民用建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)及要點(diǎn)分析

謝鴻達(dá)

（廣州市市政工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)應(yīng)明確建筑工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，以保障建筑穩(wěn)定和安全為目的開(kāi)展檢測(cè)活動(dòng)，對(duì)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行明確。地基檢測(cè)應(yīng)依照《建筑工程地基基礎(chǔ)承載力測(cè)定》文件中的要求落實(shí)技術(shù)指標(biāo)，并對(duì)檢測(cè)流程、檢測(cè)規(guī)范、檢測(cè)制度進(jìn)行明確，切實(shí)保障地基基礎(chǔ)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，保障建筑工程項(xiàng)目基礎(chǔ)的穩(wěn)定。

1 案例分析

某市天河路東民用建筑基礎(chǔ)工程采用旋挖鉆孔灌注樁及管樁進(jìn)行基礎(chǔ)施工，旋挖鉆孔灌注樁樁徑為1000～1400mm，單樁的承載力特征值為7800～14850kN，樁長(zhǎng)為17～54m，共計(jì)樁基礎(chǔ)數(shù)量45根。采用水泥攪拌樁的方式進(jìn)行支護(hù)，數(shù)量共計(jì)達(dá)到205根。完成地基樁基礎(chǔ)施工之后，采用相應(yīng)檢測(cè)技術(shù)對(duì)不同區(qū)域、不同類(lèi)型的基礎(chǔ)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，設(shè)計(jì)應(yīng)用靜載試驗(yàn)、低應(yīng)變法、聲波透射法、鉆芯法等確定最終的檢測(cè)結(jié)果，并對(duì)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行明確。

2 建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

2.1 水泥攪拌樁檢測(cè)技術(shù)

民用建筑工程涉及水泥攪拌樁基礎(chǔ)施工，該區(qū)域設(shè)計(jì)分別應(yīng)用鉆芯法、單樁豎向抗壓靜載、復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)的方法進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，以抽檢的方式對(duì)其質(zhì)量、承載力等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，共計(jì)抽檢水泥攪拌樁的數(shù)量30根。

鉆芯法：是指應(yīng)用鉆機(jī)設(shè)備在基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中通過(guò)鉆芯取樣的方法，對(duì)混凝土的強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行明確，并觀察內(nèi)部質(zhì)量的方法，該技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致混凝土的局部造成一定程度的損傷，但結(jié)果的準(zhǔn)確程度比較高。

單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)：該方法是以試驗(yàn)的方式將豎向的荷載施加到樁頂，觀察試驗(yàn)過(guò)程中的單樁在不同荷載的作用下發(fā)生的沉降情況，并將最終的結(jié)果以曲線(xiàn)或者輔助曲線(xiàn)的方式直觀的展示出現(xiàn)。通過(guò)曲線(xiàn)觀察以及模型建立，對(duì)地基基礎(chǔ)的承載力等參數(shù)進(jìn)行判斷。如何設(shè)計(jì)豎向荷載力是該技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)，按照靜載試驗(yàn)的要求，對(duì)加載量等進(jìn)行設(shè)計(jì)，可適當(dāng)提高荷載強(qiáng)度，但需要避免進(jìn)行相應(yīng)的破壞試驗(yàn)[1]?，F(xiàn)場(chǎng)荷載堆載情況如圖1所示。

圖1 水泥攪拌樁單樁承載力檢測(cè)

復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)：復(fù)合地基、淺層地基、樁端土等區(qū)域的檢測(cè)應(yīng)用該技術(shù)具有一定的普遍適應(yīng)性。該技術(shù)是一種原位試驗(yàn)方法，在一定尺寸承壓板上進(jìn)行分級(jí)荷載施壓，觀察在荷載的情況下地基土層隨著壓力變化產(chǎn)生的形變，是否保持原位的水準(zhǔn)。

在水泥攪拌樁地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，共計(jì)采用了3種檢測(cè)技術(shù)分別對(duì)復(fù)合地基、單樁承載能力和基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，并嚴(yán)格依照《民用建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》內(nèi)容開(kāi)展檢測(cè)工作，規(guī)范技術(shù)應(yīng)用，減少檢測(cè)結(jié)果偏差。

2.2 管樁檢測(cè)技術(shù)

