四种常用基桩完整性检测方法对比分析

四种常用基桩完整性检测方法对比分析

某高速公路桥梁工程桩，桩径：1600 mm；桩长：43.5 m，桩型钻孔灌注桩。桩基验收检测方案为超声波透射法检测，分别对次桩依次采用：超声波透射法检测，低应变反射波法检测，钻孔取芯完整性检测，钻孔电视检测四种检测方法对其进行完整性判定。

一、超声波透射法检测

检测目的：基桩的完整性

仪器型号：RSM-SY7(F)

采用四只45KHz超声波跨孔探头，一次提升同时完成四管，六剖面的测试，从超声波测试结果来看，发现有五个剖面在6.8-7.0米处，出现幅值超判据情况。

再对该桩6.9米处异常点波形观察，异常点信号首波幅值和后续谐振波信号都偏弱，但其声速正常。由于是在同深度，多剖面信号异常，在与施工方沟通排除声测管焊接因素的影响，在做钻孔取芯前，使用低应变反射波法检测进一步查明缺陷情况。

二、低应变反射波法检测

检测目的：基桩的完整性

仪器型号：RSM-PRT(M)

采用加速度传感器，通过改变不同的锤击频率及不同的采样间隔对该桩的6.8米处的，缺陷进行核查判断。

采用加速度传感器，通过改变不同的锤击频率及不同的采样间隔对该桩的6.8米处的，缺陷进行核查判断。

第一次采集结果：信号在6.8米处有较小幅值的同相反射。

第二次采集结果：变换传感器安装位置信号在6.8米处有较大幅值的同相反射，并可见第二次、第三次缺陷反射。

第三次采集结果：采用频率较高的钢筋敲击，提高缺陷位置精度，同相缺陷反射幅值较小，但也很清晰，可见微弱第二次缺陷反射。最终低应变检测核定其缺陷位置在距桩顶6.8米处，与超声波投射法检测缺陷深度相符，因低应变数据缺陷较为严重，怀疑桩大面积断桩，决定采用钻孔取芯进一步验证其缺陷情况。

三、钻孔取芯完整性检测

检测目的：基桩的完整性

仪器型号：钻孔取芯机

采用钻机对该桩进行钻孔取芯检测，着重观察该桩6.9米处混凝土完整性情况，但通过对芯样的目测观察，在 6.9 米处未取出连续较完整的芯样，以钻孔取芯检测结果出具报告也很难判定该桩缺陷情况。

四、钻孔电视摄像检测

检测目的：基桩的完整性

仪器型号：SR-DCT(W)

采用SR-DCT(W)对桩钻芯孔，进行摄像检测，观察测试图片，清晰可见在6.9 米处，出现环状裂纹。可以最终判定该桩距桩顶6.9米处，局部断裂缺陷。

五、总结

本案例为多种检测方法对基桩完整性判定的案例，采用的这几种检测方法，由于其检测原理不同，对同个缺陷所反应的信号差异也显现的较为明显，简单概括不同的方法有具体以下特点：

超声波透射法检测：

检测深度不受限制，可以覆盖整桩，由于是超声换能器按一定的移距逐点检测，通过对逐点信号声速和波幅的变化情况，对桩的混凝土完整性进行判断，相对低应变反射波法，其检测范围和数据精度要高很多。

但超声波检测也存在一定的盲区，比如声测管以外的混凝土，横向裂缝或深度范围小的层状缺陷。

本案例所遇到的桩缺陷就是横向裂缝缺陷，估计是由于混凝土初凝阶段，后续施工造成的。超声波检测如采样移距设置不合适，很容易造成漏判，其信号反应不明显，但在同

深度，都有声幅降低的情况。遇到这样缺陷，虽也可以采用超声波的斜侧方法对其进一步判定，但由于缺陷深度范围较小，估计测试效果不会太明显。

低应变反射波法检测：

检测深度受桩周土（岩）力学特性和锤击能量影响，对小尺寸缺陷反应不明显，缺陷的分辨能力和测试深度范围不及超声波检测。

但对如案例中所遇到的横向裂缝缺陷，低应变的分辨能力强，从实测信号来看，同相缺陷反射波清晰，并可见二次三次反射，是对该桩缺陷类型和程度进一步判定的数据补充。

钻孔取芯法检测：

钻孔取芯检测是基桩完整性检测最直接的方法，除判定基桩完整性外，可对对桩底沉渣和持力层情况进行判定，通过压力试验机对取芯芯样的实验还可以对桩身混凝土强度进行判定。

此方法的准确度受到取芯孔在桩的横截面方位和取芯芯样的连续性影响。本案例取芯结果就很难对其桩做局部断裂的判定，芯样不完整，裂缝的接口处无法核定。

钻孔电视测试：

钻孔电视测试方法，其实是对钻孔取芯法检测的一种验证，现在普遍应用于基桩完整性检测。可以快速的核定取芯检测的结果，在几种方法存在结果疑义的时候，最直观的反应混凝土的真实情况。对该桩的最终判定起到关键性作用。

