樁基檢測技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用探討

薛偉

(山西天一建設(shè)工程檢測有限公司，山西 太原 030006)

現(xiàn)代樁基工程的建設(shè)作為隱蔽工程，在建筑物中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，樁基是建筑物的基礎(chǔ)，其質(zhì)量安全對建筑工程的安全水平有著決定性的作用。在樁基施工過程中，加強對樁基檢測技術(shù)的合理把握，提高樁基檢測水平，確保建筑工程項目的基礎(chǔ)工程部分施工安全。要結(jié)合樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用要點，加強對建筑工程項目的質(zhì)量檢測與分析，提高樁基檢測技術(shù)應(yīng)用水平，促使我國建筑行業(yè)的長遠發(fā)展。

1 樁基工程檢測現(xiàn)狀

樁基工程是一種隱蔽工程，在各種建筑物中作為基本的形式，具有承載力的作用，保證著建筑物的安全性，為建筑物整體提供承載作用，同時樁基工程也是建筑物中重要的組成部分，決定了建筑物的質(zhì)量和安全，作為基礎(chǔ)，樁基工程項目的質(zhì)量要達到一定的標準，保證建筑物的施工安全、運行安全，消除安全威脅問題。在基礎(chǔ)層面出現(xiàn)了質(zhì)量不合格的情況，很容易導(dǎo)致建筑物的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)安全性遭受破壞，因此在樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用過程中，加強對樁基工程的重點檢測，成為維護建筑工程項目穩(wěn)定基礎(chǔ)的關(guān)鍵。目前在我國的樁基檢測技術(shù)應(yīng)用過程中，存在著一定的不足之處，浪費現(xiàn)象嚴重，樁基施工質(zhì)量問題成為影響建筑物安全的一大隱患，在樁基檢測過程中，檢測工作落實不到位，樁基承載的功能被弱化。

具體的建設(shè)中，設(shè)計環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)均存在著漏洞問題，對樁基承載力進行設(shè)計和分析時，按照保守估算的形式，對樁長、樁數(shù)進行設(shè)計，造成了材料浪費，與我國提倡的可持續(xù)發(fā)展理念要求相互背離。樁基施工形式多種多樣，施工規(guī)模逐漸擴大，伴隨著混凝土、水泥、鋼材、成孔機械和大型打樁機械的大范圍運用，國內(nèi)外基礎(chǔ)工程項目中樁基施工中使用到的樁型超過了一百種，在樁基檢測過程中，提出了更高的專業(yè)性要求，本文就水下鋼筋混凝土灌注樁樁基檢測進行探討。鋼筋混凝土灌注樁樁基施工工藝流程見圖1。

圖1 樁基施工工藝流程

2 樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用要點

樁基檢測技術(shù)針對的是灌注樁施工進行檢測的方法，灌注樁的施工共分為成孔和成樁兩部分內(nèi)容，樁基檢測技術(shù)也需要按照該施工的內(nèi)容，分成兩部分進行樁基檢測，在成孔質(zhì)量檢測、成樁質(zhì)量檢測中，把握關(guān)鍵的技術(shù)要點。和成樁施工相比，成孔作業(yè)的難度更大，因為成孔作業(yè)的作業(yè)面是在地下和水下完成的，可控性較弱，而且地質(zhì)條件較為復(fù)雜，在施工過程中容易出現(xiàn)塌孔、樁孔傾斜或沉渣的現(xiàn)象與問題。在成樁質(zhì)量的檢測工作中，需要檢測樁基承載力樁基完整性，具體的檢測活動中，要組合多種檢測方法、檢測手段，利用不同的檢測方式，準確、全面的評價樁基質(zhì)量。

2.1 成孔質(zhì)量檢測技術(shù)

在灌注樁施工中，成孔的質(zhì)量和最終的混凝土澆筑成樁質(zhì)量密切相關(guān)，成孔質(zhì)量的檢測中，技術(shù)人員要明確成孔質(zhì)量檢測的關(guān)鍵內(nèi)容，提高成孔質(zhì)量檢測的精準性、有效性。成孔質(zhì)量檢驗主要針對的是樁孔位置、孔徑、孔深、垂直度、沉渣厚度等有關(guān)的參數(shù)，如果樁孔孔徑數(shù)值較小，成樁樁尖端的承載力水平將會出現(xiàn)承載力不足的情況，降低了整樁的承載性能。而樁孔上部如果出現(xiàn)了擴徑的情況，增加了成樁上部側(cè)阻力值，無法完全發(fā)揮出下部側(cè)阻力，增加了單樁混凝土澆注量，出現(xiàn)鉆孔偏斜的問題時，樁豎向承載受力的特性將會發(fā)生一定程度的轉(zhuǎn)變，撞擊承載力被削弱。樁底沉渣過厚的情況下，有效樁長的整體長度發(fā)生了變化，長度減小，樁尖的端承能力受到了直接的影響，有所減弱，由此可見，在成孔質(zhì)量檢測中加強對成樁質(zhì)量的控制是十分重要的。在實施檢測工作的過程中，針對成孔質(zhì)量進行檢測，要尤其關(guān)注成孔的位置、垂度和具體的成孔深度，對相關(guān)的參數(shù)信息加強精準把握，提高成孔質(zhì)量檢測的精準程度。

