高層建筑工程施工中樁基檢測技術(shù)的運用

文／沈云山 浙江省余杭石油化工集團 浙江杭州 311100

引言：

樁基是建筑的基礎(chǔ)，只有在保障樁基穩(wěn)定性、承載力等指標(biāo)達到國家標(biāo)準的前提下，才能開展上部結(jié)構(gòu)的施工，增強建筑的整體性，消除其中的安全隱患。積極開展樁基工程檢測工作，確保其達到驗收標(biāo)準后再開展下一階段的施工，可以切實提高工程質(zhì)量效果，為人們帶來更好的使用體驗。由于樁基工程的范圍較大且周期較長，因此給檢測工作帶來了一定的難度，應(yīng)該逐漸轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念和方法，提高檢測工作整體成效。尤其是要加強對施工技術(shù)及工藝的關(guān)注，通過技術(shù)優(yōu)化來完善施工流程。

1、建筑樁基工程施工要求

目前，我國建筑工程建設(shè)發(fā)展迅速，樁基工程是建筑工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量對工程的整體質(zhì)量有著重要的影響，影響著工程的安全及施工項目的使用壽命。因此，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、樁基的結(jié)構(gòu)和施工工藝的不同，在一定程度上實現(xiàn)對施工質(zhì)量的控制。同時，樁基施工要遵循以下基本要求：（1）應(yīng)結(jié)合地下水位、樁端支護層深度、土壤成分等土壤條件制定具體要求。（2）選擇合理的樁基，樁基施工前從上層到地基，需要估算外加荷載的大小，進行相應(yīng)的樁設(shè)計，這是一個重要的因素。（3）應(yīng)與機械化設(shè)施的需求聯(lián)系起來，同時評估施工單位可用的樁基設(shè)施。

2、樁基工程質(zhì)量檢測的基本內(nèi)容

在開展樁基工程質(zhì)量檢測工作前，應(yīng)該做好全面的準備工作，明確施工區(qū)域的地形地貌和地質(zhì)狀況，以便選擇合適的檢測方法，確保檢測結(jié)果的可靠性。樁基堵管檢測往往采用超聲波檢測技術(shù)，在采用鉆孔抽芯檢測技術(shù)時，應(yīng)該做好鉆機的就位，使其獲得更具代表性的芯樣。當(dāng)樁徑在2m以上，樁長在50m以上時，鉆孔抽芯技術(shù)會遇到一定的局限性，阻力波會隨著樁長徑比的增大而不斷增強，因此會對低應(yīng)變反射波檢測效果產(chǎn)生影響，在實踐工作當(dāng)中應(yīng)該加強控制。在成孔檢測工作當(dāng)中，主要是針對孔深、沉渣厚度、樁基位置和垂直度實施檢測。合理控制沉渣的厚度，防止對樁基力學(xué)性能產(chǎn)生干擾。良好的垂直度效果，也能夠防止出現(xiàn)較大的附加力矩，以保障整體穩(wěn)定性。

3、建筑樁基工程施工質(zhì)量問題分析

3.1 單樁承載力不符合設(shè)計要求以及樁基傾斜過大

造成樁身承載力低于設(shè)計要求的原因，往往是樁深不足，達不到設(shè)計值，樁身承載力降低，其原因如下：提供的地層剖面和地面承載力等相關(guān)數(shù)據(jù)與實際情況不匹配，如果天花板和樁端的位置不正或變形，容易發(fā)生打樁傾斜，造成錘頭偏心。樁身坡度過大，預(yù)制樁質(zhì)量不達標(biāo)，易造成樁頂傾斜；樁端位置不正或變形，造成樁身變形；樁序錯誤，泥土作用強，基坑開挖不公平，樁身可能因測徑誤差過大而傾斜等。

3.2 檢測報告不規(guī)范

對于檢測報告編寫工作的重視程度不高，在編寫過程中存在較大的隨意性問題，無法達到行業(yè)標(biāo)準要求，導(dǎo)致部分數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)遺漏和錯誤等，無法為工程建設(shè)提供可靠的參考。缺乏對現(xiàn)場檢測工作的有效監(jiān)管，在工作中采用的檢測方法不夠合理，無法與當(dāng)前樁基工程特點保持協(xié)同，不僅會降低工作效率，而且難以發(fā)現(xiàn)隱蔽性質(zhì)量問題。

