地基基礎檢測的重要性和關(guān)鍵技術(shù)研究

卓仕克

（惠州市惠城區(qū)建設工程質(zhì)量技術(shù)服務中心，廣東惠州 516001）

0 引言

在工程建設過程中，地基施工質(zhì)量對整體建筑的荷載能力以及穩(wěn)定性具有重要的影響，地基質(zhì)量存在問題時，容易引發(fā)地基沉降變形以及其他質(zhì)量問題，嚴重影響工程建筑質(zhì)量。因此，在施工前應進行全面的地基基礎檢測工作，了解地基范圍內(nèi)環(huán)境實際情況。在該過程中，工作人員應加強對檢測技術(shù)的掌握效果，以進一步提高工程地基檢測的準確性。

1 地基基礎檢測的重要性

現(xiàn)代化背景下，建筑工程規(guī)模不斷增大，同時，建筑物高度大幅度地增高，這使得建筑物對地基工程質(zhì)量的要求不斷加大，只有保障地基質(zhì)量和穩(wěn)定，才能夠有效保障整體工程的安全性?；诖?，對建筑物工程進行地基基礎檢測十分必要。通過地基基礎檢測，不僅能夠全面掌握建筑物地基質(zhì)量和現(xiàn)狀，同時，能夠為設計和施工單位提供具體參數(shù)，便于工程進行合理設計和施工。地基基礎檢測對建筑工程施工具有重要作用，一方面，能夠提高建筑安全性。工程建筑最重要的根本要求是提升建筑安全性，通過地基基礎檢測能夠了解到地基實際情況，以便結(jié)合實際需求構(gòu)建相應的施工方案，進一步保障建筑物的安全性。另一方面，能夠優(yōu)化建筑設計方案。通過對建筑物地基基礎的檢測，了解到其中存在的不足和缺陷，便于設計人員結(jié)合實際情況優(yōu)化施工方案，使工程建設效果得到保障。因此，應加強對地基基礎檢測工作的重視，相關(guān)工作人員應加強對檢測技術(shù)的學習和掌握，提高檢測準確性，為相關(guān)工程施工建設提供優(yōu)質(zhì)服務。

2 地基基礎檢測項目內(nèi)容

建筑工程地基基礎檢測過程中，主要檢測內(nèi)容包括地基承載能力的檢測以及地基沉降變形值的檢測。地基承載力大小關(guān)系到建筑工程施工技術(shù)方案以及施工技術(shù)選擇等方面內(nèi)容，并且對建筑穩(wěn)定性和安全性存在較大的影響，因此在檢測過程中，應重視地基承載能力方面的計算和分析，為工程設計和施工人員提供準確的地基檢測結(jié)果。地基沉降值和變形值主要對地基工程強度和剛度產(chǎn)生影響，沉降值過大或變形值不均勻等情況，將會使建筑物在使用過程中出現(xiàn)沉降不均勻情況，極易造成嚴重的安全事故，因此需要對其進行合理檢測，確保其在標準范圍內(nèi)，若存在問題，應提前進行合理調(diào)整。

3 地基基礎檢測中的難點

地基檢測過程中存在一定的難點，首先，檢測環(huán)境復雜，我國地域幅員遼闊，不同地區(qū)的地形地貌存在相應特點，地質(zhì)環(huán)境同樣存在較大差異，這使得在檢測過程中，工作人員需要在了解當?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境大致基礎的條件下，選擇恰當?shù)臋z測技術(shù)并制定相應的檢測計劃，才能夠有效提高檢測精準度。其次，地基檢測影響因素多。工程地基基礎檢測時需要對地下較深處的地基結(jié)構(gòu)進行全面檢測[1]。在該過程中不僅會受到環(huán)境因素影響，同時受到設備功能、檢測技術(shù)等方面的影響，使地基檢測工作開展難度相對較大。最后，檢測難度大。在進行地基基礎檢測過程中，部分區(qū)域地基可能未被開發(fā)過，部分具有工程建筑施工歷史，土地內(nèi)部不完整，因此判斷難度較大。

4 地基基礎檢測關(guān)鍵技術(shù)

4.1 高應變檢測

高應變檢測主要的檢測內(nèi)容為單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性，在檢測過程中，需要在樁基礎頂部施加沖擊力，使其產(chǎn)生足夠的貫入度，在該過程中檢測樁身中的質(zhì)點應力以及加速度變化情況，介質(zhì)波動理論或凱斯法等方式進行分析和判斷，了解單樁結(jié)構(gòu)中豎向抗壓承載力情況以及樁身完成性變化。在檢測時，使用重錘在樁頂部錘擊，產(chǎn)生較大的沖擊力，同時，對其變化情況進行檢測，在該情況下，動態(tài)土阻力R與靜載時的靜阻力Q以及總阻力Z之間的關(guān)系如式（1）所示。

