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桥梁桩基综合检测技术研究

文档作者：彭及跃文档来源：东莞市交业工程质量检测有限公司		更新日期： 2026年05月19日	点击数：
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工程技术与应用
66
2023 年 第20 期 总第148 期 工程技术研究
摘要：为提升桥梁桩基检测技术水平，文章总结了声
波透射法、钻芯法检测桩基的原理，从声测管布置、
系统延迟时间标定、判据确定、钻孔布置、钻芯取样
要求及芯样截取和抗压试验等方面分析了桥梁桩基综
合检测技术要点，并以某公路桥梁1# 桩基为研究对象，
制订了检测方案，以供参考。
关键词：桥梁桩基；声波透射法；钻芯法；综合检测
Abstract: In order to improve the technical level of bridge
pile foundation testing, this paper summarizes the principle
of crosshole sonic logging and core drilling method for pile
foundation testing. The key points of bridge pile foundation
comprehensive testing technology are analyzed from the
aspects of sonic logging pipe arrangement, system delay
time calibration, criterion determination, drilling hole
arrangement, core drilling for sampling requirements, core
sample interception and compression test. Taking the 1# pile
foundation of a highway bridge as the research object, the
testing scheme is formulated for reference.
Key Words: bridge pile foundation; crosshole sonic logging;
core drilling method; comprehensive testing
分类号：U443.15
随着我国经济的快速发展，基础设施建设规模日
益扩大，桥梁结构数量逐年增加。桩基础因具有承载
力高、沉降小等优势，在桥梁基础中应用较广泛。桥
梁桩基由水泥、砂石、水等材料组成，属于隐蔽工程，
施工质量控制难度大，部分施工单位偷工减料，导致
桩基成型后产生断桩、夹泥、缩颈、空洞等缺陷，影
响了桥梁结构在施工和运营期间的安全性，严重的可
能导致桥梁结构整体坍塌，危及司乘人员的生命安全。
桥梁桩基综合检测技术研究
彭及跃
东莞市交业工程质量检测有限公司，广东 东莞 523001
Research on Comprehensive Testing Technology for Bridge Pile Foundation
PENG Jiyue
Dongguan Jiaoye Engineering Quality Inspection Co., Ltd., Dongguan 523001, Guangdong, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2023.20.022 .
如何选择合理的检测技术判定桩基完整性，是检测单
位亟须解决的重要问题[1]。进一步研究桥梁桩基综合
检测技术具有重要的工程意义。
1 桥梁桩基检测原理
由《公路工程基桩检测技术规程》（JTG/T 3512—
2020）可知，桩基完整性可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4 个
等级，对应桩身完整、桩身基本完整、桩身有明显缺
陷、桩身有严重缺陷4 种桩身完整性类型。经现场调查，
常用声波透射法和钻芯法检测桥梁桩基完整性[2]。
1.1 声波透射法检测原理
声波透射法根据声波（频率大于20 kHz 的超声波）
在不同介质间的传播特征判断桩基是否存在缺陷，即
将发射换能器和接收换能器分别置于被测介质中，发
射换能器发射一组或多组声波，接收换能器接收声波
信号。通过分析声速、声幅等参数的变化判定介质均
匀性，当桩基内部存在断裂、夹泥、离析、蜂窝、空
洞等缺陷时，会破坏声波连续性，使声波透过或绕过