3.3 沉樁沒有達到最終的設(shè)計控制要求

沉樁達不到設(shè)計的質(zhì)量控制要求，原因如下：（1）勘查點缺乏或勘查資料不詳，施工區(qū)地質(zhì)條件特別是支撐層的起伏度不明確；（2）沉樁自身質(zhì)量（澆筑、養(yǎng)護引起）；（3）運輸控制保護不到位，比如傾斜而折斷，或被障礙物過度彎曲，從而導(dǎo)致樁斷。

3.4 制度體系缺失

樁基工程質(zhì)量檢測的專業(yè)性較強且環(huán)節(jié)較多，如果缺乏完善的制度體系，則會對工作實施效果產(chǎn)生負面影響，無法保障檢測結(jié)果的可靠性。在制度建設(shè)中未能考慮到國家標(biāo)準、行業(yè)標(biāo)準和地方標(biāo)準等，因此其執(zhí)行效果不佳，無法起到良好的約束作用。質(zhì)檢設(shè)備缺乏統(tǒng)一性，在原理和型號等方面具有較大的差異性，如果未能構(gòu)建統(tǒng)一的管理機制，則會使檢測報告的真實性和準確性下降。

3.5 樁孔直徑的問題

在灌注樁施工過程中，如果樁孔的直徑較小，則樁的橫向摩擦阻力和承載力樁端變小，整體樁質(zhì)量下降。如果樁孔頂部直徑增大，樁頂阻力增大，但底部阻力不充分工作，一根樁上要鋪設(shè)的混凝土量就迅速增加，如果傾斜到一定程度，樁垂直方向的荷載力特性發(fā)生變化，樁的荷載力變?nèi)酢?/p>

4、樁基檢測技術(shù)

4.1 鉆芯法

鉆芯法作為一種直接法，作為能夠直接控制樁基完整性的直接方法，也可以對強度進行測試。 直接從樁中取中心，可以直接測量樁的長度和砂土的厚度，直接觀察樁的質(zhì)量。 等檢查方法無法實施。 取心部分的測試可以確定混凝土的強度，評價樁的質(zhì)量。 鉆芯法也存在一些缺陷，首先不能檢測樁徑小的樁基，只能應(yīng)用于樁徑大于800mm的樁基檢測，只能反映大面積樁的部分缺陷，對小缺陷檢測效果不好，不能有效反映。

4.2 低應(yīng)變檢測技術(shù)

低桿檢測技術(shù)主要是指爐頂部受到外界沖擊力的作用，樁基的頂部會產(chǎn)生以樁體為軸線的縱向應(yīng)力波。 該應(yīng)力波在特定的傳遞過程中，通常伴有生殖路徑長度的一定變化，因此，如果檢測人員發(fā)現(xiàn)某個樁基波段出現(xiàn)異常情況，可以立即判斷樁基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷。 與傳統(tǒng)的基于堆棧的檢測技術(shù)相比，該無損檢測技術(shù)運行過程方便，經(jīng)濟性強。 從實際應(yīng)用的角度看，該檢測方法在實際應(yīng)用過程中有一定的局限性。

4.3 反射和聲波透射法

建設(shè)過程要受到多種因素的制約，實際地質(zhì)情況和實際土層結(jié)構(gòu)變化需要改變樁基和地基的實際承載力。 因此，對樁基和地基的實際檢測工作必須完善，檢測方法也必須不斷精益求精和發(fā)展。 近年來，聲波透射法與先進的檢測儀器配套使用，在檢測中取得了良好的使用效果。 在檢測中，聲波傳輸方法具有突出優(yōu)點，結(jié)合先進的技術(shù)手段和檢測設(shè)備，使檢測效果基本符合現(xiàn)有技術(shù)指標(biāo)是重大的質(zhì)量提高。 聲波透射法可以結(jié)合投影設(shè)備評價基樁質(zhì)量問題，進行全方位無死角精密檢測，同時結(jié)合有效的技術(shù)手段對基樁和地基進行超聲波檢測。 脈沖星是一種先進的檢測設(shè)備，主要能發(fā)射周期性信號進行檢測，穿透混凝土表層物質(zhì)評估內(nèi)部情況，接收端安置評測儀器，直接接收和采集返回信號。

