樁基檢測技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用

崔峰宇

（山西省忻州市工程質(zhì)量服務(wù)站，山西忻州 034000）

0 引言

目前在高層建筑工程施工過程中，樁基檢測技術(shù)的施工還存在很多不足之處，不能保證樁基的施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。這就需要在實(shí)際工作中針對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面地檢測，在先進(jìn)檢測技術(shù)的支持下，有效提高樁基檢測工作質(zhì)量和水平，達(dá)到預(yù)期的工作目標(biāo)。

1 樁基檢測定義和內(nèi)容

樁基檢測是以檢測樁基的完整性和承載力為目的，以建筑樁基為檢測對象的一種較為常用技術(shù)手段。檢測內(nèi)容包括對各類的樁、墩和樁墻等進(jìn)行豎向承載力和橫向承載力的檢測，檢測的對象分別是單樁和群樁；檢測建筑墩底持力層的承載力是否正常，對建筑墩底的變形程度進(jìn)行檢測，以確保安全；對樁體、墩體和墻體的完整性進(jìn)行檢測，確定每一個樁、墩和墻的架構(gòu)基本完整；對樁體及樁間土之間的力進(jìn)行檢測，確保樁體與土之間的作用力能夠適應(yīng)整體建筑；對施工環(huán)境，包括建筑工程場地的噪聲、震動以及土地變形情況的檢測；對建筑施工現(xiàn)場出現(xiàn)特殊情況和特殊問題以及事故處理的檢測。在對建筑工程檢測的過程中，各種樁基檢測技術(shù)應(yīng)配合使用，根據(jù)每種檢測技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)對樁基的質(zhì)量進(jìn)行全面檢測，以保障建筑樁基的安全性和穩(wěn)定性。

2 常見的樁基檢測方法

2.1 高應(yīng)變法

激振能量比低應(yīng)變大得多，是通過重錘施加幾十至幾百千牛的應(yīng)力沖擊樁頂，促使樁與土形成相對位移，激發(fā)樁端的支承力與樁周土的阻力，由兩對傳感器（樁頂或其附近的樁側(cè)對稱安裝）量測力和樁—土系統(tǒng)響應(yīng)信號，通過分析它們的時程曲線，根據(jù)波動基礎(chǔ)理論、采用一定的樁周力學(xué)模型，進(jìn)行凱斯法和實(shí)測曲線擬合法計算分析，間接獲取基樁完整性及極限承載力情況。高應(yīng)變法對施工場地條件的要求比靜載試驗(yàn)簡單、測試費(fèi)用較低，被廣泛應(yīng)用在大型樁基項(xiàng)目工程中。但是高應(yīng)變法比低應(yīng)變方法的要求高，樁頭要加固，需配合吊裝設(shè)備。同時也存在多解性，阻尼值及樁土參數(shù)的值是否合理，決定了計算承載力的結(jié)果；對預(yù)制樁接樁焊縫質(zhì)量缺陷問題判斷模糊（要依靠靜載試驗(yàn)來判斷）；容易忽略樁身淺部缺陷和小尺寸缺陷等異常情況。

2.2 低應(yīng)變動測法

低應(yīng)變動測法的使用方法是檢測人員使用小錘等工具對樁基進(jìn)行敲擊，通過與樁體連接發(fā)送的應(yīng)力波信號判斷樁體是否存在缺陷和其他問題。在檢測過程中，通過應(yīng)力波傳回的頻率以及信號的類型，確定樁體的完整性情況。該方法使用方便且檢測速度較快，是樁基檢測技術(shù)中較為重要的檢測手段。需要注意的是測試過程中接收信號的程度：測試過程中應(yīng)注重測試點(diǎn)的選擇，根據(jù)不同的樁體進(jìn)行不同檢測結(jié)果的記錄，測試3～4 點(diǎn)即可；使用小錘打擊的點(diǎn)很重要，要在距離傳感器20cm 左右的地方進(jìn)行敲擊，以得到較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；傳感器要根據(jù)樁基的安裝情況進(jìn)行選擇，確保安裝的傳感器能準(zhǔn)確地發(fā)送回信號；檢測樁基時，對于一根樁子可檢測多次，根據(jù)每次傳回的信號觀察波形并進(jìn)行研究，確認(rèn)最終的檢測結(jié)果。

