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基桩超声波检测分析及缺陷处治措施

文档作者：檀署忠文档来源：福建省交通建设工程质量安全监督局		点击数： 4 1	更新时间： 2025年03月28日
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建 材 与 装 饰 2013年 7月
基桩超声波检测分析及缺陷处治措施
檀署忠
（福建省交通建设工程质量安全监督局福州350001）
摘要：本文提出建立缺陷桩处理程序的建议，通过声波透射法基桩检测实例分析，根据声学参数的不同变化区分缺
陷的性质，并对各种缺陷的成因进行分析，提出合理的处治措施。
关键词：基桩检测；缺陷分析；处治措施
中图分类号：TP274.2 文献标识码：B 文章编号：1673-0038（2013）21-0084-03
1 前言
基桩在成桩过程中容易产生缩颈、断桩、离析、蜂窝孔洞、桩
底沉渣、桩顶混凝土强度低等缺陷，如何准确判断区分各种缺陷
的性质、大小、范围成为基桩检测的核心问题。基桩声波透射法
测试技术因将超声波探头深入混凝土结构内部进行测试，使得
测试桩长几乎不受限制，同时可以通过平测、斜交叉对测、扇形
扫测测试到混凝土内部沿纵向和横向任何位置的异常以及其影
响范围。国内相关规范规定依据各检测剖面的声学参数异常点
的分布情况及异常点的偏离程度判定桩身完整性类别，界定全
面，易于执行，但也存在明显的局限性。如对玉类桩的界定过于
严格，由于混凝土属于复合材料，多相复合体系，分布界面复杂，
并受检测管、混凝土自密实、地质条件及成桩工艺等影响，声学
参数波动大；同样的异常出现在基桩不同位置、不同地质条件、
不同受力情况下不能做出合理的结论判定；缺陷的揭示没有更
为经济、快捷的办法，目前基本上还是采用取芯法进行验证。本
文结合我省工程实例进行超声波检测分析，合理定义缺陷，提出
建立缺陷桩处理程序的建议，并对各种缺陷提出处治意见，供同
行们参考，欢迎批评指正。
2 缺陷桩处理程序
2.1 缺陷的合理定义
瑕疵是指桩身混凝土出现局部轻微异常，但不会影响桩基
结构承载力的发挥；缺陷是指异常的程度、位置或范围会影响桩
基结构的承载力和耐久性。
2.2 处理程序的建立
一旦将试验中的异常确定为缺陷，该桩就进入缺陷桩处理
程序，接受被处治的过程，见图1 所示。
3 缺陷分析与处治措施
3.1 离析、蜂窝、孔洞
混凝土浇注过程中导管提升过快，大量气泡封在混凝土内，
容易造成混凝土蜂窝孔洞，而混凝土质量差、防雨措施不到位是
造成混凝土离析的主要原因。混凝土离析是指桩身某处粗集料
大量堆积，相邻部位浆多、粗集料少的情况。粗集料多的地方，波
速因声学界面多波速反而有所提高，但波幅下降，砂浆多的地方
则正好相反，波幅有时还会高于附近测值；蜂窝孔洞使声波能量
明显衰减（散射），波幅明显下降。某桥A9-3 三个测试面的波速
没有降低，其中两个测面的波幅在36m 处下降明显，如图2 所
示。在波幅下降的两个测试面中间各取一孔芯样，孔深约40m，
芯样在36m 处可见明显的蜂窝孔洞现象，与超声波法检测结果
吻合，见图3耀4 所示。
处治措施：测试结果提交评估小组进行计算评估，采用钻孔
高压注浆处理。
3.2 缩颈
产生缩颈的最主要原因是在混凝土灌注过程中孔壁发生坍
塌，波形特征一般表现为某测试面波速、波幅均急剧下降，PSD 值
变大，波形畸变，但并非每个测试剖面均出现异常，或斜测时穿过
两声测管连线中间部位的测线测值正常，一般可通过斜测确定缺
图1 缺陷桩处理程序逻辑图
图2 A9-3 曲线参数图
图3 A9-3（A孔芯样） 图4 A9-3（B孔芯样）
施工技术
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2013 年 7月 建 材 与 装 饰
陷范围。如图5 所示，一个测试面测值正常，一个测试面波速、波
幅略有降低，另一个测试面波速、波幅明显降低，PSD值明显增
大。
处治措施：淤缺陷在3m 以内的，采用开挖、支挡的方式，将
缺陷以上混凝土截除，凿至新鲜混凝土面后进行接桩处理；于缺
陷在10m左右的，根据现场地质条件，采用混凝土护壁或沉井支
护的方式进行处理。竖井开挖深度必须超过缺陷部位，进行混凝
土封底，做好防水措施；将缺陷部位混凝土清理干净，并在新鲜
混凝土面上涂抹混凝土粘结胶；立模，采用人工振捣方式浇筑混
凝土；回填竖井，分层压实，确保回填土壤的压实度高于原状土；
盂缺陷部位较深时，亦可采用桩芯凿井，扩井清理缺陷混凝土，
在井内加设小钢筋笼，然后浇筑膨胀混凝土的方式进行处理；榆
缺陷部位很深时，应将斜测所得到的缺陷范围、大小提交评估小
组进行计算评估，以便提出进一步的处理方案。
3.3 断桩
断桩即层状缺陷（包括严重离析和严重缩颈），缺陷部位是泥
砂和泥浆混合物组成，这类缺陷多是由浇筑时导管提升不当造
成的。其波形特点是每个测试剖面所有穿过两根声测管连线中
间部位测线测值均异常，即使斜测也异常。如图6所示，某桥C5-2