4.4 高應(yīng)變應(yīng)力檢測波法

高應(yīng)變應(yīng)力檢測波法是一種動態(tài)測樁法，其原理是重錘撞擊時的力和速度信號是通過在離樁頂一段距離的樁內(nèi)打孔并對稱設(shè)置力和速度傳感器來采集的，在此基礎(chǔ)上確定樁的完整性。通過重錘的位置，會產(chǎn)生旁通的沖擊，導(dǎo)致樁土之間發(fā)生塑性位移，凸起樁側(cè)與樁端之間產(chǎn)生摩擦，因此在傳感器采集的信號中存在承載力因素，因此還可以確定樁基的極限承載力。由于檢測準備時間長、成本高，一般只用于樁基承載力檢測工作，對結(jié)構(gòu)的完整性檢測應(yīng)用很少。

4.5 結(jié)合靜載試驗法

在實際測試過程中，必須選擇合理有效的測試方法，使實際測試值接近實際情況。在現(xiàn)場測試過程中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況，選擇合適的測試方法，以獲得最準確的值。樁基和基礎(chǔ)檢查工作中最重要的是承載力測試。也就是說，測試樁基的實際載荷力，結(jié)合樁基的載荷力進行準確的測試，確保在垂直狀態(tài)下進行有效的測試，測量實際載荷力。駐波實驗是一種較好的檢測手段，是方向性較強的檢測方式，其檢測方法較為簡單，在實際工作中也能保證準確度。在具體檢查過程中，操作過程和方法如下:（1）建設(shè)輔助設(shè)施，在樁基底部增設(shè)輔助設(shè)備，增加部分實際荷載，然后控制和加固荷載，通過技術(shù)手段進行有效控制，通過技術(shù)手段促進樁的均勻受力。（2）對檔案及地基進行有效的技術(shù)觀測，記錄不斷觀測時的數(shù)值變化，檢測荷載增加過程的變化數(shù)值，觀察檔案的實際作用。（3）準確比較這些數(shù)據(jù)，記錄變化值，結(jié)合實際因素編制荷載變化曲線，結(jié)合曲線進行技術(shù)分析，評價樁基實際承載力，評價工程質(zhì)量，全面評價施工效果。

5、施工要點

5.1 樁基施工準備

施工前必須進行建筑樁基工程調(diào)查，同時，要做好現(xiàn)場勘察及準備工作。（1）對施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境進行實地調(diào)查。施工前對樁基施工現(xiàn)場進行綜合調(diào)查，提供必要的資料，提供選型管理。（2）技術(shù)準備。主要包括：組織、制定施工計劃，并規(guī)定樁機、樁法、施工順序、鄰近建筑或地下管道、軌道的防護措施。施工進度計劃應(yīng)當(dāng)包括按照施工總體進度計劃進行的打樁施工計劃，從而確定技術(shù)工藝參數(shù)。

5.2 做好現(xiàn)場儀器設(shè)備的管理工作

樁基檢測方法多種多樣。使用的專業(yè)工具也不同。在現(xiàn)場管理各種測試工具時，必須做好4件事。（1）要做好設(shè)備的進場管理。根據(jù)樁基工程的實際情況，選擇適當(dāng)?shù)臉痘鶛z查方法，根據(jù)檢查過程有秩序地引進設(shè)備，避免進入檢查工作區(qū)。（2）做好電氣設(shè)備檢查工作，確保設(shè)備漏電保護裝置狀態(tài)良好，電纜及電氣設(shè)備的絕緣裝置不受損壞。同時要做好手動電動工具的絕緣檢查工作，保證電鉆、手動研磨機等設(shè)備的絕緣性能良好。（3）做好大型機械設(shè)備的檔案管理，確保運輸設(shè)備、起重機設(shè)備、焊接設(shè)備信息齊全，在使用過程中不出現(xiàn)大型設(shè)備問題，造成人員傷亡。（4）做好起重設(shè)備的檢查和管理。檢查起重機設(shè)備支撐支架的穩(wěn)定性、是否存在未完全伸展問題、是否存在支撐架下沉問題。確保起吊設(shè)備運行良好，防止起重設(shè)備發(fā)生翻車問題，造成人員傷亡。

