覆盖面广、速度快、检测费用较低，并得出桩基础中所有基桩整体施工质量的粗略估计。
由于受桩长、桩型、地质条件、击振方式等等因素的影响，往往测不到桩底反射或正确判断桩底反射位置，从而无法评价整根桩的完整性。另外，低应变动测法是一门实用性很强的技术，检测结果分析判定的准确性与操作人员的技术水平和实践经验有很大关系，因此对该方法寄予过高的期望是不合适的，实际检测中得到的各种曲线很复杂，除了平时要多积累经验外，还要对桩的施工记录、地质勘察资料进行充分的了解，有疑问时有必要采用静载试验验证或其它检测方法进行比对，以确保检测结果的真实性。
（三）高应变动测法
高应变动检测技术于上个世纪八十年代引入我国，在九十年代初，我国也相继出现了类似的计算机软件。近年来，在公路桥梁桩基工程中也常常采用这种方法，通过在桩顶施加高能量冲击荷载，实测力和速度信号，运用波动理论反演来推算被检桩的完整性及轴向抗压极限承载力。高应变检测桩身完整性的可靠性比低应变法高，只是在带有普查性的完整性检测中应用尚有一定困难。目前，在工程界采用最多的高应变试桩法主要有曲线拟合法和阻力系数法。高应变动测法在确定单桩的承载力方面具有明显优势，不需要静载试验中的堆载物或者锚桩，费用低、时间短且效率高，还能够进行大吨位的桩基检测，逐步取代了静载荷试验方法，成为桩基工程验收的重要手段。
高应变动测法不仅能够确定桩基承载力的大小，还能够反映出桩土阻力分布、桩身完整程度等信息。但是由于这种检测方法不但计算程序比较复杂，而且在现场测试中的桩头处理、锤击设备选择、传感器的安装等众多因素都影响检测精度，因而在公路桥梁桩基检测中的应用受到限制。但高应变动测法对于桩基设计和其他的检测方法均具有借鉴作用。
（四）声波透射法
声波透射法指的是在桩内预埋若干根平行于桩的纵轴的声测管，将超声探头通过声测管直接伸入桩身混凝土内部进行逐点逐段探测。其基本原理与上部结构构件的超声探伤原理相同，即根据超声脉冲穿透被测混凝土时的声速、波幅等参数的变化反映是否存在缺陷，并评价混凝土质量的匀质性。但由于灌注桩的灌注条件与上部结构的成型条件完全不同，尤其是水下灌注时差异更大，混凝土的配合比、灌注后的离析程度、声测管的平行度等诸多因素都会严重影响对缺陷的判断和对均匀性的评价。因此，灌注桩的超声检测不能完全延用上部结构检测的现有方法，必须有一套适合其特点的方法和判据，且宜结合低、高应变和钻孔取芯等检测方法综合评定桩身质量。
声波透射法优点在于抗干扰能力强，仪器比较轻便，观测的精度较高，但在声时分析、波幅分析、桩基质量判断方面还存在较多问题。
三、结论
综上所述，各种检测方法在公路桥梁桩基检测工程中的广泛应用，取得了较好的经济效益和社会效益。但也应认识到，各种桩基检测技术还存在着很多缺陷和问题，在具体的桩基工程检测中，应尽量排除，才能提高桩基质量检测的准确性。不能把各种检测“神话”成无所不能，要看到其本身的局限性，这样既有利于检测市场的进一步完善与规范，同时也有利于检测技术的良性发展。为了适应未来公路桥梁桩基工程发展的情况，应加强桩基检测技术的理论研究工作，找出更适合的检测方法。
参考文献：
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[4]赵海.PIT检测法在公路桥梁桩基检测中的应用分析[J].建材技术与应用,2010,(3):25-26.
