探討巖土工程中樁基檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

史彬 張堯

1.山西華冶勘測(cè)工程技術(shù)有限公司 山西 太原 030002

2.山西冶金巖土工程勘察有限公司 山西 太原 030002

樁基是巖土工程的基礎(chǔ)，直接影響著巖土工程施工質(zhì)量、安全性和使用壽命，因此加強(qiáng)樁基施工，并對(duì)樁基的質(zhì)量和安全性進(jìn)行檢測(cè)，是巖土工程施工中不可缺少的重要組成。而隨著科技以及巖土工程的不斷發(fā)展，當(dāng)前各種樁基檢測(cè)技術(shù)也出現(xiàn)在了巖土工程樁基檢測(cè)的過(guò)程中，這些樁基檢測(cè)技術(shù)的合理、有效應(yīng)用可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)樁基結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題，降低了巖土工程的質(zhì)量安全隱患。但是，當(dāng)前巖土工程中樁基檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中還存在一定的問(wèn)題，這就需要施工單位以及有關(guān)部門(mén)意識(shí)到樁基檢測(cè)的重要性，并采取有效的對(duì)策提升樁基檢測(cè)的準(zhǔn)確性以及規(guī)范化程度。

1 巖土工程的特點(diǎn)

1.1 區(qū)域性

巖土工程具有區(qū)域性的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在巖土工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、自然環(huán)境、人文條件等存在極大的差異，因此巖土工程在進(jìn)行施工的過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況去對(duì)施工技術(shù)和施工方案進(jìn)行選擇，而由于施工條件以及施工方式存在的不同，需要應(yīng)用的檢測(cè)技術(shù)也存在極大的差異，因此在應(yīng)用巖土工程中樁基檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中需要充分考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)以及樁基施工情況，再對(duì)檢測(cè)技術(shù)以及檢測(cè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用，從而保障巖土工程施工的質(zhì)量[1]。

1.2 隱蔽性

巖土工程具有隱蔽性的特點(diǎn)，其中樁基是隱蔽性工程的重要內(nèi)容。隱蔽性主要指的是這些施工環(huán)節(jié)醋魚(yú)隱蔽的條件下進(jìn)行，在完成巖土工程施工完成后，這些施工位置也基本處于隱藏的狀態(tài)中，后續(xù)如果進(jìn)行檢測(cè)和整改，會(huì)導(dǎo)致成本增加，影響到施工周期以及工程效益。因此在對(duì)這些隱蔽工程進(jìn)行施工的過(guò)程中需求確保施工質(zhì)量符合要求，并在施工的過(guò)程中以及各環(huán)節(jié)施工完成后運(yùn)用檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和檢測(cè)，確保可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工以及質(zhì)量上存在的問(wèn)題，并進(jìn)行整改。

1.3 不確定性

巖土工程建設(shè)的周期相對(duì)較長(zhǎng)，在施工的過(guò)程中周?chē)臍夂?、地質(zhì)以及水文條件等可能會(huì)出現(xiàn)變化，從而導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)的巖土特性受到影響，這種情況導(dǎo)致巖土工程存在不確定性的特征，會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致施工的進(jìn)度、施工方案等受到影響[2]。因此，有關(guān)人員要在施工前對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等進(jìn)行分析，制定針對(duì)性的預(yù)防措施，同時(shí)還要在施工的過(guò)程中對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集和分析，在此技術(shù)上去對(duì)施工方案、施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