利用計算機軟件計算和分析檢測數(shù)據(jù)，最終得到相關(guān)的樁基變化情況，以便合理分析建筑工程中樁基質(zhì)量和狀態(tài)。

施工人員選擇使用高應變檢測技術(shù)時，首先，應明確高應變檢測技術(shù)的適用范圍，該技術(shù)主要對打入式預制樁進行檢測，在打樁過程中檢測樁體進入過程，在。單樁靜載試驗中檢測樁體結(jié)構(gòu)的承載力和完整性。同時，能夠檢測簡單的二級建筑基礎豎向抗壓能力。其次，由于建筑樁基數(shù)量較多，在檢測時一般通過利用打樁記錄來抽取其中質(zhì)量較差的樁基結(jié)構(gòu)，對該類型樁基礎進行全面檢測，避免存在任何一個不合格基礎樁。結(jié)合高應變檢測相關(guān)要求，工程中檢測的總樁基數(shù)量應大于建筑物樁基礎數(shù)量的5%，若樁基數(shù)較少，在檢測時應避免檢測數(shù)量小于5。在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)樁基礎質(zhì)量存在問題，需要增加抽檢數(shù)量，以進一步提高檢查的準確性。最后，選擇設備時，為使樁基能夠在土中產(chǎn)生一定的位移，因此需要擊打設備具有較大的能量，在選擇設備時，可以選擇重錘裝置，以提高錘擊效果[2]。重錘裝置應大于樁基預估的承載力極限值1%左右，同時為避免擊碎樁基頂部，應控制落距在2m以內(nèi)，不超過2.5m。

以河南岸第二社區(qū)衛(wèi)生服務中心（區(qū)疾病預防控制中心）工程項目為例進行分析，項目擁堵面積為6237m2，含有一層地下室，在進行高應變檢測過程中，應在樁基礎結(jié)構(gòu)中安裝應力應變檢測設備和加速度傳感器，同時在擊打過程中收集樁基變化移動數(shù)據(jù)。借助樁基計算工具進行合理計算，得到相關(guān)準確值，并利用CAPWAP信號模擬器及相關(guān)設備完成檢測。通過對檢測結(jié)果進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)樁在沖擊力作用下，樁頂處的加速度較大，但整體樁基結(jié)構(gòu)無異常檢測結(jié)果，樁體檢測后完整系數(shù)約為0.98，完整性較為良好，由此可見樁基結(jié)構(gòu)無明顯缺陷。

4.2 低應變檢測

低應變檢測同樣是建筑工程地基基礎檢測過程中的重要檢測手段之一，該檢測主要檢測樁身結(jié)構(gòu)的完整情況，分析樁體中是否存在缺陷等情況，同時檢測結(jié)果能夠應用于樁長和混凝土等級校對等方面[3]。在檢測時需要在樁頂施加動態(tài)力，使樁基結(jié)構(gòu)與土體之間產(chǎn)生動態(tài)相應情況，借助傳感器探測樁基位移和速度等相關(guān)數(shù)據(jù)，并利用反射波等技術(shù)檢測樁基完整情況。在檢測時，若樁基存在故障問題，會造成反射波的變化，反射效果與正常情況不符。在檢測混凝土強度等級時，需要結(jié)合樁基故障位置和混凝土中應力波速度進行計算如式（2）、式（3）所示。

在具體檢測和計算過程中，可使用低應變檢測儀器完成反射波檢測，進一步提高樁體檢測的精準性和可靠性，檢測設備的性能指標如表1所示。

表1 低應變檢測儀性能指標

在使用反射波進行檢測的過程中，若整體無異常反射情況，并且波動狀態(tài)較為正常，則可以證明樁身處于完整狀態(tài)；在波速狀態(tài)正常，但波形發(fā)生畸變時，則表示為樁體存在輕微缺陷，但對整體結(jié)構(gòu)應用效果不存在質(zhì)量影響；在波速降低并且波形出現(xiàn)較大畸變時，表示樁體結(jié)構(gòu)中存在較為明顯的缺陷，會對建筑地基質(zhì)量產(chǎn)生一定影響；若波形和波速均發(fā)生較大的變化，則證明樁體內(nèi)部出現(xiàn)斷裂等情況，嚴重影響樁基穩(wěn)定性。