灌注桩质量通病分析、预防和处理，干货收藏！

桩检百科 筑龙岩土 1周前

来源：桩检百科

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钻（冲）孔灌注桩

成孔过程采用就地造浆或制备泥浆护壁，以防止孔壁塌。

混凝土灌注采取带隔水栓的导管水下灌注混凝土工艺。灌注过程操作不当容易出现以下问题：

1. 由于停电或其他原因浇灌混凝土不连续，间断一段时间后，隔水层混凝土凝固形成硬壳，后续的混凝土下不去，只好拔出导管，一旦导管下口离开混凝土面，泥浆就会进入管内形成断桩。如果采用加大管内混凝土压力的方法冲破隔水层，形成新隔水层，老隔水层的低质量混凝土残留在桩身中，形成桩身局部低质混凝土；

2. 对于有泥浆护壁的钻（冲）孔灌注桩，桩底沉渣及孔壁泥皮过厚是导致承载力大幅降低的主要原因；

3. 水下浇注混凝土时，施工不当如导管下口离开混凝土面、混凝土浇注不连续时，桩身会出现断桩的现象，而混凝土搅拌不均、水灰比过大或导管漏水均会产生混凝土离析；

4. 当泥浆比重配置不当，地层松散或呈流塑状，导致孔壁不能直立而出现塌孔时，或承压水层对桩周混凝土有侵蚀时，桩身就会不同程度的出现扩径、缩径或断桩现象；

5. 桩径小于600mm的桩，由于导管和钢筋笼占据一定的空间，加上孔壁和钢筋的摩擦力作用，混凝土上升困难，容易堵管，形成断桩或钢筋笼上浮；

6. 对于干作业钻孔灌注桩，桩底虚土过多是导致承载力下降的主要原因，而当地层稳定性差出现塌孔时，桩身也会出现夹泥或断桩现象；

7. 导管连接处漏水将形成断桩。

P 预防措施

1. 钻孔灌注桩施工前必须进行试成孔，以便了解地质情况、检验所用设备的性能、施工工艺等。如测得孔径易缩或塌孔，沉渣过厚等，采取相应的补救措施或采用重新考虑成孔工艺，修改工艺操作方法；

2. 桩位复测防止桩位放错或漏桩现象的出现；

3. 钻杆的垂直度:钻头中心与桩位中心、护筒中心应在同一垂直线上，在开钻前必须满负荷调试运转，钻孔灌注桩应采用跳打方式，防止相邻桩穿孔；

4. 清孔质量控制:采用二次换浆清孔的方法.。在一次清孔后，提出钻杆，测量孔深，

抓紧时间安放钢筋笼和混凝土导管，通过混凝土导管压入清浆，进行二次清孔。其目的是清除在安放钢筋笼及混凝土导管时产生的沉渣，清孔后的检查泥浆比重在1.15～1.25.清孔后，再检查沉渣厚度（摩擦桩沉渣厚度≤150㎜；端承桩沉渣 厚≤50㎜）；

5. 下钢筋笼:保持与孔垂直，不能与孔壁相碰,钢筋笼接长焊接保证钢筋搭接倍数，焊缝连续保满。焊缝应做到连续、饱满，不得有气孔、夹渣、裂缝、焊瘤。

• 钻孔设备

• 桩位十字线

• 成孔成槽示意图

• 钢筋笼吊放

• 排渣方式示意图

(a) 正循环排渣；(b) 反循环排渣

1－钻杆；2－送水管；3－主机；4－钻头；5－沉淀池；6－潜水泥浆泵；7－泥浆泵；8－砂石泵；9－抽渣管；10－排渣胶管

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沉管灌注桩

沉管灌注桩具有设备简单，施工速度快等优点，但是这种桩质量不够稳定，容易出现质量问题，其主要问题有：

1. 锤击和振动过程的振动力向周围土体扩散，靠近沉管周围的土体以垂直振动为主，一定距离外的土体以水平振动为主，再加上侧向挤土作用易把初凝固的邻桩振断。尤其在软、硬土层交界处最易发生缩径和断桩；

2. 拔管速度快是导致沉管桩出现缩径、夹泥或断桩等质量问题的主要原因，特别是在饱和淤泥或流塑状淤泥质软土层中成桩时，控制好拔管速度尤为重要；

3. 当桩间距过小时，邻桩施工易引起地表隆起和土体挤压，产生的振动力、上拔力和水平力会使初凝的桩被振断或拉断，或因挤压而缩径；

4. 在地层存在有承压水的砂层，砂层上又覆盖有透水性差的粘土层，孔中浇灌混凝土后，由于动水压力作用，沿桩身至桩顶出现冒水现象，凡冒水桩一般都形成断桩；

5. 当预制桩尖强度不足，沉管过程中被击碎后塞入管内，当拔管至一定高度后下落，

又被硬土层卡住未落到孔底，形成桩身下段无混凝土的吊脚桩。对采用活瓣桩尖的振动沉管桩，当活瓣张开不灵活，混凝土下落不畅时，也会产生这种现象；

6. 不是通常配筋的桩，钢筋笼埋设高度控制不准，常在破桩头时找不到钢筋笼，成为废桩。

P 预防措施

1. 设置桩尖和桩管：按照施工放样的桩位中心，先设置预制钢筋混凝土桩尖。桩架安装必须水平，桩管应垂直套入桩尖，二者在同一轴线上；

2. 沉管：在振动沉管过程中，不得有偏心，并随时检查预制钢筋混凝土桩尖有无破损，桩管有无偏移或倾斜，若有上述情况应立即纠正。桩管内不允许进入水或泥浆，当有水或泥浆进入时，应灌入1.5m高的封底混凝土后再开始沉桩；