2.3 聲波透射法

采用聲波透射法對樁基完整性進(jìn)行檢測的原理為：采用發(fā)射源在樁基中發(fā)出彈性脈沖波，同時用接收裝置對這一脈沖波在樁基混凝土中傳播的波動特征進(jìn)行記錄；如果樁基混凝土不連續(xù)或存在破損的界面，則在缺陷面上將產(chǎn)生一個波阻抗界面，在聲波到達(dá)這個界面后，將發(fā)生反射與透射，導(dǎo)致實(shí)際接收到的能量顯著減??；如果樁基混凝土中有嚴(yán)重缺陷，如孔洞、松散和蜂窩，則聲波會發(fā)生散射與繞射；以聲波在傳播時能量發(fā)生的衰減與初至?xí)r間為依據(jù)，結(jié)合頻率產(chǎn)生的變化與波形發(fā)生的畸變，確定測區(qū)中樁基混凝土密實(shí)度等技術(shù)參數(shù)。樁基施工開始前，以樁徑大小為依據(jù)埋設(shè)聲測管，將其作為換能器主要通道。在實(shí)際測試過程中，將兩根聲測管作為一組，在水的耦合作用下，信號從其中一根聲測管當(dāng)中發(fā)出，在另外一根接收，并采用超聲儀對相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測量和采集記錄。測試過程中換能器從樁基的底部開始不斷向上進(jìn)行提升檢測，直到遍布整個樁基的測試面。

2.4 靜載試驗(yàn)

穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)被認(rèn)為是確定地基和地基承載力的最直觀可靠傳統(tǒng)方法，是在樁頂應(yīng)用垂直壓力、垂直壓力或水平推力。觀察降雨、上移或水平隨時間變化的變化，以確定單根支柱如何沿擠壓力、單根樁的垂直抗力、單根樁的水平承載力進(jìn)行校核。對應(yīng)于Q-s 曲線曲率變化點(diǎn)的載荷值，靜態(tài)結(jié)果簡單可靠。但是，該試驗(yàn)耗時、費(fèi)用高昂，對樁體造成一定程度的損害、代表性、規(guī)模和大量地基的分布，由于難以確定載荷裝置的極限，無法評估誤差對樁體承載力和耐久性的影響。如果曲線特征不明確，則絕對承載能力受人為因素的影響更大。

2.5 鉆芯法

鉆芯法借助巖芯鉆探技術(shù)在待檢測樁基沿其長度方向進(jìn)行芯樣鉆取，并在樁端上鉆取相應(yīng)的巖土芯樣，之后對這些芯樣進(jìn)行觀察與測試，評價樁基的成樁質(zhì)量。鉆芯法可對樁基的完整性進(jìn)行直觀觀察，并通過對芯樣的抗壓試驗(yàn)還可以確定樁基混凝土實(shí)際強(qiáng)度能否達(dá)到設(shè)計要求，此外也能對樁基底部的沉渣厚度與樁端持力層實(shí)際情況進(jìn)行檢測，可用于對其他檢測方法所得結(jié)果的驗(yàn)證。但是，檢測速度相對較慢且費(fèi)用高昂，部分缺陷還無法發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用該方法對樁基完整性進(jìn)行檢測判斷時，存在以點(diǎn)帶面和以偏概全的情況，另外，該方法屬于有損檢測，如果檢測存在疑問，需再開一個孔實(shí)施檢測，會對樁身結(jié)構(gòu)造成破壞，對檢測的場地還有一定條件要求。