2 巖土工程中樁基檢測(cè)的重要性

巖土工程中樁基工程是極為重要的內(nèi)容，也是巖土工程的基礎(chǔ)項(xiàng)目，承載著整個(gè)建筑工程的壓力，一旦樁基施工的質(zhì)量存在問(wèn)題，會(huì)直接影響到建筑的質(zhì)量、穩(wěn)定性、安全性以及使用壽命，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)不規(guī)則沉降、裂縫、坍塌等問(wèn)題，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，也可能會(huì)造成一系列安全事故的出現(xiàn)，因此樁基長(zhǎng)期以來(lái)都是巖土工程施工中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容[3]。為了保障巖土工程中樁基的質(zhì)量，就需要對(duì)樁基施工的質(zhì)量進(jìn)行有效的檢測(cè)，借助樁基檢測(cè)技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中存在的承載力不足、成孔質(zhì)量以及斷樁等問(wèn)題，施工單位也可以根據(jù)樁基檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)等去進(jìn)行整改或者重建。巖土工程中樁基檢測(cè)工作的開(kāi)展不僅可以降低樁基存在的質(zhì)量安全隱患，同時(shí)可以為建筑施工以及使用的安全性奠定基礎(chǔ)，為后續(xù)施工提供了有效保障，也可以保障施工單位工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益、市場(chǎng)口碑不受到影響。

3 巖土工程中樁基檢測(cè)的內(nèi)容

3.1 檢測(cè)成孔質(zhì)量

巖土工程中樁基的施工質(zhì)量會(huì)受到成孔質(zhì)量的影響，因此在進(jìn)行樁基施工的過(guò)程中需求確保成孔的直徑符合要求，避免成孔大小和實(shí)際設(shè)計(jì)存在差異，無(wú)法滿(mǎn)足樁基承載的需求，導(dǎo)致樁基的性能、質(zhì)量發(fā)生問(wèn)題[4]。所以在巖土工程中樁基檢測(cè)的過(guò)程中就需要對(duì)樁基成孔的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，檢測(cè)成孔質(zhì)量的過(guò)程中主要檢測(cè)的內(nèi)容是對(duì)成孔的位置、深度以及垂直度等進(jìn)行詳細(xì)、嚴(yán)格的檢測(cè)，然后和設(shè)計(jì)圖紙、成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)樁基成孔質(zhì)量存在的問(wèn)題，并及時(shí)采取措施補(bǔ)救，避免影響到樁基承載力。

3.2 檢測(cè)樁基完整性

當(dāng)前巖土工程中樁基施工主要應(yīng)用的是鋼筋混凝土，在施工的過(guò)程中受到部分因素的影響，可能會(huì)導(dǎo)致樁身出現(xiàn)裂縫、不均勻等情況，樁基完整性不符合要求，會(huì)直接影響到最終巖土工程的施工質(zhì)量以及穩(wěn)定性，因此需要應(yīng)用有效技術(shù)對(duì)樁基完整性進(jìn)行檢測(cè)[5]。當(dāng)前，我國(guó)巖土工程樁基完整性檢測(cè)的過(guò)程中應(yīng)用的主要是聲波透射法和低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，聲波透射法在應(yīng)用的過(guò)程中及時(shí)借助超聲波傳播過(guò)程中的波形變化、參數(shù)變化去對(duì)混凝土中存在的斷層、裂縫、夾砂等問(wèn)題進(jìn)行分析和確定。低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法則是需要在樁基的頂端施加一定的激振力量，對(duì)樁身的變形情況以及周邊土體的顫動(dòng)情況進(jìn)行進(jìn)行記錄，以此去對(duì)樁基的完整性以及質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

3.3 檢測(cè)樁基承載力

樁基的承載力影響著建筑的質(zhì)量、穩(wěn)定性以及使用壽命，通常在檢測(cè)成孔質(zhì)量以及樁基完整性的過(guò)程中可能不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，但是實(shí)際樁基的承載力卻和建筑需求存在嚴(yán)重的不符，因此需要進(jìn)行承載力檢測(cè)工作，可以應(yīng)用高應(yīng)變動(dòng)檢測(cè)方法，在檢測(cè)的過(guò)程中需要借助重錘去對(duì)樁頂進(jìn)行撞擊，這種瞬時(shí)的沖擊力會(huì)導(dǎo)致樁身出現(xiàn)塑性變形，工作人員借助設(shè)備對(duì)變形情況進(jìn)行測(cè)量可以對(duì)樁基承載力進(jìn)行確定。還可以應(yīng)用靜荷載試驗(yàn)檢測(cè)法，這種方式在巖土工程樁基檢測(cè)中應(yīng)用的相對(duì)較多，主要是通過(guò)檢測(cè)豎向的靜荷載力，去實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基承載力的分析和檢測(cè)[6]。

