建筑工程中的樁基檢測技術(shù)的運(yùn)用核心探索

王哲

【摘 要】隨著社會的發(fā)展，一幢幢建筑物拔地而起，建筑物的外觀新穎，高度也呈現(xiàn)日益增高的趨勢，因此，人們對于建筑質(zhì)量的要求也越來越高。樁基是建造過程中最基礎(chǔ)的部分，樁基是否堅(jiān)實(shí)可靠，決定了整個(gè)建筑物是否堅(jiān)實(shí)牢固。因此樁基的檢測工作顯得尤為重要，且被高度重視。本文從這三個(gè)檢測部分分別展開了討論，探討了樁基檢測的幾大核心技術(shù)，分析了他們的原理，并評判了他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，以求能為實(shí)際的樁基質(zhì)量監(jiān)督提供一些想法。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;樁基檢測;運(yùn)用核心;探索

中圖分類號： TU473.16文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）07-0186-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.077

【Abstract】With the development of society， buildings emerge from the ground， the appearance of buildings is novel， and the height of buildings is also showing a growing trend. Therefore， people's requirements for building quality are getting higher and higher. Pile foundation is the most basic part in the construction process. Whether the pile foundation is solid or not determines whether the whole building is solid or not. Therefore， the detection of pile foundation is particularly important and highly valued. In this paper， the three parts are discussed separately. Several core technologies of pile foundation detection are discussed， their principles are analyzed， and their respective advantages and disadvantages are evaluated in order to provide some ideas for practical pile foundation quality supervision.

【Key words】Construction engineering; Pile foundation detection; Application core; Exploration

0 引言

樁基的檢測分為三個(gè)部分，分別是樁基完整性的檢測、樁基強(qiáng)度的檢測、樁基承載力的檢測。樁基的完整性、強(qiáng)度以及承載力分別決定了建筑工程的穩(wěn)固程度、質(zhì)量好壞和荷載力的強(qiáng)弱。

1 樁基完整度檢測

樁基完整性檢測在樁基檢測中占基礎(chǔ)地位，所謂樁基完整性檢測，即檢測樁基內(nèi)部是否存在缺陷，樁身材料是否連續(xù)、樁體是否連續(xù)等?，F(xiàn)行對于樁身完整性的技術(shù)方法主要是低應(yīng)變法以及聲波透射法，這兩種方法在實(shí)際中應(yīng)用廣泛，且具備較多的優(yōu)點(diǎn)，能夠最大程度地提高效益，避免對樁基產(chǎn)生影響。

1.1 低應(yīng)變法

低應(yīng)變法全稱低應(yīng)變動力試樁法，其原理為：將樁基視作一維彈性均值桿件，在樁頂設(shè)置波段信號的接受傳感器，用激振信號在樁頂對于樁基進(jìn)行一定的刺激，產(chǎn)生彈性波，彈性波會沿著樁基向下傳播，由于彈性波在不同介質(zhì)或條件下會產(chǎn)生不同的斷裂或不連續(xù)現(xiàn)象等，當(dāng)向下傳播的彈性波遇到斷裂、障礙、蜂窩空洞等不同的結(jié)構(gòu)時(shí)，會產(chǎn)生不同的反射波，反射波反彈到樁頂，被接收傳感器捕獲，經(jīng)一系列不同的數(shù)據(jù)處理，我們就可以看到在不同的位置區(qū)域波段的幅值、波形特征等，再對這一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以對于樁基內(nèi)部是否有裂痕，樁身長度、樁身材料是否連續(xù)、樁體是否連續(xù)等進(jìn)行判斷，從而做出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

低應(yīng)變法利用了彈性波的性質(zhì)特點(diǎn)，可以很好地對于樁基完整度進(jìn)行檢測。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：得出結(jié)果較為詳細(xì)清晰、檢測過程可視、對于樁基本身并不產(chǎn)生任何影響，操作簡單方便等。利用低應(yīng)變法對于樁基進(jìn)行檢測的一個(gè)注意點(diǎn)是，要對于同一樁基做不低于三次的質(zhì)量檢測工作，保證得出數(shù)據(jù)的完整性，將可能存在的誤差保持在最合理的范圍之內(nèi)，保證結(jié)論的準(zhǔn)確性和可靠性。