2.2 樁基承載能力檢測技術(shù)

在對樁基承載能力進行檢測和分析時，主要采取的方式為高應(yīng)變動測試法和靜荷載實驗法，這兩種方式都能夠檢測出樁基承載能力，采集準確的檢測結(jié)果，了解樁基工程的施工建造質(zhì)量。以高應(yīng)變動測試為例，利用重錘的作用，針對樁頂位置進行瞬態(tài)沖擊處理，使樁周土發(fā)生形變，產(chǎn)生塑性變形，對樁頭實測力進行檢測分析，檢測速度、時程的具體情況，制作時程曲線圖，以應(yīng)力波的理論為基礎(chǔ)進行分析，獲取樁土體系參數(shù)，對樁身的質(zhì)量進行檢測和分析，確認承載力的極限值。對樁土體系在接近極限階段時的工作性能要進行分析，通過高應(yīng)變度測試，檢測樁基承載能力水平，從而判斷樁基質(zhì)量。靜荷載試驗法的方式下，檢測樁基承載能力主要針對的是樁基的豎向承載力和水平承載力這兩大參數(shù)進行檢測，了解樁基承載力水平。靜荷載試驗法具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢，那就是在受力條件的分析中利用該方式，受力條件和樁基礎(chǔ)的實際受力狀況更加接近，檢測結(jié)果精準性強。在工程試樁承載力檢測中，利用靜荷載試驗法，具有較強的適用性，能夠在工程樁檢測中不產(chǎn)生破壞性進行試驗，靜荷載試驗法具有較高的檢測精度，相對誤差較低，不超過10%，在樁基承載能力的檢測中利用該方式，可以獲取精準的檢測結(jié)果，單樁豎向抗壓靜載試驗裝置示意圖見圖2[1]。

圖2 單樁豎向抗壓靜載試驗裝置示意圖

2.3 樁身完整性檢測

在檢測建筑工程項目的樁基施工中樁身完整性的指標時，可以利用低應(yīng)變動測試法、聲波透射法，展開檢測活動，以低應(yīng)變動測試為例，低應(yīng)變動測試的原理和高應(yīng)變動測試方法具有一致性，都是通過敲打樁身的形式進行數(shù)據(jù)采集的，敲打樁身，樁頂會承受撞擊震動，最終形成樁身變形的情況。測試過程中，對周圍土體受到顫動影響的數(shù)據(jù)信息進行采集，記錄下有關(guān)的振動數(shù)據(jù)，了解樁身完整性。檢測人員在完成了敲擊之后，迅速的使用機器記錄下樁頂?shù)恼駝訑?shù)據(jù)，以物理的波動理論為依據(jù)，分析數(shù)據(jù)，科學(xué)的判斷樁基質(zhì)量，了解樁身的完整性，對樁基是否完整、有著較高的質(zhì)量效果進行判斷與分析。聲波透射法技術(shù)的運用，在樁身完整性的檢測中具有顯著的功能，聲波透射法是利用超聲波進行檢測的一種方式，超聲波在混凝土中會形成傳播，從而獲取聲學(xué)參數(shù)的變化，了解有關(guān)的參數(shù)指標，包括振幅聲速和頻率等。以波形為依據(jù)，對樁身混凝土的缺陷進行分析，例如樁身混凝土中出現(xiàn)了斷裂氣孔和夾砂等質(zhì)量缺陷，都可以在波形分析中總結(jié)缺陷。結(jié)果正常的混凝土中，聲波有著一定的速度標準，利用聲波檢測的方式，判斷樁基的缺陷情況，要求檢測人員了解聲波的速度，通過分析速度參數(shù)，掌握樁基的質(zhì)量缺陷所在。例如在樁身混凝土中傳播聲波時，遇到了斷裂裂縫密實度、質(zhì)量缺陷等問題時，聲波會繞過缺陷，通過該位置或是從傳播速度較慢的介質(zhì)中通過，此時會出現(xiàn)聲波時間延長、聲波減弱的情況。對數(shù)據(jù)信息進行采集后，判斷樁基完整性，對比正?；炷林新曇舻膫鞑デ闆r進行詳細的分析，聲波透射法采集到的數(shù)據(jù)精準性強，能夠協(xié)助檢測人員了解樁基工程的質(zhì)量情況[2]。