4 巖土工程中樁基檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

4.1 對(duì)樁基檢測(cè)技術(shù)重視程度不足

當(dāng)前對(duì)巖土工程樁基施工過(guò)程進(jìn)行分析的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，建筑單位以及工作人員對(duì)樁基檢測(cè)技術(shù)的重視程度不足，在巖土工程樁基檢測(cè)的過(guò)程中還存在著重施工的情況，更關(guān)注樁基施工的過(guò)程的，沒(méi)有嚴(yán)格按照要求將樁基施工過(guò)程中成孔質(zhì)量、樁基完整性、樁基承載力的檢測(cè)工作落實(shí)到位，導(dǎo)致樁基質(zhì)量以及建筑完整性受到了嚴(yán)重的影響[7]。出現(xiàn)這種情況的主要原因是建筑企業(yè)還沒(méi)有建立樁基檢測(cè)管理的規(guī)章制度，管理的力度以及對(duì)檢測(cè)工作的規(guī)范度、監(jiān)管力度存在不足，導(dǎo)致檢測(cè)工作開(kāi)展受到了阻礙。另外，部分檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)能力、經(jīng)驗(yàn)以及資格證件存在不足，檢測(cè)的準(zhǔn)確性降低，結(jié)果可靠性不足，也是導(dǎo)致當(dāng)前樁基檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用存在不足的重要原因。

4.2 檢測(cè)技術(shù)設(shè)備滯后

我國(guó)建筑行業(yè)的高速發(fā)展下，巖土工程中樁基施工技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代，這就對(duì)檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備提出了更高的要求，但是當(dāng)前我國(guó)巖土工程中樁基檢測(cè)技術(shù)還存在較為滯后的情況，由于硬件條件存在不足，導(dǎo)致樁基檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果受到了嚴(yán)重的影響[8]。另外，部門(mén)企業(yè)意識(shí)到了樁基檢測(cè)的重要性，但是存在利益為主的觀念，沒(méi)有考慮到長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)，不愿意投入資金去引進(jìn)先進(jìn)的樁基檢測(cè)技術(shù)、設(shè)備，導(dǎo)致最終檢測(cè)的數(shù)據(jù)誤差大、準(zhǔn)確性不高。這種情況的出現(xiàn)不僅會(huì)導(dǎo)致建筑的穩(wěn)定性以及質(zhì)量受到影響，同時(shí)一旦樁基質(zhì)量存在問(wèn)題也會(huì)影響到建筑企業(yè)口碑、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

4.3 樁基檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用模式滯后

巖土工程中樁基檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用模式滯后，也是制約樁基檢測(cè)效果的重要因素，樁基檢測(cè)的過(guò)程中在對(duì)樁基檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)較為死板、缺乏靈活力，導(dǎo)致最終的檢測(cè)結(jié)果受到影響。而部分企業(yè)為了提升施工進(jìn)度，降低施工費(fèi)用，投入的樁基檢測(cè)時(shí)間、人力相對(duì)較少，導(dǎo)致檢測(cè)不夠深入，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不高，也沒(méi)有將樁基檢測(cè)技術(shù)和其他工程環(huán)節(jié)進(jìn)行掛鉤，無(wú)法將樁基檢測(cè)技術(shù)的效果充分發(fā)揮出來(lái)，樁基施工質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足建筑整體使用需求。同時(shí)，部分企業(yè)還在應(yīng)用傳統(tǒng)的鉆芯檢測(cè)手段，沒(méi)有將無(wú)損技術(shù)、現(xiàn)代化數(shù)據(jù)分析手段應(yīng)用到其中，不僅檢測(cè)數(shù)據(jù)以及分析能力存在不足，同時(shí)也在一定程度上對(duì)樁基造成了損傷。

