自平衡法樁基檢測技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用

黃種發(fā)

(健研檢測集團(tuán)有限公司,福建 廈門 361000)

0 引言

公共建筑是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,為人們學(xué)習(xí)、工作、生活等提供場所,因此其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全至關(guān)重要。公共建筑中有大量人員流動,如學(xué)校、醫(yī)院、商場等,如果建筑物發(fā)生結(jié)構(gòu)問題或存在安全隱患,可能造成人員傷亡,嚴(yán)重威脅人們的生命安全,一旦發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)崩塌事故,將對城市的正常秩序產(chǎn)生影響,其建設(shè)及維護(hù)投入巨大,修復(fù)與重建費(fèi)用會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),可見結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性是公共建筑可持續(xù)發(fā)展的基石[1],只有確保建筑物長期安全使用,才能保障城市的可持續(xù)發(fā)展,提升人們的生活品質(zhì),應(yīng)采取有效的地基檢測與結(jié)構(gòu)監(jiān)測方法,將其納入城市規(guī)劃及建設(shè)任務(wù)中。為探討自平衡法樁基檢測技術(shù)在公共建筑工程中的應(yīng)用,對其技術(shù)原理及操作流程進(jìn)行分析,研究其在評估樁基承載能力、監(jiān)測變形情況、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的作用,以保障公共建筑結(jié)構(gòu)安全,為城市的可持續(xù)發(fā)展提供支持。

1 自平衡法樁基檢測技術(shù)

自平衡法樁基檢測技術(shù)是一種先進(jìn)的地基檢測方法,通過測量樁基在荷載作用下的豎向變形來評估其承載能力及穩(wěn)定性,其技術(shù)原理基于以下假設(shè)：樁基豎向變形與荷載大小成正比,荷載與變形之間存在平衡關(guān)系,通過測量樁基變形可推斷所受荷載的大小,評估其穩(wěn)定性。該技術(shù)具有非破壞性、實(shí)時性及精確性等特點(diǎn),在公共建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用?；玖鞒倘缦拢孩僭跇痘习惭b傳感器,用于監(jiān)測樁基變形。②施加豎向荷載,通過靜載試驗(yàn)或其他方法施加荷載。③傳感器實(shí)時監(jiān)測樁基在荷載作用下的豎向變形。④根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析樁基變形特點(diǎn),推斷荷載大小與承載能力。⑤根據(jù)分析結(jié)果評估樁基穩(wěn)定性及安全性。

相較于傳統(tǒng)的樁基檢測方法(如靜載試驗(yàn)、動載試驗(yàn)),自平衡法樁基檢測技術(shù)無需破壞樁基結(jié)構(gòu),不影響正常使用,能夠?qū)崟r監(jiān)測變形,及時反饋數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)分析可精確推斷荷載大小。技術(shù)流程相對簡單,不需要復(fù)雜的設(shè)備及操作,可為公共建筑工程中的地基檢測提供一種先進(jìn)有效的方法。如圖1所示。

圖1 自平衡法檢測 Fig.1 Self-balancing detection method

2 自平衡法樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在高層辦公樓中的應(yīng)用

自平衡法樁基檢測技術(shù)在高層辦公樓中具有重要作用,如某城市規(guī)劃建設(shè)一座高層辦公樓[2],但由于地質(zhì)條件復(fù)雜,樁基承載能力及穩(wěn)定性受到了影響。為確保建筑安全性,采用自平衡法樁基檢測技術(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與評估,在選定的幾個關(guān)鍵位置安裝自平衡法樁基檢測傳感器,實(shí)時監(jiān)測樁基豎向變形情況。通過施加一定的豎向荷載模擬實(shí)際使用中的荷載情況,觀察樁基響應(yīng)及變形情況。傳感器實(shí)時采集樁基變形數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測系統(tǒng)中。通過數(shù)據(jù)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,分析樁基變形趨勢及程度。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果評估樁基承載能力及穩(wěn)定性,如果發(fā)現(xiàn)異常情況則進(jìn)一步進(jìn)行分析,確定是否需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整或采取加固措施。通過實(shí)時監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析及時發(fā)現(xiàn)問題,采取適當(dāng)措施,確保高層辦公樓的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,提高建筑質(zhì)量及安全管理水平。

2.2 在商業(yè)綜合體中的應(yīng)用

商業(yè)綜合體包括購物中心、娛樂場所、酒店等,建筑結(jié)構(gòu)與地基穩(wěn)定性對于區(qū)域安全來說至關(guān)重要。自平衡法樁基檢測技術(shù)在商業(yè)綜合體地基變形監(jiān)測中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,不同功能區(qū)域?qū)Φ鼗囊蟛煌?如購物中心需承載大量人員及貨物,而酒店對安全要求更高。商業(yè)綜合體建設(shè)周期較長,地質(zhì)條件與環(huán)境變化可能會對地基產(chǎn)生影響,自平衡法樁基檢測技術(shù)可實(shí)時監(jiān)測地基變形情況,及早發(fā)現(xiàn)潛在的問題,掌握地基在不同荷載下的響應(yīng),采取必要的預(yù)防措施根據(jù)不同功能的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[3],通過數(shù)據(jù)分析合理分配荷載,確保各個功能區(qū)域的安全性及穩(wěn)定性。商業(yè)綜合體涵蓋多個功能區(qū)域,需綜合管理不同的建筑結(jié)構(gòu),掌握地基變形數(shù)據(jù),全面了解建筑安全情況,從而更好地進(jìn)行綜合管理。此技術(shù)可保障建筑安全,為其長期運(yùn)營提供數(shù)據(jù)支持,避免地基問題對建筑物產(chǎn)生負(fù)面影響。通過實(shí)時監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),發(fā)揮商業(yè)綜合體的各項(xiàng)功能。