管樁承載力檢測(cè)根據(jù)實(shí)際檢測(cè)需求，對(duì)檢測(cè)樣本數(shù)量和檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行明確。管樁采用抽檢的方式進(jìn)行樣本檢測(cè)，低應(yīng)變法抽取樣本數(shù)量占據(jù)總數(shù)量的20%以上，同時(shí)應(yīng)用單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，樣本數(shù)量控制在50根以?xún)?nèi)，不少于3根。

低應(yīng)變法：該檢測(cè)技術(shù)是指應(yīng)用激振的方式對(duì)樁基礎(chǔ)的完整性進(jìn)行檢測(cè)，低應(yīng)變法的檢測(cè)方式比較多，可以將其分為機(jī)械阻抗法、反射波法等。案例中應(yīng)用低應(yīng)變法中的反射波法對(duì)管樁樁身缺陷程度以及缺陷位置進(jìn)行判斷，用于衡量樁基礎(chǔ)的質(zhì)量是否滿(mǎn)足要求[2]。

單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)：?jiǎn)螛敦Q向抗拔靜載試驗(yàn)的應(yīng)用原理與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的應(yīng)用原理大致相同，通過(guò)在基礎(chǔ)樁頂部施加豎向的上拔力，觀察樁基礎(chǔ)的上拔位移情況。

2.3 灌注樁檢測(cè)技術(shù)

灌注樁采用單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)、鉆芯法、聲波透射法、低應(yīng)變法進(jìn)行檢測(cè)，采用鉆芯法和聲波透射法檢測(cè)樁身質(zhì)量應(yīng)不少于總樁數(shù)量的50%，采用低應(yīng)變法對(duì)所有的灌注樁進(jìn)行檢測(cè)。

聲波透射法：該技術(shù)應(yīng)用方式已經(jīng)比較成熟，通過(guò)施加超聲波透射的方式對(duì)樁身的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，在樁內(nèi)位置埋設(shè)兩根或者兩根以上的聲測(cè)管，并同時(shí)安裝發(fā)射器或者接收器等，將其放置到樁管之內(nèi)，通過(guò)超聲波反饋后的波形變化情況，判斷樁身的完整性[3]。該技術(shù)應(yīng)用操作方式包括平測(cè)法、交叉斜測(cè)法等，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用如圖2所示。

圖2 聲波透射法應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)

3 民用建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

民用建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)不同的基礎(chǔ)類(lèi)型應(yīng)選擇應(yīng)用不同的檢測(cè)技術(shù)，并對(duì)檢測(cè)目標(biāo)、檢測(cè)流程等進(jìn)行明確，按照民用建筑地基基礎(chǔ)工程中涉及的3種地基基礎(chǔ)，應(yīng)科學(xué)選擇檢測(cè)技術(shù)，并對(duì)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行明確，下文將作詳細(xì)的探討。

3.1 低應(yīng)變法技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

低應(yīng)變法在民用建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)中的應(yīng)用，在科學(xué)取樣以及明確檢測(cè)對(duì)象的基礎(chǔ)上，對(duì)樁基進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。首先，檢測(cè)人員需要科學(xué)準(zhǔn)備好檢測(cè)過(guò)程中所需要應(yīng)用到的設(shè)備，包括速度傳感器、動(dòng)測(cè)儀、振力棒等，在明確檢測(cè)目標(biāo)和檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，依據(jù)《低應(yīng)變法應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的內(nèi)容執(zhí)行。本案例中應(yīng)用低應(yīng)變法對(duì)樁身是否存在缺陷進(jìn)行判斷。

該技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)主要是衡量信號(hào)傳遞是否準(zhǔn)確。對(duì)于實(shí)心樁，傳感器的安裝點(diǎn)與激振點(diǎn)的距離宜不小于樁徑1/4，當(dāng)激振點(diǎn)在樁頂中心時(shí)，傳感器宜安裝在與樁中心2/3樁半徑的距離；對(duì)于空心樁，傳感器安裝點(diǎn)、激振點(diǎn)與樁頂面圓心構(gòu)成的平面夾角宜為90°，激振點(diǎn)和傳感器安裝點(diǎn)宜在樁壁厚的1/2處。