关键字桩基无损检测 超声波 低应变
中图分类号：TU473文献标识码： A
1、概述
目前在国内基础建设相关领域，桩基仍然是最常被采用的基础形式。针对桩基施工过程中常产生的离析、夹泥等缺陷，目前桩基浇筑成孔后的无损性试验检测主要有超声透射法和低应变检测法，本文针对山西某大桥桩基的超声、低应变检测结果进行分析，并通过现场开挖、超声透射法进行验证。对超声、低应变桩基完整性检测的结果判别方法进行讨论，为其他类似工程的实施提供一点参考与借鉴。
2、无损检测原理及标准波形
2.1低应变检测原理及标准波形
低应变检测是以线弹性杆的一维波动理论为基础的，通过在被检测桩基施加的击打力，在桩基中产生波动，当波动在桩基传播过程中，遇到桩基外形产生较大差异或桩体密度等产生较大差异时，波形也会随之产生变化的原理进行检测。根据上述理论，在实验室条件下，完整优良的桩基的低应变检测标准波形如下图1所示。即桩基类型为Ⅰ类桩时，检测波形应符合桩基的波形规则、有明显的桩底反射波，且波速在所用混凝土正常波速范围之内，桩体本身结构规则、完整。
图1典型基桩低应变检测速度波形
2.2超声检测原理及标准波形
检测仪器发射器产生脉冲波——超声波在被检桩基中传播——波形在桩基形状变化处产生相应变化——相应的接收仪器——分析波形变化所包含的信息。此为超声波检测桩基的一般理论，同时也是桩基超声检测的一般步骤。当被检桩体 存在不练学界面时，会在缺陷面处产生透射和反射；当桩体内存在松散、蜂窝、孔洞时会产生波的散射与绕射；根据波的初始到达时间对比波本身的传播特性、畸变情况以及其他声学参数的变化，可以推测被检桩体混凝土的密实度参数。在实际检测中最常用到的几个超声检测判别参数分别为声速、声时和PSD参数。按照此种检测方法的理论，超声检测桩基的标准波形如下图2所示，即各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常可判定被检桩体为Ⅰ类桩。
图2 典型基桩超声波检测波形
3、山西某工程桩基无损检测实例
3.1低应变检测实例
3.1.1桩基概况
山西某大桥的0#桥台采用桩基础，桩基长度为10.2m，桩经为1.2m，采用C25混凝土，此大桥所处地质情况为0~3m为素填土，3~8.6m为黄土，8.6~14.7m为强风化砂岩，采用低应变检测的方法进行成桩检测。
3.1.2检测结果分析
下图3为0#桥台2#桩基低应变检测的实测波形典型结果，整个桩基实测波速为3928m/s,正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s,说明桩体本身混凝土较均匀且强度符合要求。从波形看，在距桩顶3.9m左右处，波形有明显的“先下后上”的趋势，按照低应变桩基检测缺陷的一般判别标准，此处为桩基扩径或者地质情况有明显变化，再参照上处的地质情况，桩顶以下3~8.6m均为黄土，即地质情况未有明显变化。初步可以判定此处为良性缺陷桩基扩径。综合判定此桩基为Ⅱ类桩，即桩身缺陷轻微，不影响桩身结构承载力的正常发挥。通过后期对此桩基进行开挖验证，此桩基在3.8m~4.1m处，有不规则扩径，符合前期依据低应变检测结果对桩基性状的判断。
图3桩号0-2#，桩长10.2m，桩径1.2m
3.2超声波检测实例
3.2.1桩基概况
山西某大桥的2#桥墩3#桩基，桩基长度28.5m，桩经为1.5m，采用C25混凝土，大桥所处地质情况为0~3.5m为素填土，3.5~9.1m为黄土，9.1~17.7m为强风化砂岩，17.7m~30.3m为中风化砂岩。桩身预埋3根声测管，两两互测通过三个剖面的检测结果对桩基进行判定。
3.2.2检测结果分析
实测桩体三个剖面的波形结果如下图4所示，从波形上看，桩底以上0.8m，在检测的三个剖面，波形均出现较大波动或缺失，PSD值同时产生较大波动，同时波速出现明显的降低，正常C25混凝土的波速值一般在3600m/s~4000m/s，而桩基底部疑似缺陷处的波速均为约为3100m/s左右，明显低于正常波速值，可以判定此处为较为明显的桩基缺陷，桩基缺陷初步判定为混凝土离析、夹泥。综合判定次桩基为Ⅲ类桩，即某一检测剖面连续出现多个测点的声学参数异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；局部混凝土声速出现低于低限值异常。通过对施工过程的调查采访，确定在桩基的浇筑前，桩基底部曾有部分沉渣未清除，从而确定了桩基缺陷产生的原因，为桩基的取芯、加固等处理措施提供了依据。
图4 桩号2-3#，桩长28.5m，桩径1.5m
结论
本文通过对山西某工程的两例桩基检测实例，对桩基的两种无损检测方式进行了简单的介绍、分析与讨论，并通过开挖等验证的方式，验证其检测结果的准确性。为桩基无损检测的理论研究与工程实践提供了经验，有部分借鉴与学习的意义。
参考文献
【1】《桩基工程手册》编写委员会. 桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.1-7.
