桩基无损检测(non—destructive testing of pile foundation)

在不破坏桩身和桩一土体系结构条件下，测定桩身完整性和单桩承载力的工程地球物理勘探方法。桩基础是建筑物深基础形式之一，其中混凝土桩被广泛采用。混凝土原地灌注桩在施工过程中，有时会产生塌孔、缩径、卡管、脱管和拒灌等事故，造成断桩或出现夹层等现象。混凝土预制桩，在打桩过程中亦会出现断裂或损伤。这些都影响桩的承载力，故需对桩的施工质量进行监测或检测，以便及时补救，确保设计意图的实现和建筑物的安全。

桩基无损检测技术，诞生于20世纪60年代，以应力波理论为基础的动测法首先问世。70年代，中国研究开发的桩基参数动测法、水电效应一频谱分析法、锤击贯入法等相继在实践中应用。1984年，在“第二届应力波理论在桩上应用的国际学术会议”上，桩基无损检测的可行性和有效性得到肯定。1988年，中国国家科学技术委员会向全国推广了桩基无损检测技术。这项技术的优点是快速、高效、经济，可在工程桩上广泛应用。但该技术发展历时尚短，仍在发展和完善中。

桩基无损检测方法包括机械阻抗法、桩参数动测法、共振法、水电效应一频谱分析法、反射波法、锤击贯入法、打桩分析仪法、声波法、y射线法和闭路电视法等。

机械阻抗法 把桩视为一维弹性体，以正弦稳态力作用于桩顶，则桩顶位移速度由输入和桩底反射能量的组合产生。当以不同频率的力激振时，即可测得速度导纳V(w)／F(w)与频率的关系曲线(V为速度，F为力，w为圆频率)。利用导纳曲线形态和峰频间相互关系，判定桩身完整性。计算曲线初始段的刚度，用以估算单桩承载力(图1)。

机械阻抗法分为稳态机械阻抗法和瞬态机械阻抗法。前者是施以正弦稳态力，后者是施以瞬时冲击力。

桩基参数动测法 把桩一土系统简化为单自由度的质量一弹簧系统，由铁锤冲击激振，实测该系统的固有频率，计算动刚度。用动刚度与静荷载试验的临界承载力的相关关系，估算单桩承载力。用水平击桩所得的时程曲线形态，判定桩身完整性。

共振法 把桩一土系统简化为质量一阻尼一弹簧系统，在桩顶以正弦稳态力激振，实测该系统位移一频率响应，计算动刚度；并用动、静对比试验建立的相关系数，估算单桩承载力。

水电效应-频谱分析法 把桩视为一维弹性体。在桩顶置一水箱。在箱中以高压放电为振源，用水听器接收振动，并做傅里叶变换得频谱曲线。用频谱曲线形态和谱峰比，判断桩身完整性。用力与位移关系曲线，估算单桩承载力。

反射波法 用铁锤敲击桩顶，用置于桩顶的检波器接收沿桩身传播的应力波信号。以桩身不连续性(截面、密度、桩侧土阻力变化)引起的反射波，判定桩身完整性。以波速高低判定混凝土质量。图2为反射波法示意图。

锤击贯入法 用0．8～2t的落锤，以逐级增大的落距击桩，测定桩顶锤击力峰值和相应贯入度，确定动极限承载力，然后按与静力载荷试验对比统计得出的转换系数，计算单桩承载力。

打桩分析仪法 用大于桩重5％～8％的锤打桩，贯入度不小于1．5～2．0mm，实测桩顶锤击力、加速度或位移，以应力波理论分析确定极限承载力，与静力载荷试验对比或复打确定土层吸着影响，以质量指数判定桩身完整性。

声波法 在桩身预留孔内，用声波仪发射和接收通过混凝土传播的声波，实测声波旅行时和声波幅度。用声速和声幅的变化，判定混凝土质量、缺陷大小和位置，从而判定桩身完整性。

γ射线法 在桩身预留孔内，放入放射源和核探测器，依据康普顿一吴有训散射效应，按y射线的强度，检测混凝土的密实程度和夹杂物，从而判定桩身完整性。

闭路电视法 在桩身的钻孔中，放入井中摄像探头，通过电视屏幕观察桩身混凝土的质量。