1.2 聲波透射法

聲波透射法包括樁內(nèi)單孔透射法、樁外透射法和樁內(nèi)跨孔透射法，在實(shí)際樁基檢測中最常用的方法是樁內(nèi)跨孔透射法，這是因?yàn)榕c單孔透射法和樁外透射法相比較，樁內(nèi)跨孔透射法能夠最大程度地減小誤差，方便數(shù)據(jù)的處理。

樁內(nèi)跨孔透視法的檢測原理在于：首先在樁內(nèi)預(yù)埋兩根平行的聲測管作為換能器的通道，同時(shí)在聲測管內(nèi)注入清水避免發(fā)生較大的數(shù)據(jù)差錯。在樁基的一端設(shè)置好換能器接收儀器，在另一端一定距離則設(shè)置向上勻速移動換能器，換能器能發(fā)射超聲脈沖信號，超聲脈沖信號具有其穿越特性，可以在泥土、混凝土中產(chǎn)生不同的波形、聲速等特質(zhì)信息，通過對于這些特質(zhì)信息的分析與對比，我們可以判斷出樁基混凝土中是否有縫隙、夾層、雜質(zhì)等。

樁內(nèi)跨孔透視法的應(yīng)用原理與低應(yīng)變法有一定的相似之處，因此其也具備低應(yīng)變法的某些優(yōu)點(diǎn)，例如不對樁基產(chǎn)生影響、數(shù)據(jù)較好處理且在一定程度上可以避免較大誤差、操作較為簡單方便、不受樁長度的限制，可以反映出混凝土的分布狀況等。但是樁內(nèi)跨孔透視法也有一定的缺點(diǎn)。由于超聲脈沖信號對于不同的障礙有時(shí)會反應(yīng)出相同的波段特征，因此，聲學(xué)參數(shù)的變化往往會受到混凝土材料、拌合程度等的影響，不利于得出最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行最準(zhǔn)確的樁基質(zhì)量檢測。

2 樁基強(qiáng)度檢測

樁體的強(qiáng)度主要取決于混凝土的強(qiáng)度、灌注狀況等，混凝土的強(qiáng)度越強(qiáng)，灌注狀況越緊密則樁體的強(qiáng)度越強(qiáng)，樁基的質(zhì)量越好。目前對于樁基強(qiáng)度的檢測主要采用的是鉆芯法，進(jìn)行一定的取樣檢測來判斷樁基的強(qiáng)度。

鉆芯法的全稱為鉆孔取芯法，顧名思義，鉆孔取芯法的檢測原理就是通過在樁基的內(nèi)部鉆孔，取出一定階段的樁體混凝土，通過對混凝土的分析和檢測判斷其強(qiáng)度和灌注狀況等。進(jìn)行該方法檢測時(shí)，首先沿樁身長度方向鉆取混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，再對于混凝土芯樣和樁端巖土芯樣用力學(xué)檢測機(jī)進(jìn)行測試，得出詳細(xì)的數(shù)據(jù)，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，清楚地判斷混凝土的膠狀結(jié)構(gòu)和灌裝柱的完整性。

鉆芯法的優(yōu)點(diǎn)在于方法原理比較簡單，得出數(shù)據(jù)也比較簡單快捷，適用于比較短的樁基的強(qiáng)度檢測。但是在鉆孔取芯時(shí)抽樣部位不易于判斷，同時(shí)，取樣部位也會受到種種因素的限制。最重要的影響是，對于樁基進(jìn)行取樣會對樁基造成一定程度的破壞，最后的強(qiáng)度數(shù)據(jù)就會與完整性遭到破壞的樁基不同，成本費(fèi)用也大幅度提高。

3 樁基承載力檢測

樁基承載力檢測是指對于樁基所能負(fù)荷的最大荷載的檢測，樁基承載力檢測的結(jié)果決定著建筑物建造的層高、材料使用等多個(gè)方面，對于建筑工程的開展具有重要意義。樁基承載力檢測有許多種方法，例如靜荷載試驗(yàn)、高應(yīng)變檢測、自平衡法、靜動法、光纖傳感技術(shù)等，目前最為常用的兩種方法是靜荷載試驗(yàn)法和高應(yīng)變檢測法。