3 樁基檢測技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

3.1 工藝及技術(shù)問題

在建筑工程項目中，樁基檢測主要存在的問題是以施工工藝和技術(shù)方面存在的問題為主，樁基檢測技術(shù)應(yīng)用中，檢測數(shù)據(jù)是對樁基性能進行反應(yīng)的直觀指標，在測量過程中，針對測量變量的控制力有限，導(dǎo)致了在多種因素的影響下出現(xiàn)了數(shù)據(jù)不準確的問題，難以直接的反映出在樁基工程項目中存在的質(zhì)量隱患、質(zhì)量風險，描述質(zhì)量問題時偏差較大。利用低應(yīng)變檢測技術(shù)的過程中，采集曲線不一致，在選擇錘重和落距的過程中，出現(xiàn)了精準性不足的問題，選擇的分析參數(shù)不合理，導(dǎo)致最終的樁基檢測質(zhì)量精準性受到破壞，出現(xiàn)錯誤的質(zhì)量描述，形成誤差。樁基檢測中檢測數(shù)據(jù)可以將樁基性能水平反映出來，檢測過程中檢測變量的控制力不足，部分數(shù)據(jù)將會受到多種因素的干擾而出現(xiàn)質(zhì)量漏洞，難以準確的描述質(zhì)量問題，出現(xiàn)了描述偏差的現(xiàn)象。在建筑工程的樁基檢測中，施工工藝和技術(shù)方面存在的問題需要得到檢測人員的高度重視，要改進此類不足，確保樁基檢測結(jié)果的精準性。

3.2 施工條件及環(huán)境問題

在樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用過程中，施工條件和環(huán)境方面存在問題，對樁基檢測的結(jié)果準確度產(chǎn)生了直接的不利影響，很多建筑工程項目在完成了樁基檢測之后，出具的報告內(nèi)容規(guī)范性不足，無法將全部的問題反映出來，技術(shù)水平有限，基本結(jié)論的可用性、規(guī)范性不足，缺乏權(quán)威的結(jié)論和技術(shù)結(jié)果。建筑工程項目雖然進行了檢測活動，但是一味地追求高效、便捷，檢測內(nèi)容不同，在執(zhí)行有關(guān)的檢測工作時，缺少規(guī)范性的約束，重要的設(shè)備精度觀測標準被檢測人員所忽視，這對最終的檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量、精準程度產(chǎn)生了直接的影響。在測量過程中，外部因素所帶來的影響是不可忽視的，外部因素對測量結(jié)果將會形成直接干擾，有可能需要工作人員進行重新測量，工作人員隨意修改原有的記錄，增加了測量工作的誤差。檢測單位的技術(shù)人員的專業(yè)能力水平、職業(yè)素養(yǎng)參差不齊，檢測工作最終的效果也會受到影響，檢測單位在撰寫報告時，出現(xiàn)了內(nèi)容不完整的問題，檢測資料的指導(dǎo)性不足，無法進行對工程質(zhì)量的精準評估，檢測報告失去了法律效力。在施工條件和工程環(huán)境等因素的影響下，樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量難以達到理想標準，加強對樁基檢測質(zhì)量的保障具有緊迫性，低應(yīng)變法檢測樁基完整性見圖3[3]。

圖3 低應(yīng)變法檢測樁基完整性

4 樁基檢測技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化方法

以某商住樓項目工程A為例，在該工程中進行樁基檢測，運用樁基檢測技術(shù)時，運用了低應(yīng)變反射波法、單樁靜載荷試驗法等方式，采集樁基檢測的數(shù)據(jù)信息，該工程項目層高98.5m，建筑面積89497m2，以礦井結(jié)構(gòu)為主，承臺基礎(chǔ)是以鋼筋混凝土灌注樁作為基礎(chǔ)形式，共計使用鉆孔灌注樁368根，樁直徑為900mm，有效樁長45.53m，樁端持力層為粗砂層。在此次工程項目的具體實踐中，檢測內(nèi)容繁多復(fù)雜，判斷樁基工程的質(zhì)量時，要求技術(shù)人員明確檢測要點，把握樁基檢測技術(shù)的關(guān)鍵所在，對建筑工程項目樁基質(zhì)量進行嚴格的管控，提高樁基檢測技術(shù)應(yīng)用水平[4]。