桩缺陷部位波列影像图显示空白，几乎采集不到波形，与施工状态
吻合。结合现场地质条件，制定可行性处治方案，采用桩芯取芯
凿井直径约80cm，缺陷处扩井，人工清理缺陷混凝土，在井内加
设小钢筋笼，然后浇筑膨胀混凝土。超声波复测结果，各项声学
参数均有明显提高，见图7 所示。
处治措施：淤缺陷较浅时，采用开挖、支挡的方式，将缺陷以
上混凝土截除，凿至新鲜混凝土面后进行接桩处理；于缺陷部位
较深时，亦可采用桩芯凿井的方式进行处理，但要充分考虑到缺
陷处孔壁的稳定性，可在桩外侧注浆加固桩周土；盂分析施工安
全、加固效果、工期以及经济情况下，直接采用原位复桩或补桩
处理。
3.4 桩底缺陷
由于清孔不彻底或初灌时桩底塌孔，造成桩底沉渣厚度超标
是钻孔灌注桩施工中的常见缺陷，特别是长大直径钻孔灌注桩，
清孔困难，首盘混凝土从导管冲出时，将沉渣挤向四周，形成锅
底状。而声测管被分布于孔边缘的沉渣所包裹，往往出现多个测
试面测值异常低下的情况，又由于斜测布点有限，容易造成沉渣
厚度的误判，因此，必须通过取芯法进行补充检测。如图8 及表1
所示。
该桩从57.75m 起声学参数出现异常，高度有150cm，后经取
芯验证，沉渣仅有4cm。
处治措施：淤向评估小组提交检测结果，进行结构验算，若符
合承载能力要求，可不需要进行特殊处治（特别是摩擦桩）；于后
压浆技术的研究应用表明，经过后压浆处理的桩基，桩端承载力
图5 L6-2曲线参数图
图6 C5-2 缺陷波列影像图图7 C5-2 处治后缺陷部位波列影像图
图8 L29-1 曲线参数图
表1 L29-1 声测数据
测点序号深度（m） 声时（滋s） 波速（km/s） 波幅（dB） PSD（滋s2/cm）
020-01 54.25 247.60 4.281 104.10 0.026
019-01 54.50 248.40 4.267 103.76 0.026
018-01 54.75 249.20 4.254 103.93 0.026
017-01 55.00 248.40 4.267 104.10 0.160
016-01 55.25 250.40 4.233 104.10 0.000
015-01 55.50 250.40 4.233 104.10 0.026
014-01 55.75 249.60 4.247 103.93 0.102
013-01 56.00 251.20 4.220 103.76 0.006
012-01 56.25 250.80 4.226 104.90 0.102
011-01 56.50 252.40 4.200 104.27 0.314
010-01 56.75 249.60 4.247 104.07 0.006
009-01 57.00 249.20 4.254 103.76 2.560
008-01 57.25 257.20 4.121 103.03 1.440
007-01 57.50 251.20 4.220 99.99 52.998
006-01 57.75 287.60 3.686 95.65 223.802
005-01 58.00 362.40 2.925 92.46 287.642
004-01 58.25 447.20 2.370 95.14 134.560
003-01 58.50 505.20 2.098 93.70 10.240
002-01 58.75 521.20 2.034 88.94 3.098
001-01 59.00 530.00 2.000 87.35 0.000
施工技术
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和桩侧摩阻力均有大幅度提高。因此，对容易造成桩底缺陷的桩，
可在预埋声测管时，管底采用花管包橡胶垫的方式，以便进行后压
浆处理；盂钻孔高压注浆修复加固；榆原位复桩或补桩处理。
3.5 桩顶低强区
产生桩顶低强区的原因：淤混凝土超灌量不足；于混凝土灌
注到桩顶时压力低，混凝土的密实度不够。这类缺陷容易被忽
视，应引起足够重视。其波形特征是在靠近桩顶处波速、波幅均
缓缓下降，且下降明显，若桩顶的缓变低到一定界限，其以上部
位应凿除后进行接桩处理。如图9 所示，以2.5m 处为界，以上部
分混凝土的波速明显偏低，故将其截除。
4 结束语
桩基施工的质量控制，应以预防为主为方针，做到科学组织，
精心施工，严格管理。施工中遇到的问题，应及时果断有效地处
理，做到不留隐患，不能抱有任何侥幸心理。
（1）桩基缺陷处理程序的建立，对明确参建各方责任和义务、
避免造成工程浪费以及确保工程质量有着重要的意义。
（2）严把检测关，对可能存在缺陷的桩基，应认真细致地进行
重复检测，精确分析缺陷的性质、大小、范围，为后续的缺陷处治
提供科学的依据。
（3）从保证质量，施工安全，工期要求，经济成本着手，提出合
理的缺陷桩的处治方案。
参考文献
[1]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）.中国建筑工业出版社.