3.1 靜荷載試驗(yàn)法

靜荷載試驗(yàn)法檢測的是樁基在靜置狀態(tài)下承載能力的大小。靜荷載試驗(yàn)法的原理通俗地來講十分簡單，即在樁基的頂部不斷加大壓力，觀察樁基的位移曲線和形變程度，當(dāng)觀察指標(biāo)都達(dá)到閾值時(shí)，記錄下此時(shí)的施加重力的大小，得出最終的承載力數(shù)據(jù)。實(shí)際操作中，其操作方式為：用堆載或錨樁等反力裝置借助千斤頂反向施加力給單樁，用壓力表和百分表分別記錄上部堆載傳遞過來的壓力和樁頂位移。最后根據(jù)兩者的沉降差得出最后的結(jié)論。其試驗(yàn)平臺的搭建方式為：在工程測試樁上面裝置千斤頂，在千斤頂上面裝置主梁、壓重平臺以及配重塊，再在兩側(cè)裝置壓力表和百分表。配重塊用以調(diào)整施加壓力的大小，壓力表和百分表用以檢測數(shù)據(jù)。

靜荷載試驗(yàn)法的原理較為簡單，比較便于理解，同時(shí)在數(shù)據(jù)記錄階段也比較簡單方便，但是靜荷載試驗(yàn)法在檢測樁基承載力時(shí)不易于操作，一方面體現(xiàn)在試驗(yàn)平臺的搭建，試驗(yàn)平臺需要較多的設(shè)備，且實(shí)施時(shí)比較笨重，需要大型機(jī)械車輛配合;另一方面體現(xiàn)在所需場地比較大，場地地基處理要求較高。

3.2 高應(yīng)變檢測法

靜荷載試驗(yàn)法是在加速度為零的條件下對于樁基承載力的測試，而高應(yīng)變法則是在加速度存在的條件下對于樁基承載力的測試，其工作原理：通過重錘敲擊樁頂，使樁和土產(chǎn)生一定的相對位移，充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力，安裝在樁身兩側(cè)的壓力盒與加速度傳感器對樁頂傳輸過來的應(yīng)力波信號進(jìn)行捕捉分析，利用波形理論計(jì)算分析力和速度時(shí)程曲線，以此間接獲得基樁的質(zhì)量情況和極限承載力。

高應(yīng)變檢測法對于大型工程的樁基檢測十分有用，其在實(shí)際運(yùn)用中能夠充分利用應(yīng)力波信號的特點(diǎn)，準(zhǔn)確清楚地反映相關(guān)信息，同時(shí)，高應(yīng)變檢測法的操作難度不高，對于樁基本身并不產(chǎn)生任何影響，真正具有無損性。因此，高應(yīng)變檢測法是當(dāng)前國際上受到廣泛認(rèn)可的樁基承載力檢測方法。目前對于高應(yīng)變檢測法數(shù)據(jù)的分析主要采用的是CASE法，相對來說，CASE在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、模型的先進(jìn)性、操作的方便性等方面綜合效果較好，這是CASE法得到廣泛認(rèn)可的原因。

4 結(jié)語

樁基檢測工作對于建筑工程的安全質(zhì)量有著十分重要的影響，只有先在樁基層面打好基礎(chǔ)，建筑物才能正常施工開展，建好后建筑物的質(zhì)量才能得到有效保證。由于樁基工程屬于隱蔽性工程，所以在樁基檢測方面的工作往往會受到忽視，這在實(shí)際施工中是萬萬不可的，檢測單位一定要做好相關(guān)工作，保證施工安全。上文分析了不同檢測方面的不同技術(shù)要點(diǎn)及其優(yōu)劣性，在實(shí)際檢測的工程中，可以同時(shí)運(yùn)用幾種方法進(jìn)行檢測，取長補(bǔ)短，做好樁基檢測工作。