2.3 在醫(yī)院建設(shè)中的應(yīng)用

醫(yī)院是重要的公共建筑,其安全性和穩(wěn)定性對于醫(yī)療活動至關(guān)重要。在醫(yī)院建設(shè)中,自平衡法樁基檢測技術(shù)可用于樁基承載能力的評估,通過實(shí)時監(jiān)測樁基變形情況,了解樁基承載狀態(tài),確保醫(yī)療設(shè)施的安全使用。如果樁基變形超出了安全范圍,應(yīng)及早采取措施,保障醫(yī)院建筑的穩(wěn)定性。醫(yī)院內(nèi)設(shè)有各類醫(yī)療設(shè)備,對地基承載能力要求較高,需通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析評估樁基在不同荷載下的承載能力,根據(jù)評估結(jié)果確定醫(yī)院設(shè)施的合理分布,確保地基承受能力。醫(yī)院建設(shè)一般需要較長的周期,而地質(zhì)條件與環(huán)境變化可能會對地基產(chǎn)生影響,通過監(jiān)測地基變形情況及早發(fā)現(xiàn)潛在的問題,采取必要的預(yù)防措施,可避免造成不必要的損失。地基穩(wěn)定性是保障醫(yī)院建筑可持續(xù)運(yùn)營的關(guān)鍵因素,采用自平衡法樁基檢測技術(shù)可實(shí)時監(jiān)測地基變形情況,為醫(yī)院的長期穩(wěn)定運(yùn)營奠定基礎(chǔ),通過實(shí)時監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析保障醫(yī)院建筑的穩(wěn)定性,為醫(yī)療活動提供安全環(huán)境,提高建筑質(zhì)量。

2.4 在學(xué)校建筑工程中的應(yīng)用

學(xué)校建筑工程的樁基穩(wěn)定性監(jiān)測是確保師生安全及建筑穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。自平衡法樁基檢測技術(shù)在樁基穩(wěn)定性監(jiān)測方面具有重要意義。學(xué)校是師生學(xué)習(xí)生活的場所,安全性至關(guān)重要。通過實(shí)時監(jiān)測樁基的變形情況了解樁基承載狀態(tài)[4],可確保建筑結(jié)構(gòu)安全。學(xué)校設(shè)有教室、圖書館、實(shí)驗(yàn)室等不同場所,地基承載能力要求多樣。自平衡法樁基檢測技術(shù)可通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析來評估樁基承載能力及穩(wěn)定性,便于合理規(guī)劃不同場所的布局,保障地基穩(wěn)定性,確保學(xué)校建筑的安全性,促進(jìn)教育的持續(xù)發(fā)展。

3 自平衡法樁基檢測技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用價值

公共建筑如商業(yè)綜合體、學(xué)校、醫(yī)院等通常需要承載大量人員及設(shè)施。自平衡法樁基檢測技術(shù)可實(shí)時監(jiān)測樁基的變形情況,及早發(fā)現(xiàn)地基問題,避免地基不穩(wěn)定引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)安全隱患,為人們提供安全環(huán)境。應(yīng)用自平衡法樁基檢測技術(shù)可準(zhǔn)確評估樁基承載能力及變形情況,進(jìn)行精確的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),避免過度設(shè)計(jì),節(jié)約成本。施工階段可及時掌握地基變形情況,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時調(diào)整施工方案,為建筑物的長期穩(wěn)定運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持,確保施工穩(wěn)定性。對異常情況立即采取行動,避免地基不穩(wěn)定導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn),降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)及維護(hù)成本,延長使用壽命。地質(zhì)條件與環(huán)境變化可能會對公共建筑地基產(chǎn)生影響,利用自平衡法樁基檢測技術(shù)持續(xù)監(jiān)測地基變形情況,及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題,采取預(yù)防措施,可降低后期維修成本。通過實(shí)時監(jiān)測樁基的變形情況,了解地基承載能力及變形情況,優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)及施工計(jì)劃,有助于減少過度設(shè)計(jì)及施工成本,提升建筑穩(wěn)定性及質(zhì)量。通過及時調(diào)整維護(hù)計(jì)劃,延長建筑物使用壽命,減少資源浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的建筑管理。該技術(shù)的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)可為工程決策提供支持,用于制定計(jì)劃,有針對性地維護(hù)及改進(jìn)工程規(guī)劃[5]。通過實(shí)時監(jiān)測與及時干預(yù),最大程度上減少資源浪費(fèi),提高資金使用效率,為公共建筑的穩(wěn)定性、安全性、可持續(xù)性發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。

4 結(jié)束語

探討了自平衡法樁基檢測技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用價值,包括在高層辦公樓中、商業(yè)綜合體中、醫(yī)院建設(shè)中、學(xué)校建筑工程中的應(yīng)用,以提高建筑質(zhì)量,為公共建筑安全提供保障。