4.1 加強監(jiān)督檢查力度

為了增強樁基檢測技術(shù)水平，保證樁基檢測的質(zhì)量可靠性，有必要在檢查監(jiān)督的層面上加強力度，對檢測主體的資質(zhì)能力進行檢查、監(jiān)督與管理，建筑工程樁基檢測工作人員作為檢測的主體，對工程質(zhì)量、工程安全具有決定性的作用。在檢測主體的資質(zhì)檢測、能力檢測與監(jiān)督中，要針對硬件設(shè)備的水平、技術(shù)能力等進行檢測、分析，建立起內(nèi)部管理機制，對必要的檢測設(shè)備和檢測技術(shù)要進行分析，加強高效率管理，確保檢測工作能夠順利的實施和進行，提高樁基檢測質(zhì)量的精準程度。建立內(nèi)部的管理機制，加強對檢測主體的監(jiān)管力度，從根源上提升樁基檢測技術(shù)應(yīng)用水平，保證樁基檢測的可靠質(zhì)量，在檢測主體的內(nèi)部監(jiān)督和管理中要進行統(tǒng)籌規(guī)劃，對技術(shù)力量、人力資源、物力資源等應(yīng)進行合理的調(diào)配，有效的開展樁基檢測工作，確保樁基檢測技術(shù)可以高效率的落實到位。開展精準的樁基檢測工作，保證檢測實踐活動達到一定的標準要求，提高樁基檢測水平，保證樁基檢測的全面性、準確性。政府部門要在樁基測量工作中，體現(xiàn)出一定的監(jiān)督職能，明確有關(guān)的行業(yè)規(guī)定、法律法規(guī)條文，按照統(tǒng)一的行為規(guī)范要求展開建筑工程的樁基檢測活動，全面落實樁基檢測工作任務(wù)。如果出現(xiàn)了檢測工作和實際的驗收條件之間不符的情況，應(yīng)拒絕予以驗收，在完全確認了檢測結(jié)果合格之后，才能夠批準建筑工程項目展開后續(xù)的施工作業(yè)，強調(diào)樁基檢測工作規(guī)范性、統(tǒng)一性，向著制度化的方向落實監(jiān)管措施，保證建筑工程項目整體的建造質(zhì)量達標。

4.2 把握技術(shù)要點

在樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用過程中，要提高樁基檢測質(zhì)量，有必要在技術(shù)應(yīng)用中加強對技術(shù)關(guān)鍵點的把握，提高樁基檢測技術(shù)措施的可行性、有效性，例如在靜力負荷檢測方法的應(yīng)用過程中，檢測人員要對平臺結(jié)構(gòu)進行改進，確保檢測平臺穩(wěn)定性，適當調(diào)整樁基周邊和平臺之間的接觸面積，減小面積，使應(yīng)力值達到一定的測量標準要求。將平臺影響下最終測量數(shù)據(jù)結(jié)果不準確的影響因素清除，在樁基檢測技術(shù)應(yīng)用的過程中，要協(xié)調(diào)周期負載頻率和負載作用時間，低頻率作用的時間較長，與實際的狀態(tài)相符，保持樁基土層性能和靜止狀態(tài)，利用試樁法動靜結(jié)合的方式測量周期負載。技術(shù)人員要具備較高的專業(yè)水平，對新的測量方法加強研究，提高測量的效率，保證測量的精度結(jié)果，引進先進的設(shè)備儀器進行測量，參與專業(yè)培訓(xùn)、技術(shù)培訓(xùn)活動。在行業(yè)內(nèi)專家和高端技術(shù)人才的指導(dǎo)下，掌握行業(yè)規(guī)范、行業(yè)發(fā)展趨勢，明確技術(shù)標準，要求提高檢測水平，保證樁基檢測技術(shù)最終結(jié)果的有效性和準確性[5]。