4.3 聲波透射檢測

聲波透射法檢測過程中，能夠通過測量聲波傳輸頻率和波幅變化情況判斷地基樁基礎完整性和缺陷程度及位置。其主要對混凝土灌注樁樁體進行測量，檢測效果較為理想，不僅具有較高準確度，同時能夠判斷缺陷的具體位置及大小情況。但由于其在測量過程中需要埋設聲波測量設備，使整體成本較高[4]。

具體檢測過程中，應先校準檢測設備，并將聲波發(fā)射器與接收器分別放置于相應位置。并使發(fā)射器與接收器保持同步升降狀態(tài)，聲測線間距應控制在200mm以內(nèi)，在檢測時應精準記錄每條聲測線具體的聲時、首波幅值、信號頻率等相關(guān)參數(shù)，結(jié)合檢測結(jié)果分析混凝土灌注樁樁體完整性情況。

4.4 鉆心檢測

鉆心檢測法是一種通過鉆機鉆孔，在樁基內(nèi)部取樣檢測的方法，分析樁基的抗壓強度，同時，能夠分析樁基中是否存在缺陷故障。由于樣品檢測過程中得到的數(shù)據(jù)較多，因此，該方法使用范圍較廣。檢查人員根據(jù)檢測結(jié)果直觀的分析樁體質(zhì)量和強度以及樁基完整性。具體檢測過程中，控制液壓鉆機設備，使其在轉(zhuǎn)速790r/min以上，壓力大于1.5MPa的條件下鉆進，操縱設備在相應位置完成采樣工作。在鉆進和切割過程中，為避免樁體出現(xiàn)振動傾斜等情況，影響采樣質(zhì)量，應提前做好固定工作，使用扶正穩(wěn)定器等加強設備固定效果。采樣完畢后將樣品轉(zhuǎn)移到實驗室中進行進一步檢測，獲得樣品的實際強度和故障情況。

4.5 土壤氡檢測

氡（Rn）是一種具有放射性的元素，在自然界往往以單質(zhì)形態(tài)存在，無色無味，其通過空氣進入人體內(nèi)后，將會出現(xiàn)衰變，衰變過程中產(chǎn)生α離子，對人體呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的損害，易造成肺部癌變[5]。由于氡在土壤中的含量相對較高，且具有較強的遷移性，因此，在建筑工程使用前，需要對施工單位內(nèi)的土壤氡含量進行檢測。

常見的土壤測氡技術(shù)有3種：①α杯測氡法。利用α杯的吸附性，吸收土壤中的氡，在放射性元素動態(tài)平衡理論的基礎上，氡元素會逐漸向平衡方向發(fā)展，促使測量α杯中氡的濃度較為平均，能夠代表該范圍得到氡濃度。②泵吸α能譜法測氡。該方法原理同樣為放射性動態(tài)平衡理論，在檢測過程中通過泵吸的取樣的方式進行分析，具體如圖1所示，218Po為氡222Rn的第一代子體，在正靜電高壓電場環(huán)境中，被吸附的氡發(fā)生α衰變，在該過程中測量能夠體現(xiàn)出α特點的218Po，間接獲得氡的含量。③RaA測氡法，該測量方式實施過程中，需要利用活塞型氡氣取樣設備，抽取土壤中的空氣，放入靜電吸附腔中，對其中218Po進行測量，推測土壤中氡的濃度含量。

圖1 泵吸α能譜法測氡

以隆生金山湖中心項目為例進行分析，該項目位于金山湖島內(nèi)，由三塊相鄰地塊徐成，項目內(nèi)容主要包括高層住宅區(qū)、高層辦公樓、商務綜合體、地下車庫以及相關(guān)配套設施。整體占地面積約為115440.89m2，建成后人口較為密集，因此需要測量土壤中放射性元素。結(jié)合實際情況選擇恰當?shù)臏y量方法，并與相關(guān)檢測標準進行對比，得到區(qū)域內(nèi)部放射性元素的含量是否符合建筑要求。

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑工程發(fā)展過程中，地基基礎質(zhì)量和穩(wěn)定性十分重要，因此在施工前應進行全面的檢測工作，進一步了解工程地基基礎的設計情況，及時發(fā)現(xiàn)其中可能存在的安全隱患，并針對其中存在的故障采取恰當?shù)膽獙Ψ桨?，提高地基基礎的穩(wěn)定性和安全性，使建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到有效保障。