桩身缺陷继续传播，声速减小，声波波幅降低。声波
透射法检测桩基稳定性的具体步骤如图1 所示。
反射系统待检桩基接收数据
波形分析 数据处理 数据采集
图1 声波透射法检测桩基稳定性的步骤
1.2 钻芯法检测原理
作者简介： 彭及跃，男，本科，工程师，研究方向为路桥检测。 钻芯法借助钻机从桥梁桩基内部钻取混凝土芯样，
工程技术与应用
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工程技术研究 第8 卷 总第148 期 2023 年10 月
常用于大直径钻孔灌注桩检测。技术人员应结合混凝
土芯样的外观、抗压强度等综合判断桩基的完整性。
钻芯法的检测结果更直观，但其检测设备复杂、成本
高、取样个数有限、存在盲区，易对桩基缺陷产生误
判或漏判。
2 桥梁桩基检测技术要点
2.1 声波透射法检测要点
2.1.1 声测管布置
在桩基施工时，应将声测管均匀焊接或绑扎在钢
筋笼内侧，且相互平行、对称布置，埋设至桩底。声
测管的数量和布置形式会直接影响桩基检测面积和检
测范围，当桩径＜ 1.0 m 时，埋设2 个声测管；当桩径为
1.0 ～ 1.6 m 时，埋设3 个声测管；当桩径为1.6 ～ 2.5 m
时，埋设4 个声测管；当桩径＞ 2.5 m 时，应适当增加
声测管数量，保证声测管理论中心距≤ 1 800 mm。为
便于复检，声测管应沿桩截面外侧按顺时针方向依次
编号。
桥梁桩基多为大桩、长桩，在钢筋笼安装及混凝
土浇筑期间会对声测管产生较大的附加应力，使其变
形、断裂，故声测管宜选用金属管，不宜选用钢波纹管、
PVC 管等。同时，声测管是换能器的通道，其直径应
比换能器外径大15 mm 以上，以便换能器在管中顺利
移动。如果换能器加设了定位器，声测管内径可比换
能器外径大20 mm。
2.1.2 系统延迟时间标定
桩基检测前，要在清水中标定声波检测系统的延
迟时间，主要原因在于浑浊水会使声波衰减增大，延
长传播时间，从而增大声波检测误差。具体标定方法
如下：首先，将发射、接收换能器放置于清水中，且
放置高度相同，初始中心间距为400 mm ；然后，以
100 mm 为基准，逐渐增加发射、接收换能器的距离，
并测量声时；最后，以换能器间距为纵坐标，以声时
为横坐标，绘制曲线图。利用式（1）进行线性回归[3]：
t = t0 + b×l （1）
式中：t 为声时，μs ；t0 为声时横轴上的截距，μs ；
b 为直线斜率；l 为换能器中心间距，m。
测量点≥ 5 个，测量误差≤ 0.5%。
（3）判据确定。一般情况下，混凝土声速越低，
质量越差。利用声速判断桩基缺陷时，可采用低限值
法，即某一测点的波速≤声速低限值，说明该点可能
存在缺陷。
声幅能表示能量衰减程度，从而反映混凝土的均
匀性。工程师大多使用首波波幅判断桩基完整性。当
测点波幅值＜波幅临界值时，桩身可能存在缺陷。波
幅临界值可根据式（2）、式（3）确定：
6 D m A ≤A − （2）
式中：AD 为波幅临界值，dB ；Am 为波幅平均值，
dB。
1
1 n
m i
i
A A
n =
= Σ （3）
式中：n 为测点数量；Ai 为第i 个测点的声幅值，
dB。
2.2 钻芯法检测要点
2.2.1 钻孔布置
在钻芯取样前，要结合桩基直径确定钻孔数量和
位置，钻孔布置参数如表1 所示。
表1 钻孔布置参数
桩基直径/m 钻孔数量钻孔位置备注
＜ 1.2 ≥ 1
距桩中心
100 ～ 150 mm 为确定混凝土
强度、桩底沉
淀等，钻芯可
只布置孔
1.2 ～ 1.6 ≥ 2 距桩中心
0.15 ～ 0.25D（D
为桩基直径）范
围内均匀布置
＞ 1.6 ≥ 3
2.2.2 钻芯取样要求
如果钻芯样品与桩身差异较大，会直接影响检测
结果。为提升钻芯取样质量，钻机应选用转速大、振
动小的钻机，并调平底座、立轴垂直，确保钻机安装
稳固。钻机安装完成后，还要进行试运行，无问题后
才能正式钻芯取样。
钻机在取芯样期间不得出现倾斜、移位等现象，
钻孔垂直度与设计偏差应≤ 0.5%，钻孔内循环水流不
得中断，并确保水压能排除孔内岩粉。同时，钻机每
回次进尺宜≤ 1.5 m。当钻至桩身缺陷处或遇钻速骤
降，应立即停钻，查明原因；钻至桩底时，应记录沉
渣厚度[4]。
2.2.3 芯样截取和抗压试验
由相关研究成果可知，在芯样中截取一批芯样试
件开展抗压强度试验，用可靠度指标判断混凝土强度
是否满足设计要求是科学合理的，但在实际工程中应
用存在一定难度。因此，JTG/T 3512—2020 基于“上、
中、下截取芯样试件”原则，给出了抗压试验的芯样
组数。当桩长＜ 10 m 时，每孔应截取2 组芯样；当桩
长为10 ～ 30 m 时，每孔应截取3 组芯样；当桩长＞