[2]《公路工程基桩动测技术规程》（JGJ/TF81-01-2004）.人民交通出版社.
[3]张宏.灌注桩检测与处理.人民交通出版社，2001.
[4]史佩栋.深基础工程特殊技术问题.人民交通出版社，2004.
收稿日期：2013-6-23
图9 R1-1曲线参数图
钢筋混凝土裂缝机理与控制措施
杨卫辉
（贵州省水利电力学校贵州贵阳550001）
摘要：近年来，我国建筑业快速发展，为了保证混凝土的质量和满足工程进度的要求，钢筋混凝土被广泛采用。然而
在施工期间钢筋混凝土构件的裂缝，却给混凝土的质量带来了很大的影响。特别是梁板结构裂缝始终令人头疼。本文针对
钢筋混凝土裂缝机理进行探讨，并且总结出一些措施来加强钢筋混凝土裂缝的产生，其观点仅供同行参考。
关键词：商品混凝土；现浇板；裂缝；分析；预防
中图分类号：TU755 文献标识码：B 文章编号：1673-0038（2013）21-0086-02
引言
近几年来，随着我国建筑行业的迅速发展，我国越来越多的建
筑物采用钢筋混凝土结构进行施工，并且其日益成为我国建筑结
构比较常用的几种形式之一。但是，钢筋混凝土结构的裂缝问题越
来越突出，有的甚至影响到结构安全和正常使用，这在住宅工程中
尤为突出。因此，如何采取措施，最大限度地减少或消除钢筋混凝
土裂缝的产生，已成为工程技术人员急需解决的难题之一。
1 钢筋混凝土裂缝产生的机理
混凝土是抗压性能大大优于抗拉性能的材料，由于其极限拉
伸变形很小，当混凝土构件收到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载
效应作用，或由于地基不均匀沉降，混凝土收缩和温度变化而产
生的外加变形受到钢筋或其它构件的约束，以及钢筋锈蚀体积
膨胀时，混凝土中便产生拉应力。该拉应力超过其极限抗拉强度
时就会开裂。同时，由于混凝土材料来源广泛，成分多样，施工工
序繁多，养护硬化需要较长的时间，受环境影响较大，混凝土自
身构成机理，以及冻融和化学作用等也往往是混凝土开裂的原
因。所以钢筋混凝土构件截面在施工中和正常使用阶段难免出
现荷载和非荷载因素导致的裂缝。
1.1 设计不合理
钢筋混凝土结构非常容易产生裂缝，其裂缝的的开展是由于
混凝土的回缩变形引起的，如果钢筋的伸长，则非常容易造成混
凝土与钢筋之间不断产生相对滑移的情况。特别是在长期的荷
载长期作用结果下，钢筋混凝土的滑移徐变和拉应力也会发生
松弛，将导致裂缝间的受拉混凝土不断退出工作，使裂缝开展宽
度增大；混凝土的收缩使裂缝间混凝土的长度缩短，这也会引起
裂缝的进一步开展；此外，由于荷载的变动使钢筋直径时胀时缩
等因素，也将引起粘结强度的降低，导致裂缝宽度的增大。
《混凝土结构设计规范》规定对矩形、T 形、倒T 形、和I 形截
面的受拉、受弯和大偏心受压构件，按荷载效应的标准组合并考
虑长期作用的影响，其最大裂缝宽度可按下列公式计算：
施工技术
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