【2】杨世如 .超声波透射法在钻孔灌注桩检测中的应用。上海：上海地质，2003年第4期-47
【关键词】桩基；小波变换法；桩身完整性；低应变实测信号
1引言
近几十年来，随着混凝土、新型打桩机和成孔机器的采用，桩的形式越来越丰富，其强度显著提升，适用范围越来越广泛。针对桩基检测技术研究与应用问题，越来越多的学者对此进行了研究，并取得了一系列的成果。陈启魁等[1]基于各种对桩基检测的研究，分析了钻孔取芯法、低应变法、声波透射法等检测技术在建筑工程中的应用。葛天兴等[2]以某实际桩基工程为背景，基于低应变反射波法的理论，评估了低应变反射波法在该工程中的应用效果。王春庆等[3]开展了低应变反射波法检测桩基浅部缺陷的研究，对该桩基检测的效果进行评析。王飞等[4]利用小波分析进行低应变检测数据处理，检测了桩基浅部缺陷。肖家友等[5]基于某桩基工程背景，开展了一维连续小波去噪在多缺陷基桩检测中应用的研究，分析该桩基检测法的效果。张敬一等[6]利用小波变换的反射波法对某实际工程的桩基进行检测。本文结合某桩基工程背景，论述了小波变换法理论，进行了缩径缺陷类型桩分析和断桩缺陷类型桩分析，详述了如何利用小波分析对检测的低应变检测信号进行处理，从而判定桩身完整性。
2小波变换法理论
1980年，MORLEF对地震数据进行分析时，首次提出了小波变换理论，作为以傅里叶变换理论为基础所衍生出的全新理论。该理论有效弥补了傅里叶变换存在的不足，在时频分析和处理领域具有极为重要的作用。现阶段，该理论已在模式识别、信号处理过程中得到了广泛运用。该理论与傅里叶变换理论的区别，主要是其在频域、时域中均能够表现出相应的局部化特征，可被用来分析目标信号对应各频率子段并得出正确的频率信息，为后续信号分类的工作的开展提供支持。小波变换将信号视为小波系数，指出可利用小波系数对信号进行描述。对其进行分类的依据如下：首先，是对称性。要想避免信号出现畸变或是失真的情况，关键是要增强其对称性，并通过增强对称性的方式，使信号重构精度得到优化。其次，是正则性。基于该理论对图像、信号进行重构，通常可保证所得到全新图像、信号具有理想的平滑性。最后，是支撑长度。若频率、时间为无穷大，则将有限值收敛至0的长度越短，区分奇异点的效果越理想。对其进行计算的步骤可被概括如下：第一步，确定小波函数，保证所选择小波、计划分析信号的起始点处于相同位置；第二步，对二者逼近程度进行计算，计算所得数值越大，说明信号和函数波形越相似；第三步，沿时间轴向右平移小波函数，重复以上步骤，直至小波函数覆盖全部的信号长度；第四步，对小波函数尺度进行伸缩，重复上述步骤，得出最终结论。
3工程案例分析
3.1工程概况
本文以某公建工程试桩检测为背景。该工程基础采用桩基础，桩基为直径0.8m，桩长约6m的后注浆灌注桩。该桩基的单桩承载力特征值为3300kN。
3.2缩径缺陷类型桩分析