4.4 沒(méi)有考慮到樁周土體情況

在應(yīng)用反射波檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中沒(méi)有關(guān)注到樁周土體情況，導(dǎo)致反射波的傳遞效果以及傳感器接收到的反射波數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高。這種情況最常發(fā)生在軟土向硬性土轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，這時(shí)反射波會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)徑變化的情況，造成最終接收器的波形、數(shù)據(jù)存在問(wèn)題，影響到樁基質(zhì)量的辨別。因此，在對(duì)檢測(cè)技術(shù)記性應(yīng)用的過(guò)程中需要對(duì)周邊地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的勘察，在勘察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)樁基施工現(xiàn)場(chǎng)的巖土情況、性狀等進(jìn)行掌握，從而確保檢測(cè)工作的順利開(kāi)展，為樁基質(zhì)量提供保障。

5 常用樁基檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

5.1 靜荷載力試驗(yàn)技術(shù)

靜荷載力試驗(yàn)技術(shù)是巖土工程樁基檢測(cè)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)手段，主要是對(duì)樁基的承載力進(jìn)行檢測(cè)，在具體檢測(cè)的過(guò)程中需要根據(jù)場(chǎng)地情況、周?chē)h(huán)境以及樁基施工去對(duì)加載的荷載進(jìn)行確定。以往在應(yīng)用靜荷載力試驗(yàn)技術(shù)時(shí)，主要時(shí)應(yīng)用的是手動(dòng)油壓千斤頂進(jìn)行加載工作，然后右人工去對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、處理和分析，從而對(duì)樁基的承載力進(jìn)行確定，這種以人工為主的檢測(cè)方式相對(duì)誤差更大。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，RSM靜載測(cè)試儀出現(xiàn)在了靜荷載力試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制液壓系統(tǒng)進(jìn)行加載、補(bǔ)栽、維持荷載，并運(yùn)用無(wú)線數(shù)據(jù)采集技術(shù)、繪圖技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和判斷，有效提升了巖土工程中樁基檢測(cè)的效果。

5.2 超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波檢測(cè)技術(shù)是當(dāng)前巖土工程中樁基無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一，檢測(cè)原理是在樁基成孔后，灌注混凝土之前預(yù)埋聲測(cè)管，然后在施工后借助聲波檢測(cè)儀對(duì)超聲波進(jìn)行收集和檢測(cè)，彈性波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到混凝土介質(zhì)缺陷會(huì)產(chǎn)生反射、透射、繞射、散射、衰減，從而造成穿過(guò)該介質(zhì)的接收波波幅衰減、波形畸變、波速降低等。由接收換能器接收的波形，對(duì)波的到時(shí)、波幅、頻率及波形特征進(jìn)行分析，判斷混凝土樁的完整性及缺陷的性質(zhì)、位置、范圍及缺陷的程度。在檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)可以再次應(yīng)用加密測(cè)、斜測(cè)或扇測(cè)的方式進(jìn)一步對(duì)缺陷的位置進(jìn)行確定。

5.3 高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)

高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)通常應(yīng)用于預(yù)制樁的檢測(cè)過(guò)程中，主要是巖土工程施工的過(guò)程中，部分區(qū)域的場(chǎng)地巖土情況相對(duì)較差，需要的樁基施工深度也比較深，這時(shí)就需要借助打樁機(jī)施加壓力，將管樁打入到相應(yīng)的深度，這種樁基質(zhì)量檢測(cè)的難度相對(duì)更高。而高高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)可以通過(guò)在基樁表面嵌入測(cè)量應(yīng)變的傳感器，對(duì)應(yīng)變隨荷載變化的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。傳感器吸附在基樁表面，能夠?qū)鶚督砻娴淖冃吻闆r進(jìn)行測(cè)量，記錄和收集，不僅提升了檢測(cè)的精度，同時(shí)檢測(cè)的結(jié)果可靠性也得到了有效提升。