3 高層建筑工程樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用

3.1 樁基成孔質(zhì)量檢測

高層建筑作為城市現(xiàn)代化建筑中的主流形式，在進(jìn)行樁基施工的時候，普遍使用的都是灌注樁施工方式，樁基的成孔質(zhì)量對于施工效率和質(zhì)量的影響較大，需要進(jìn)行特殊關(guān)注，并且引起施工單位和監(jiān)理單位的高度重視。通過樁基檢測技術(shù)去檢測樁基成孔質(zhì)量，主要涉及以下幾個方面：①檢測樁基孔徑。需要具體的檢測工作人員使用專業(yè)的孔徑檢測器械，在施工的過程中對樁基成孔質(zhì)量進(jìn)行全面檢測，常用的檢測方法有簡易檢測法、聲波檢測法以及傘形孔徑檢測法三種。其中，簡易檢測法的操作最為便利、簡單，但是需要過多依靠以往的檢測經(jīng)驗(yàn)，人為影響因素比較大。而聲波檢測法以及傘形孔徑檢測法則相對準(zhǔn)確一些，并且技術(shù)含量較大，可以準(zhǔn)確反映出樁基成孔的實(shí)際質(zhì)量情況；②檢測樁基成孔的具體位置和垂直度。為了提高高層建筑工程整體的施工質(zhì)量，在進(jìn)行樁基工程施工時，需要由專業(yè)的樁基檢測人員對樁基成孔的具體位置進(jìn)行檢測，以此減少施工中發(fā)生的問題，例如樁基成孔位置與設(shè)計位置偏離等，《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定套管成孔灌注樁垂直度允許偏差最大值為1/100，樁徑500mm 及以上時樁位允許偏差最大值為100+0.01H（H 為樁基施工面至設(shè)計樁頂?shù)木嚯x）。如果不能準(zhǔn)確檢測出樁基成孔位置的偏移問題，不僅會影響到整體的工程質(zhì)量，而且不會導(dǎo)致工程返工問題，使工程工期延長，并且浪費(fèi)資源、增加工程成本。

3.2 合理檢測樁基的承載力

建筑工程施工企業(yè)在實(shí)際工作中，應(yīng)該全面進(jìn)行樁基承載力的檢測，采用靜荷載試驗(yàn)方式與靜動法進(jìn)行處理，也可以使用高應(yīng)變變動檢測方式進(jìn)行處理。首先，在使用靜荷載試驗(yàn)措施的過程中，應(yīng)該將承載力的標(biāo)準(zhǔn)作為試驗(yàn)結(jié)果參考值，檢測工作與試驗(yàn)工作具有直觀可靠的優(yōu)勢，可有效增強(qiáng)監(jiān)測效果。但是，在工作中需要引進(jìn)很多機(jī)械設(shè)備，檢測的周期很長，需要花費(fèi)的成本也很高，難以有效進(jìn)行處理。所以，在實(shí)際工作中，建議采用動力測試的先進(jìn)技術(shù)，降低工作成本并提升監(jiān)測工作準(zhǔn)確性，加快工作速度，有效完成相關(guān)的檢測任務(wù)。

3.3 對建筑樁基的完整性檢測

進(jìn)行完整性檢查，確保樁帽具有良好的整體結(jié)構(gòu)，從而保證高層建筑的穩(wěn)定性。由于檢測樁帽時每種檢測方法都有一定的限制，因此單方面檢測不能完全評估樁帽的完整性功能。有幾種檢驗(yàn)方法需要額外檢驗(yàn)，以確保樁完整性檢驗(yàn)結(jié)果的正確性。常用的樁完整性檢測方法主要有低壓和消聲器法以及鉆芯法。低壓法是檢測樁完整性的常用試驗(yàn)技術(shù)，主要由樁帽頂部振動引發(fā)，利用振動引起的應(yīng)力波，根據(jù)應(yīng)力波傳遞反射來確定樁室內(nèi)的阻力變化，并實(shí)現(xiàn)樁完整性的有效控制。盡管分析會帶來耗時的缺點(diǎn)，但它具有足夠的直觀性，可以了解整個上部建筑翼的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

上述樁檢測技術(shù)在高層建筑工程中起著重要作用，是高層建筑工程質(zhì)量的前提條件。因此，需要從技術(shù)發(fā)展出發(fā)，建立科學(xué)技術(shù)選擇發(fā)現(xiàn)設(shè)備、人員和技術(shù)的合理規(guī)劃流程，確保儀器運(yùn)行平穩(wěn)，提高發(fā)現(xiàn)的效率和質(zhì)量，為建設(shè)項(xiàng)目奠定良好基礎(chǔ)，推動建設(shè)行業(yè)發(fā)展，推進(jìn)現(xiàn)代城市建設(shè)的進(jìn)步。