本工程采用低应变法采集数据。从低应变实测曲线可以看出，直达波和桩底反射现象较为明显，在判定桩身完整性时，由于信号受干扰，对桩身缺陷位置的判定受到影响。对低应变实测信号开展小波分析，该桩的检测曲线呈低频正弦波形振荡趋势，桩底反射可以清晰地看到。可判定桩身浅部位置有缺陷。进一步分析可知，在时间0.46ms时，第7阶高频信号突出，对比实测曲线可知，实测信号在该时刻缺陷信号也显著。在实测信号中同样将第7阶信号剔除，并重构。将实测信号与重构信号对比可知，在时间0.46ms时，缺陷信号突出现象减弱，可见，第7阶信号为缺陷信号。有效信号的振幅弱于初至波，有效信号在分析时会被掩盖，同时桩底反射信号不能判断桩身完整性。因此，剔除实测信号中的桩底反射信号和初至波之前的信号，得到图1带干扰信号和剔除干扰信号。从图1中可以看出，缺陷信号主要在3350~3600Hz范围内，其中1400~3350Hz的信号无意义，因此，剔除该段信号。对图1中的信号进行分析，得到图2所示结果。因为干扰信号属于低频信号，因此，剔除第1至第7阶中频率最低的第7阶信号。第7阶信号的频谱如图3所示。对比图2和图3可知，第7阶信号主要集中在200~600Hz，与干扰信号所分布范围一致，因此第7阶信号易于分解。经过小波分析的处理，干扰信号被很好地压制，同时有用的特征缺陷信息被保留。可见，小波分析法能较好地处理桩基检测的数据。经过处理后的信号可以看出，缺陷信号在时间1.84ms处尤为清晰，可判定该处为缩径缺陷位置。
3.3断桩缺陷类型桩分析
结合该工程另一根桩的低应变实测曲线进行分析可知，低应变曲线信号呈现显著的振荡现象，且各峰值等间距出现。188可见，应力波在某处遇到显著的波阻抗，信号不易传至桩底位置，因此，无桩底反射信号出现。进一步观察该曲线可知，在距桩顶1.8m处桩身发生断裂，之后的波峰呈现周期性出现。
4结语
本文详述了小波变换法理论，结合某桩基工程利用低应变法检测桩身完整性。具体进行了缩径缺陷类型桩分析和断桩缺陷类型桩分析。详述了如何利用小波分析对检测的低应变检测信号进行处理，从而判定桩身完整性。从研究结果可知，断桩检测的低应变实测信号不同于其他类型的缺陷桩的检测信号。这是因为混凝土的波阻抗远远小于空气的波阻抗。对于某工程而言，低应变曲线信号呈现显著的振荡现象，且各峰值等间距出现。可见，应力波在某处收到显著的波阻抗，信号不易传至桩底位置，因此无桩底反射信号出现。
【参考文献】
[1]陈启魁,吉林涛.浅谈几种桩基检测技术在建筑工程中的应用[J].河南科技,2013(13):147-148.
[2]葛天兴.桩基检测中低应变反射波法的实践应用[J].河南科技,2014(18):60-61.
[3]王春庆,陈辉.低应变反射波法检测桩基浅部缺陷的效果分析[J].工程地球物理学报,2013(2):259-263.
[4]王飞,刘东甲,卢志堂.小波分析在低应变检测数据处理中的应用[J].工程地球物理学报,2011(4):487-491.
[5]肖家友,凡友华,倪艳春.一维连续小波去噪在多缺陷基桩检测中的应用[J].矿冶工程,2008(5):13-17.