3. 灌注混凝土：每次向管桩内灌注混凝土时应尽量多灌，用长桩管打短桩时，混凝土可一次灌足；打长桩时第一次灌入桩管的混凝土应尽量灌满；

4. 拨管：开始拨管时，应测得混凝土确已流出桩管后，才可进行继续拨管。由于采用了预制桩尖振动沉入的桩管，应先振5～10秒再开始拨管，边振边拨。每上拨1m，应停拨并振动5～10秒。如此反复操作至桩管全部拨出。拨管速度应控制在0.8m/min以内;

5. 桩帽：管桩打设完成后，按设计图纸要求设置桩帽钢筋、支立模板，浇注桩帽砼，及时覆盖养护。

1－桩锤钢丝绳；2－桩管滑轮组；3－吊斗钢丝绳；4－桩锤；5－桩帽；6－混凝土漏

斗；7－桩管；8－桩架；9－混凝土吊斗；10－回绳；11－行驶用钢管；12－预制桩尖；13－卷扬机；14－枕木

• 振动沉管示意图

1－导向滑轮；2－滑轮组；3－激振器；4－混凝土漏斗；5－桩管；6－加压钢丝绳；7－桩架；8－混凝土吊斗；9－回绳；10－活瓣桩尖；11－缆风绳；12－卷扬机；13－行驶用钢管；14－枕木

• 施工过程

(a)就位；(b)沉钢管；(c)开始灌注混凝土；(d)下钢筋骨架继续浇筑混凝土；(e)拔管成型

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人工挖孔桩

人工挖孔桩出现的主要质量问题有：

1. 混凝土浇注时，施工方法不当将造成混凝土离析，如将混凝土从孔口直接倒入孔内或串筒口到混凝土面的距离过大（大于2.0m）等等；

2. 当桩孔内有水，未完全抽干就灌注混凝土，会造成桩底混凝土严重离析，进而影响桩的端阻力；

3. 干浇法施工时，如果护壁漏水，将造成混凝土面积水过多，使混凝土胶结不良，强度降低；

4. 地下水渗流严重的土层，易使护壁坍塌，土体失稳塌落；

5. 在地下水丰富的地区，采用边挖边抽水的方法进行挖孔桩施工，致使地下水位下降，下沉土层对护壁产生负摩擦力作用，易使护壁产生环形裂缝；当护壁周围的土压力不均匀时，易产生弯矩和剪力作用，使护壁产生垂直裂缝；而护壁作为桩身的一部分，护壁质量差、裂缝和错位将影响桩身质量和侧阻力的发挥。

P 预防措施

1. 桩位定位质量控制（±20mm），根据建设单位的测量基准点和测量基线放样定位，经监理复核，准确定桩的中心位置，并测出高程；

2. 严格控制垂直度（0.5H%mm）和直径（±50mm），每施工完三节护壁就要复核垂直度和中心位置。底部扩大段要按设计要求挖成圆台状，且保证尺寸（0～50mm），桩终孔要保证设计桩长和入岩深度；

3. 护壁质量控制（±20mm），采用钢筋砼护壁，每节高度为50-100cm，厚度按照

设计要求尺寸施工，混凝土等级与桩一致。在施工中要保证钢筋的数量及上下节的搭接长度；

4. 水文地质条件控制，孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨篷。若孔口地层松软，为防止孔口坍塌，应在孔口用混凝土护壁，高出0.5m. ,防止土、石、杂物流入孔内伤人；

5. 灌注混凝土质量控制。成孔验收合格后，用汽车吊吊起钢筋笼徐徐放入孔内，钢筋笼外侧固定有预制的砂浆垫块，以保证混凝土保护层的厚度；

从孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小（参考位6 mm/min）时，可采用在空气中灌注混凝土桩的方法，注意以下事项：

A. 混凝土坍落度，当孔内无钢筋骨架时，宜小于6.5 cm;当孔内设置钢筋骨架时，宜为7~9cm。如用导管灌注混凝土，可在导管中自由坠落，导管应对准中心；

B. 桩内砼底部2m范围内灌注混凝土，可依靠自由坠落捣实，不必再用人工捣实。其余部位应按1.5米为一层次进行振捣；

C. 孔内的混凝土尽可能一次连续灌注完毕；如施工缝不可避免时，应按照施工规范关于施工缝处理规定处理；

D. 混凝土灌注桩顶后，应即将表面已离析的混合物和水泥浆等清除干净。