30 m 时，每孔应截取4 组芯样。其中上部芯样距桩顶
工程技术与应用
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2023 年 第20 期 总第148 期 工程技术研究
标高的距离、下部芯样距桩底标高的距离均宜小于1D
或2.0 m 中的小值，中间芯样宜等间距截取。
开展抗压强度试验时，每组芯样要制作3 组试件，
试件高度应控制在0.95 ～ 1.05d（d 为芯样平均直径）。
随后，将试件放置于20 ℃的清水中浸泡48 h，使试
件含水量达到饱和。从水中取出试件后，根据现行
《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG 3420—
2020）开展混凝土芯样抗压强度试验，具体强度值可
按式（4）计算：
（4）
式中：fcc 为芯样试件抗压强度，Mpa ；P 为芯样试
件极限荷载，N ；d 为芯样平均直径，mm。
3 桥梁桩基检测实例
受业主委托，对某公路桥梁桩基础开展完整性检
测。该桥梁全长140 m，设计角度为90°，桥面净宽
28 m。桥梁上部结构采用（40+60+40）m 的变截面连
续箱梁，下部结构采用肋板式桥台和桩柱式桥墩，基
础采用钻孔灌注桩。文章以1# 桩为例展开分析，其设
计施工参数如下：桩径1.0 m，设计桩长25 m，施工桩
长25.5 m（须破桩头）、桩身混凝土等级为C35。
3.1 检测方案制订
（1）声波透射法。超声波检测仪器采用RSM-SY7
（E），先采用平测法找出声速、声幅异常的测点。随后
利用扇测法加密测试声学参数异常的测点，这样不仅
能验证第一阶段的检测结果，还能细化桩身缺陷范围。
（2）钻芯法。使用高速油压钻机钻芯，采用万能
试验机进行芯样抗压强度试验。由于桩径＜ 1.2 m，
桩长10 ～ 30 m，须布置1 个钻孔，每孔截取3 个芯
样（9 个抗压试件）。
3.2 检测结果分析
1# 桩基的声波透射法检测结果如表2 所示。
钻芯法显示实际桩长与施工记录基本一致，桩基
底部沉渣较厚（20.5 cm），不满足JTG/T 3512—2020 ；
桩基持力层为微风化泥质粉砂岩，芯样呈短柱状；桩
身混凝土芯样呈长柱状，连续性和完整性好，侧面光滑，
且粗细骨料分布均匀[5]。
万能试验机测得桩基9 个试件的抗压强度分别为
50.6 MPa、48.5 MPa、50.2 MPa、51.3 MPa、50.5 MPa、
49.8 MPa、51.1 MPa、49.6 MPa、50.3 MPa，则混凝土
芯样抗压强度代表值为50.3 MPa，符合设计要求。
结合声波透射法和钻芯法的检测结果，判定该桥
梁的1# 桩基为Ⅱ类桩，桩身基本完整。经排查，桩底
沉渣过厚是因为泵站供料能力不足，清孔后6 h 才能
灌注混凝土，使孔壁泥土在桩底塌落。
4 结论
文章分析了声波投射法、钻芯法检测桩基完整性
的原理和技术要点等，并以某公路桥梁1# 桩基为研究
对象，阐述了检测结果，得出以下结论：
（1）桥梁桩基完整性可划分为4 个等级，常用声
波透射法和钻芯法配合检测。
（2）检测桩基时，声波透射法要结合桩基直径布
置声测管，并标定声波检测系统延迟时间，选择合理
判据。
（3）钻芯法应按JTG/T 3512—2020 确定钻孔数量、
钻孔位置、取芯方法等，并抽取若干试件测定桩身饱
和抗压强度。
（4）检测人员可从声速、声幅、混凝土芯样强度、
桩底沉渣等方面综合判断桥梁桩基施工质量，如发现
问题，及时采取处治措施。
参考文献
[1] 陆海锋. 桩基工程质量检测存在的问题及对策探讨[J]. 广东建材,
2023,39(6):47-50.
[2] 侯斌, 张旭, 林福宽, 等.ROV 在桥梁水下桩基检测中的应用前景与
关键问题思考[J]. 公路,2023,68(5):166-170.
[3] 房伟祥. 桥梁桩基试验检测技术研究[J]. 工程机械与维修,2023(1):
224-226.
[4] 潘天睿. 施工过程中桥梁桩基缺陷成因分析及加固方案研究[D].
贵阳: 贵州大学,2021.
[5] 安爱霞. 公路工程中道路桥梁的桩基施工检测技术解析[J]. 工程技
术研究,2019,4(10):82-83.
桩基编号剖面
实测声速/（km·s-1）
声速变异系数
实测声幅/dB 桩身主要缺陷
描述
桩身完整性
平均声速临界声速平均声幅临界声幅
1#
AB 3.565
3.814
3.4% 105.6 106.2
桩底附近波形
异常，可能存
在缺陷
CA 3.369 2.0% 105.7 106.6 Ⅱ类桩
BC 3.432 3.0% 105.3 106.5
表2 声波透射法检测结果

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