摘要:在当前的建筑工程项目中,桩基检测技术对于保证工程项目正常开展产生重要影响,本文在简单了解几种桩基检测技术之后,对该技术在建筑工程中的应用路径进行研究,希望为指导未来建筑工程桩基检测提供支持。
关键词:桩基检测技术;建筑工程;声波透射法
前言:在建筑工程项目快速发展的大环境下,桩基础的重要性得到了相关人员的广泛关注,从现有的技术应用路径来看,该技术在高层建筑物、港口、大型桥梁中得到广泛应用,其施工质量对建筑物的稳定性产生直接影响。因此,相关人员需要了解桩基础检测方法的应用路径,为全面提高建筑工程施工质量奠定基础。
1 桩基检测技术研究
1.1低应变反射波法
在桩基检测阶段,通过对桩顶施加一瞬时的激振之后,通过测量装桩顶加速度或者速度响应曲线之后,能够测量桩头的瞬时激励信号,最终对桩的完整性进行判断,该应用该技术中,采用了桩顶损失激振的方法,能够向桩施加少量的能量,使桩-土之间出现不同程度的贯入度,通过应力波在桩身内部的传播与反射,能够检测出桩基结构稳定性。该技术方法具有操作简单、易于携带的优点,能满足大部分桩基的检测要求[1]。
1.2声波透射法
在孔内,按照桩径大小预埋一定数量的纵向且相互独立的平行声测管为换能器通道,这样超声波脉冲能够通过换能器探头完成接收与发射,根据所监测的变化能够判断桩基础性能。以灌注混凝土施工为例,当桩身混凝土达到一定的龄期后进行检测,通过换能器,仪器能够通过声测管中发出声波,沿着桩的纵轴方向以特定的速速向上传递,在将电能转变为机械能后可以直接透过混凝土完成传播,接收器探头能够将这个测脉冲能量进一步转变为电信号。在这个过程中,声波脉冲在穿越桩身混凝土之后会出现特定的波形以及声学参数,根据其中的关键数据变化能够有效判断出桩的性能,例如通过测量声波的波幅、波速等,掌握桩身的缺陷[1]。
该方法具有一个显著的优点,就是检测结果不受桩基长度影响,并且桩径对检测结果的影响小,所以该方法能够精准判断出故障位置。该方法的主要缺点是成本太高,并且需要预埋声测管。
1.3钻芯法
钻芯法是一种常见的、有损的局部检测手段,该技术已经在很多方面得到广泛使用,包括连续墙、桩基础的质量检测中都可以应用该方法。钻芯法的核心内容,就是通过钻孔机直接在桩基上获得一定的桩身样本,通过对该样本的检测能够判断出桩的混凝土强度、沉渣厚度以及桩身质量等,具有结果直观的优点。从现有的工程项目应用经验可知,钻芯法能够通过检测芯样的强度来评估质量,尤其是针对较大面积的缺陷,包括桩基混凝土离析、空洞以及夹泥现象等,而在小范围水平缝隙检测中的效果不显著,因此钻芯法也具有明显的局限性。
2 桩基检测技术在建筑工程中的应用研究
2.1案例简介
某建筑项目位于当地那侧,所建位置的整体地势平缓,并且呈现出北高南低的走向;场地内以平原为主,在项目早期的地质勘查中,发现拟建场地为大地构造属太平洋大陆边缘构造活动带一部分;露出的底层包括石帽山群火山岩以及中生代南园组等;早期勘察并未发现不良地质现象,因此因为本项目区域为基本稳定区。
该项目中所设计的冲孔灌注桩长度约为20.5m,桩径规格为1200mm,且桩身混凝土的强度等级为C30,池陆层采用了中风化花岗岩;项目中所有受检的混凝土均达到龄期要求,可以用于桩基检测。
2.2桩基检测方法的应用
2.2.1低应变反射波法
在该案例中,先使用低应变反射波法检测时域曲线,设置波速为3900m/s,由此可分析出应力波在一定范围内的反射波(见图1),该反射波与入射波是相同的,证明该出阻抗或者阻力减少,之后波速呈现出明显下降的趋势,并且在传输过程中出现了多次反射,且桩底的反射信号未获得,由此判断出该桩存在质量缺陷,而考虑到该桩桩身完整类别为Ⅲ类,因此推断出该位置可能出现空洞等情况。根据现有经验可知,由于缺陷位置主要集中在桩深浅部,而桩基深部的质量缺陷可能会因为该故障被掩盖。
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图 1 低应变反射波法的检测结果
2.2.2声波透射法
针对上述问题,为了能够更好的确定缺陷的具体情况,现场工作人员在现场使用了声波透射法进行检测。该项目在施工前功预留了三根声测管,1号管与2号管之间的距离为750mm,2号管与3号管之间的距离为830mm。在故障缺陷检测期间,发现桩顶下方的三个剖面发现了两处混凝土缺陷现象,而结合现场的分析结果发现,在桩身两个疑似故障区域的桩身缺陷(一深一浅),在该区域内可以发现多个连续的声测点,这些声测电的波幅以及声速等明显区别于临界值,在图像上可发现明显的畸变现象。
这一结果显示,声波透射法在桩基故障质量诊断中发挥着重要作用,该方法能够发现缺陷,为有效排除缺陷奠定基础。
2.2.3钻芯法
本项目中采用钻芯法直接测量桩身内情况,选择XY-2B钻机,采用金刚石岩芯钻探方法,认真检查桩身的完整性以及桩底沉淀厚度等。对钻具严格对中,按规范严格控制回次进尺。对砼芯样表面的观察和芯样抗压强度的分析,用来评定桩身完整性、桩底沉渣厚度、桩端持力层及桩身砼强度效果显著。
2.3处理方法与效果评价
通过钻芯法发现了浅部缺陷,开挖后将桩顶至缺陷部位的全部混凝土砍桩即可,充分剔除其中的故障混凝土;针对较大范围的故障,则需要重新浇筑混凝土,但是要注意避免形成新的缺陷;若发现缺陷位置深,应该做费桩处理。该项目中桩基的深部缺陷不严重,其中对于靠近桩底位置的缺陷需要在注浆处理后,通过低应变法重新测量该桩。因此该项目中采用了三种检测技术相结合的方法,在处理后,发现桩身的波形完整,并且表面无突起以及毛刺现象,原缺陷区域内的波形正常,证明桩身的承载力满意。
通过对三种方法的比较结果可可发现,低应变方法在浅部缺陷检测中具有较高的敏感性,而声波透射法在整个桩身质量检测中具有优势,其中钻芯法可以作为故障检测的一种辅助手段,三种方法同时使用,能够提高检测结果的精准率,具有可行性。
结束语:桩基检测技术在建筑工程项目中具有广阔的应用前景,本文介绍了几种常见的桩基检测方法,本次研究证明不同方法的检测结果存在不同,因此应该人员需要探索多种方法联合检测的新路径,这样才能进一步提高检测质量。
参考文献:
[1]许颜,李松然,刘献科.超声波技术在桩基完整性检测中的应用研究[J].建筑技术开发,2020,47(04):155-156.
[2]金苗.公路桥梁桩基检测方法探究[J].建筑技术开发,2020,47(02):161-162.
作者简介:翟绪进;性别:男;民族:汉;籍贯:山东省潍坊市昌邑市(现是山东省潍坊市);第一学历大专:北京理工大学;第二学历本科;研究方向:建筑工程、建筑工程质量检测。