5.3 優(yōu)化管理體系

當(dāng)前管理模式無法適應(yīng)新時期建筑行業(yè)的發(fā)展需求，因此應(yīng)該及時總結(jié)管理經(jīng)驗，引入先進的管理理念和方法，提高樁基工程質(zhì)量檢測水平，增強各個流程及環(huán)節(jié)的規(guī)范性。質(zhì)量認證和ISO質(zhì)量體系在實踐中的應(yīng)用效果較好，應(yīng)該對當(dāng)前質(zhì)量標(biāo)準予以細化，從不同角度出發(fā)衡量樁基的施工質(zhì)量，在完善的質(zhì)量保證體系下增強質(zhì)量控制效果。在實踐工作當(dāng)中應(yīng)該對《樁基檢測工作手冊》予以全面完善和優(yōu)化，明確樁基檢測、現(xiàn)場測量和記錄分析中的要點及難點，以達到動態(tài)化管理的目的。

5.4 做好未處理樁孔的安全管理

加強對施工人員的現(xiàn)場安全教育，提高安全意識，使施工人員在施工中自覺采取安全預(yù)防措施。通過加強安全培訓(xùn)，現(xiàn)場工作人員認識到改進樁孔加工、處理樁孔和減少安全風(fēng)險的重要性。提高現(xiàn)場施工人員的專業(yè)安全操作能力，使他們能夠在樁基交叉作業(yè)中掌握正確的危險事故應(yīng)對措施。做好施工現(xiàn)場安全檢查工作，及時檢查施工現(xiàn)場安全風(fēng)險，有效防止安全事故的發(fā)生。如果做好現(xiàn)場安全疏浚管理，管理層可以及時發(fā)現(xiàn)未處理樁基洞的安全隱患，并向相關(guān)工作部門反映此問題，專家將負責(zé)處理樁基洞。

5.5 確保樁基檢測工作過程的規(guī)范性

對于已完成的樁基工程，在投入后續(xù)生產(chǎn)時，應(yīng)及時進行檢查，以確保建筑物的安全和穩(wěn)定性。在樁基工程檢測過程中，按照國家有關(guān)規(guī)定進行了檢測，使樁基工程符合國家有關(guān)規(guī)定，在后續(xù)生產(chǎn)過程中具有更大的生命力，保證了施工的經(jīng)濟效益。

5.6 規(guī)范樁基檢測的作業(yè)流程

調(diào)整樁基測試工作程序，使測試人員能夠嚴格按照執(zhí)行階段進行測試和執(zhí)行，同時提高測試工作的質(zhì)量，避免輔助工作增加執(zhí)行不安全因素。執(zhí)行明確的測試任務(wù)并集成測試報告模板。審計師確認數(shù)據(jù)正確后，數(shù)據(jù)將輸入到報告模板中，測試模板將由內(nèi)部審查機制進行審查。與此同時，制定了偵察行動的安全管理條例，明確了偵察人員在調(diào)查時應(yīng)注意的問題。

結(jié)語：

施工單位在樁基質(zhì)量上要嚴格執(zhí)行質(zhì)量樁基的規(guī)定，落實管理制度，保障施工質(zhì)量；還要加強質(zhì)量檢驗監(jiān)督管理工作，還要加強質(zhì)量檢測方法的培訓(xùn)工作，統(tǒng)一首檢監(jiān)理工程師的質(zhì)檢數(shù)量，特別是檢驗后，對不合格的必須按施工標(biāo)準整改，不惜返工。