4.3 促進檢測市場的規(guī)范化發(fā)展

針對樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用要提高檢測規(guī)范性，有必要從市場管理的層面上加強管控力度，對檢測市場進行規(guī)范化、科學(xué)化的管理，推動檢測市場向著制度化方向探究、發(fā)展。我國進入到后經(jīng)濟時代，市場經(jīng)濟因素的影響下，各個行業(yè)領(lǐng)域均發(fā)生了變化，優(yōu)化了資源配置，提高了資源的利用率，在資源優(yōu)化配置的過程中，要結(jié)合資源配置的隨機性、盲目性、滯后性問題進行整改，保護質(zhì)量檢測工作的精準程度，提高質(zhì)量檢測的效能。對片面壓價的現(xiàn)象、惡性競爭的問題要進行防治，規(guī)范樁基檢測市場，將此類不利現(xiàn)象下產(chǎn)生的負面因素清除，促使樁基檢測行業(yè)實現(xiàn)健康、科學(xué)、有序的發(fā)展。對檢測主體的資金壓力進行改善，將惡性競爭、片面壓價的行為所帶來的風險扼殺在搖籃中，提高檢測工作的規(guī)范性，促使樁基檢測工作的規(guī)范化、長遠化發(fā)展。在檢測市場規(guī)范化發(fā)展的過程中，統(tǒng)一明確的樁基檢測標準是必要條件，國家和地方管理主體要在建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)程方面進行逐步的完善，出臺和實施有關(guān)的技術(shù)標準要求，推動樁基檢測工作的規(guī)范化、制度化發(fā)展。有明確目的性，進行樁基檢測的實踐活動，貫徹和執(zhí)行統(tǒng)一規(guī)程，解決樁基檢測中標準不統(tǒng)一的問題，在樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用和實踐中，采取合理的監(jiān)督、控制措施，促使樁基檢測向高質(zhì)量方向發(fā)展，推動我國建筑行業(yè)的持續(xù)運轉(zhuǎn)。

5 樁基檢測技術(shù)展望

目前樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用尚未發(fā)展至成熟階段，隨著理論應(yīng)用和實踐經(jīng)驗的積累，在樁基檢測中，技術(shù)人員仍舊需要不斷的探索樁基檢測技術(shù)的方法，以力學(xué)機理和理論研究為基礎(chǔ)，加強對測量技術(shù)的創(chuàng)新，正確的解釋測試信號，廣泛運用樁基檢測技術(shù)。在建筑工程中，樁基檢測技術(shù)應(yīng)用采取樁基靜載試驗的檢測方法，需要投入較長的時間和較大的精力、成本，與當前的建筑行業(yè)樁基檢測工作發(fā)展需求之間的適應(yīng)性薄弱。在快速荷載試驗法的技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)之上進行進一步的試驗對比，明確試驗手段的發(fā)展趨勢、發(fā)展方向，利用快速荷載試驗法，要明確步驟，按照地方規(guī)范要求，提高樁基工程中對快速荷載試驗法的使用量，擴大檢測范圍。不斷完善測試理論、測試技術(shù)，推動樁基靜載試驗向著成熟的方向發(fā)展，逐漸形成自己的特色。

樁承載力自平衡試驗方法目前是樁基檢測技術(shù)應(yīng)用中的主要發(fā)展方向，該技術(shù)剛剛興起，處于理論研究的階段，未來在大承載力樁基靜載試驗的研究中，還需要不斷加強對該技術(shù)的研究和應(yīng)用。結(jié)合荷載箱位置與樁側(cè)阻力、樁端阻力之間的關(guān)系，要在安裝設(shè)備之前進行前期的計算，選擇合適的位置安裝荷載箱。該方式測試上段樁模阻力方向，和常規(guī)方法測出的樁模阻力方向是相反的，該方式的模阻力方向向上，而常規(guī)方式下模阻力方向向上。因此在該技術(shù)的研究中還需要不斷的展開對比試驗，體現(xiàn)出技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，推進我國建筑行業(yè)長遠發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展。利用樁底加載法，縮短施工工期，進行試樁作業(yè)，節(jié)約投入其中的人力和物力資源，利用快速法或慢速維持荷載法等方式，在水上、坡地、基坑底和狹窄的場地中進行試樁。逐一展開實驗，對嵌巖樁的嵌固力進行測定、分析，改變傳統(tǒng)的方式，加強對先進技術(shù)的運用，提高樁基檢測技術(shù)發(fā)展水平[6]。

6 結(jié)語

綜上所述，樁基質(zhì)量和建筑物結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性能息息相關(guān)，與房屋的質(zhì)量和使用壽命有著密切的關(guān)聯(lián)，在樁基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)加強樁基檢測，利用樁基檢測技術(shù)是重要的工序。在建筑工程項目中，工作人員要在樁基檢測中選擇合適的方法，加強對樁基質(zhì)量的檢測與分析，明確檢測步驟，由具備較強專業(yè)能力的檢測人員，對樁基檢測質(zhì)量進行判斷，評定結(jié)果，加強對樁基工程質(zhì)量的保障，延長建筑物的使用壽命，創(chuàng)建安全的施工環(huán)境和建筑空間。