激振點(diǎn)位置選擇完畢之后，準(zhǔn)備好錘頭、錘墊等相關(guān)工具，激振方向應(yīng)與樁面保持垂直，確保其以單擾動(dòng)的方式傳遞信號(hào)，激振點(diǎn)也應(yīng)與主筋位置保持一定的距離。在現(xiàn)場(chǎng)敲擊實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)錘頭、錘墊等工具進(jìn)行選擇，并對(duì)寬脈沖和窄脈沖進(jìn)行調(diào)整，確保反射信號(hào)的準(zhǔn)確性[4]。

該技術(shù)應(yīng)用受設(shè)備以及環(huán)境因素影響較大。在檢驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用之前，應(yīng)對(duì)傳感器等設(shè)備進(jìn)行檢查，觀察設(shè)備是否存在問(wèn)題，檢測(cè)過(guò)程中也可能會(huì)對(duì)設(shè)備儀器產(chǎn)生一定程度的影響，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注儀器的動(dòng)態(tài)，及時(shí)更換儀器設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境也應(yīng)保持良好，避免電磁、電壓等產(chǎn)生的信號(hào)導(dǎo)致儀器采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，如出現(xiàn)此問(wèn)題，應(yīng)查找并分析原因，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。

3.2 靜載試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

靜載試驗(yàn)通過(guò)施加不同方向壓力對(duì)樁基的位移變化的測(cè)定，以此作為判斷樁基礎(chǔ)抗壓力、抗拔力、抗水平力的標(biāo)準(zhǔn)。靜載試驗(yàn)應(yīng)準(zhǔn)備好測(cè)力裝置、反力裝置和載荷板等相關(guān)設(shè)備，案例中應(yīng)用靜載試驗(yàn)對(duì)旋挖鉆孔灌注樁及管樁質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

該技術(shù)應(yīng)用應(yīng)對(duì)檢測(cè)所使用的裝置、儀器參數(shù)型號(hào)進(jìn)行明確，設(shè)計(jì)反力裝置承載力為最大試驗(yàn)荷載的1.2倍，并對(duì)加載反力裝置的主要構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度和變形驗(yàn)算，確保反力裝置在堆載過(guò)程不會(huì)失穩(wěn)破壞。

檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中對(duì)荷載力的加載采用逐級(jí)加載的方式，加載量為預(yù)估極限數(shù)值的8%～10%左右，具體視情況而定。當(dāng)觀察荷載相對(duì)穩(wěn)定的情況下，進(jìn)行下一階段的荷載加級(jí)。當(dāng)達(dá)到終止加載條件時(shí)，采用分級(jí)卸載的方法，降低荷載壓力。檢測(cè)過(guò)程中，同時(shí)需要配置相應(yīng)的人員進(jìn)行地基基礎(chǔ)的沉降觀測(cè)，并做好相應(yīng)的記錄工作。沉降觀測(cè)應(yīng)在靜載檢測(cè)的每5min、10min、15min各測(cè)讀一下參數(shù)，累計(jì)觀測(cè)1h后，每30min讀取一次沉降參數(shù)，并將記錄數(shù)值進(jìn)行記錄，達(dá)到穩(wěn)定值之后，停止沉降觀測(cè)。同時(shí)沉降觀測(cè)應(yīng)對(duì)終止加載條件明確，如沉降量觀測(cè)值大于上級(jí)沉降觀測(cè)值的5倍以上，則停止加載，如沉降量在上一級(jí)觀測(cè)的2倍以上，在一天內(nèi)未達(dá)到穩(wěn)定數(shù)值，則停止加載；當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)最大荷載值時(shí)，停止加載。將所記錄的值繪制曲線(xiàn)，作為評(píng)價(jià)地基基礎(chǔ)情況的依據(jù)。