6 巖土工程中樁基檢測(cè)技術(shù)有效應(yīng)用的對(duì)策

6.1 提升對(duì)巖土工程樁基檢測(cè)的重視度

巖土工程中樁基檢測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用為建筑施工質(zhì)量以及建筑行業(yè)發(fā)展奠定了重要的基礎(chǔ)，但是要如何確保樁基檢測(cè)技術(shù)可以得到有效、充分的利用，還需要政府、建筑企業(yè)以及施工人員將樁基檢測(cè)重視起來(lái)。首先，政府要對(duì)樁基檢測(cè)進(jìn)行監(jiān)督，結(jié)合當(dāng)前巖土工程建設(shè)施工實(shí)際情況以及社會(huì)發(fā)展需求，去對(duì)樁基檢測(cè)的各項(xiàng)規(guī)章制度進(jìn)行完善，并對(duì)施工企業(yè)以及樁基檢測(cè)單位進(jìn)行監(jiān)督，從而確保樁基檢測(cè)可以合法、合規(guī)開(kāi)展，保障樁基工程質(zhì)量。其次，施工單位要將樁基檢測(cè)納入到施工方案中，為其留出充足的時(shí)間開(kāi)展全面的樁基檢測(cè)工作，對(duì)于不符合質(zhì)量要求的樁基要及時(shí)進(jìn)行整改或者重建。最后，檢測(cè)單位要將檢測(cè)人員的能力充分重視起來(lái)，確保其具有專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)能力、素質(zhì)以及經(jīng)驗(yàn)，保障檢測(cè)工作的順利開(kāi)展。

6.2 規(guī)范地基設(shè)計(jì)以及勘察工作

地基設(shè)計(jì)圖紙以及施工方案制定的過(guò)程中，要將巖土工程勘察工作放在首要位置，并結(jié)合巖土工程建設(shè)需求，對(duì)地基設(shè)計(jì)、施工的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，從源頭上保障樁基施工的質(zhì)量。在這個(gè)過(guò)程中施工單位要充分意識(shí)到施工現(xiàn)場(chǎng)勘察的數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)以及樁基檢測(cè)的的重要基礎(chǔ)，施工單位要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況去對(duì)勘察方式、勘察手段進(jìn)行選擇，保障勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以此為基礎(chǔ)去進(jìn)行地基設(shè)計(jì)、樁基檢測(cè)工作，可以提升樁基檢測(cè)的效率。

6.3 升級(jí)樁基檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備

土工程中樁基檢測(cè)的過(guò)程中，有關(guān)企業(yè)要意識(shí)到傳統(tǒng)的檢測(cè)方式、檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)和當(dāng)下樁基檢測(cè)的需求出現(xiàn)了不符，同時(shí)檢測(cè)的效率、準(zhǔn)確性較低，影響了施工進(jìn)度、質(zhì)量以及效益，因此需要加大對(duì)樁基檢測(cè)的投入力度，研究并升級(jí)樁基檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備，將自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到其中，降低檢測(cè)過(guò)程中對(duì)樁基造成的損害。而樁基檢測(cè)單位也要積極引進(jìn)各種先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)、設(shè)備，并組織檢測(cè)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而提升巖土發(fā)工廠樁基檢測(cè)的水平。

7 結(jié)束語(yǔ)

樁基是巖土工程的重要組成，也關(guān)系著建筑工程的整體質(zhì)量和使用性能，為了保障樁基施工等符合要求，就要在樁基施工的過(guò)程中結(jié)合實(shí)際情況合理選擇并運(yùn)用有效的檢測(cè)技術(shù)去成孔質(zhì)量、樁基承載力和完整性進(jìn)行檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)樁基施工中存在的問(wèn)題，保障項(xiàng)目的質(zhì)量，消除樁基問(wèn)題帶來(lái)的安全隱患，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。