静载试验是目前确定单桩极限承载力最为准确、直观和可靠的检测方法,它通过桩顶施加的竖向荷载与测得的沉降关系曲线来判断单桩承载力。鉴于静载试验结果的可靠性高,《规范》规定对于地基基础设计等级为甲级、场地地质条件复杂、桩身有明显缺陷等桩基工程必须采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力。
由于测试仪表的精度、分析方法的差异和工程判断的能力等因素,静载试验测试误差也可能达到 10%左右,严格地说,静载试验结果也不具有唯一性。此外,静载试验无法确定桩身质量缺陷的程度和分布情况,无法评价缺陷对桩身结构承载力和耐久性的影响程度。
声波透射法适用于混凝土灌注桩的桩身完整性、地下连续墙的墙身完整性检测,判定桩身或墙身缺陷的位置、范围和程度。由于发射和接收声波换能器在预埋声测管中上下移动并检测声波由发射换能器到达接收换能器之间桩身混凝土的质量,因此,测试信号不受桩孔孔径变化的影响。
高应变较低应变而言具有更大的冲击能量,能够检测桩身深部和桩底缺陷,当沿桩长范围内桩孔孔径变化不大时,高应变信号对反映桩端沉渣和持力层状况具有重要意义。在实际工程中当钻芯试验发现桩端持力层岩样较破碎或桩端有沉渣时,可用高应变试验验证持力层承载性状或沉渣对单桩承载力的影响。桩端持力层理论上可看作半无限平面,在桩端竖向荷载作用下,其受力性状有别于芯样试件轴心抗压试验,即桩端下持力层在竖向压力作用时,将受到周围岩土的径向水平压力作用,是三维受力状态,且竖向压力越大,水平压力也越大,这种水平约束压力的存在导致桩端持力层承载力得到提高。岩样试件试验时没有侧向压力作用,是一维轴心受压应力状态。因此,在不考虑持力层裂隙发育的情况下,桩端持力层抗压承载力一般大于岩样试件承载力。当持力层存在裂隙时,钻头的扰动将导致岩样沿裂隙裂开,造成岩样呈短柱状或碎块桩,此时,可根据高应变实测桩底信号评价裂隙对桩端持力层承载力的影响。
同样,桩端沉渣对单桩承载力的影响也可根据高应变试验结果进行评价。因此,高应变和钻芯两种试验方法在工程应用上可以相互补充、相互验证,对于钻芯试验发现的桩身局部混凝土强度偏低、夹泥和桩端沉渣、持力层破碎或软弱夹层等缺陷,高应变试验结果能总体评价它们对单桩承载力的影响程度;对于高应变试验实测波形出现的桩身、桩端缺陷反射,钻芯试验结果有助于区分引起缺陷反射的原因,如桩孔渐扩后突然回缩、桩身混凝土质量缺陷、桩端沉渣、持力层软弱夹层等,为高应变合理判定单桩承载力提供参考。
随着建设工程检测市场的逐步开放,检测行业的竞争也将日趋激烈,同时对检测机构及其从业人员的能力和素质也提出了更高的要求,也必将促进相关检测技术的不断创新与完善。