3.3 鉆芯法技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

鉆芯法應(yīng)使用雙管液壓鉆機(jī)，設(shè)置鉆機(jī)壓力為中等，鉆進(jìn)檢測(cè)過(guò)程中確保鉆進(jìn)的參數(shù)穩(wěn)定，并對(duì)鉆進(jìn)次數(shù)進(jìn)行記錄。鉆芯法檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)在于對(duì)鉆頭的控制，鉆進(jìn)過(guò)程中觀察鉆頭的情況，避免鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)偏離的情況，如出現(xiàn)偏差及時(shí)對(duì)其進(jìn)行校正，確保垂直鉆進(jìn)偏差值在0.5%以?xún)?nèi)。鉆進(jìn)過(guò)程中要避免對(duì)地基基礎(chǔ)的主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，盡可能減少鉆芯孔的空隙?；阢@芯法在抗壓強(qiáng)度檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用，鉆芯取率值應(yīng)控制在95%以?xún)?nèi)，取樣的直徑應(yīng)大于骨料直徑的2倍以上。案例中將鉆芯法應(yīng)用到旋挖鉆孔灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)之中，切實(shí)做好記錄與數(shù)據(jù)核對(duì)工作，控制鉆進(jìn)過(guò)程的速度，避免由于返孔過(guò)程中帶出大量的泥水，如出現(xiàn)此問(wèn)題，則需要停止鉆進(jìn)，分析原因，采取相應(yīng)的措施解決上述問(wèn)題。

鉆芯法應(yīng)將設(shè)備鉆進(jìn)至距離樁基礎(chǔ)20cm的位置，進(jìn)尺參數(shù)以及泵壓參數(shù)應(yīng)嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)樁底鉆穿的問(wèn)題出現(xiàn)，鉆進(jìn)持力層的深度應(yīng)控制在1m以?xún)?nèi)，確保最終檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。如在鉆進(jìn)檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則采用靜載試驗(yàn)的方法對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行佐證。

3.4 超聲透射法技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

超聲透射檢測(cè)法在民用建筑地基基礎(chǔ)灌注樁檢測(cè)中應(yīng)用，該方法通過(guò)預(yù)埋聲測(cè)管的方式作為超聲波信號(hào)接收和轉(zhuǎn)化的主要通道，探頭的設(shè)置應(yīng)從底部開(kāi)始，逐步提升，基于設(shè)備對(duì)聲波的時(shí)間參數(shù)、變化頻率等進(jìn)行明確，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析觀察基礎(chǔ)的質(zhì)量，判斷其是否存在缺陷。

該技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)在于對(duì)聲波發(fā)射器和接收器的控制，設(shè)計(jì)諧振頻率在45kHz左右，并控制基礎(chǔ)樁的外徑與聲測(cè)管的內(nèi)徑參數(shù)符合要求，確保有效的工作段長(zhǎng)度在15cm以?xún)?nèi)，并預(yù)先做好水密性檢測(cè)。在水壓滲水情況小于1MPa的情況下應(yīng)用此技術(shù)對(duì)灌注樁進(jìn)行檢測(cè)。如測(cè)距比較大，則需要輔助應(yīng)用前置放大器對(duì)其進(jìn)行處理。聲波檢測(cè)裝置在應(yīng)用過(guò)程中復(fù)雜，抗擾能力應(yīng)在0.5μs以上，參數(shù)誤差值應(yīng)控制在5%以?xún)?nèi)，脈沖的電壓幅值設(shè)計(jì)在500V左右。該技術(shù)檢測(cè)應(yīng)用應(yīng)對(duì)預(yù)埋管的接駁方式和固定方式進(jìn)行控制，采用螺口接駁方式，直接對(duì)其進(jìn)行接駁固定。

針對(duì)不同的地基基礎(chǔ)，應(yīng)采用不同的檢測(cè)技術(shù)，并對(duì)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行明確。民用建筑地基基礎(chǔ)工程涉及要素較多，應(yīng)在反復(fù)測(cè)量和驗(yàn)證的情況下確保地基基礎(chǔ)的質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合具體的案例對(duì)地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)比不同技術(shù)應(yīng)用檢測(cè)結(jié)果，對(duì)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行明確。靜載試驗(yàn)和聲波透射法在地基基礎(chǔ)檢測(cè)中的應(yīng)用效果較好，期間需要考慮建筑局部質(zhì)量以及建筑使用年限等對(duì)基礎(chǔ)所產(chǎn)生的影響，建立長(zhǎng)效檢測(cè)機(jī)制，并嘗試在地基基礎(chǔ)檢測(cè)中應(yīng)用新型技術(shù)，有效提高基礎(chǔ)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。