超高层建筑中基桩检测方法介绍

发表时间:2021/3/11   来源:《城镇建设》2020年33期   作者:李若法
[导读] 建筑工程的检测工作为建筑工作中非常关键的组成部分,发挥出相应的价值作用,对于建筑行业的发展至关重要。
        李若法
        广信检测认证集团有限公司  250002
        摘要:建筑工程的检测工作为建筑工作中非常关键的组成部分,发挥出相应的价值作用,对于建筑行业的发展至关重要。因此,针对基桩检测技术在建筑工程中的应用进行了详细的分析,希望可为相关工程提供借鉴。
        关键词:高层建筑;基桩;检测方法;
中图分类号:TU712        文献标识码:A
引言
        随着我国经济的快速发展,我国建筑业得到了长足发展,各种高层建筑、结构体型复杂建筑越来越多。基桩桩身完整性检测是建筑工程施工质量验收不可或缺的环节,其检测准确性和判定的合理性直接影响建筑物的安全。
1、桩基概念以及检测必要性概述
        1.1、桩基的重要性   
        桩基是高层建筑的基础,是主要的承受荷载的部分,对于建筑整体质量和安全性能起到重要保障作用。如果桩基发生质量问题,势必导致高层建筑整体质量受到影响,存在安全隐患。所以,必须根据桩基施工特点以及性能指标,做好桩基检测工作,对其成孔质量、承载力、完整性进行系统检测和分析,从而确保其建筑质量符合设计要求,达到建筑质量标准,提升高层建筑工程施工质量。
        1.2、桩基检测必要性分析
        由于桩基础属于隐蔽工程,控制桩基础施工质量的条件很多,如工程地质条件、复杂的桩土相互作用以及现场施工管理水平、过程控制及专业人员素质等,具有诸多不确定性的因素。因而,基桩检测工作作为重要的基础控制手段,如何提高基桩质量检测工作,确保检测评定结果的准确性和可靠性,对工程地基基础及主体结构的安全施工、质量保证和实现预期使用功能具有十分显著的作用。
        1.3、常见检测方法
        常见的基桩桩身完整性检测方法有低应变法、高应变法和声波投射法等。由于低应变法仅需对桩头进行平整处理,无需预先埋置测管,具有经济、快速、适合普查等而广泛应用。但低应变法对基桩检测人员既需要岩土工程、桩基设计与施工等方面的知识,也需要有波动理论等方面的知识;既要能够操作仪器设备,熟悉测试技术,又要善于对数据进行综合分。
        1.4、高层地基建筑
        建筑地基基础设计是工程的一个关键环节。建筑地基设计,简单来说,就是对地基基础进行概念设计,包括对建筑工程中的力学性质、地质性质以及土力学等概念进行研究与分析,还要对施工现场土层的含水量等情况进行全面的研究,根据所有研究结果进行建筑地基基础设计。建筑地基基础概念设计和传统的建筑结构设计的概念不同,建筑地基基础设计更注重的是对建筑工程的承载能力,负责的主要是建筑工程结构整体的稳定性,进而使建筑工程的使用寿命延长,提高建筑工程的质量[1]。
2、基桩检测技术应用
        2.1、基桩承载力检测技术
        基桩承载力的直接检测方法主要指单桩竖向抗压、抗拔以及水平静载试验,其检测目的是测定单桩竖向抗压、抗拔或水平极限承载力,判定相关极限承载力指标能否满足设计要求,抗压(拔)试验也可测定桩身侧部、桩底阻力及桩某一截面位移量;水平静载试验也可用于测定浅部岩土水平抗力比例系数及桩身应力及桩身弯矩。当前对于建筑工程领域,针对承受纵向永久荷载形式的单桩竖向抗压试验,其应用范围较广泛,取得的理论和实践成果也较突出。单桩竖向抗压静载试验采用模拟试桩实际受力条件进行,是最直观反映基桩承载性且试验数据较为真实可靠的方法。
        2.2、样品的均匀性及稳定性检验
        较常见的定量能力验证,低应变法检测基桩桩身完整性能力验证是一个定性的能力验证,所制备12根模型桩,每一根都有各自的不同缺陷,不适用样品均匀性检验。模型桩投入使用前,应核验物品制备与实际方案的符合性。样品稳定性检验应在参加者进行检测之前和所有参加者完成检测之后进行。如检测的持续时间较长,应在此期间进行稳定性监控。


        2.3、钢筋混凝土筏板基础
        钢筋混凝土筏板基础的适用范围较小,只适用于少数特殊情况下。建筑地基的土质不均匀时,地基承受力较弱,而建筑上部结构的荷载力大,通过十字交叉基础的应用,相邻基础之间的距离和缝隙会变小,使很多基础底面出现覆盖重叠的问题,难以满足基础底面积的实际需求,在这种情况下,可以应用筏板基础。另外,对含有地下室的建筑结构进行施工时,因为本身建筑结构的特殊性,会出现受潮和渗水问题,因此,建筑单位可以应用筏板基础作为地下室的底板结构,防止各种情况和问题的发生,提高建筑结构的稳定性。
        2.4、侧阻力的深度效应
        桩周土的剪切强度会对侧阻力产生较大的影响,而土体围压强度又对桩周土的剪切强度产生影响,且两者成正相关,不过并非随深度无限提高,实际的剪切强度到达某一深度时,侧阻力也增加到最大值,随后不再随深度而改变,只受土层性质的影响。这在学术上称之为“深度效应”,从具体数值来看,临界深度通常要比之前规定的端阻力临界深度小30%~50%。而这种效应与土体的拱效应密切相关,土越密实土拱效应越明显,且在地面以下较小深度出现。从桩侧阻力测试结果可看出这点,密实土体往往在桩顶以下2~3m侧阻力便达到极大值,随后不再因深度的改变而出现相应的变化[2]。
        2.5、综合法检测
        桥梁大直径灌注桩的浅部缺陷对上部结构安全运行至关重要。在声波透射法检测的基础上,增加低应变法检测规定。低应变法在现场实施非常方便,它利用应力波反射原理,识别桩身整个横断面上的阻抗变化,可有效发现15m以内桩身大尺寸严重缺陷。检测结果可以与声波透射法进行相互比对。当两者不一致时,采用钻芯法进行验证。这样,利用多种方法相互配合,不但可以有效地发现浅部严重缺陷,同时也会大大降低检测盲区存在的危害性[3]。
        2.6、传播规律
        自平衡试桩法和传统的静载法最大的区别在于桩的荷载传递机理不同。传统的静载法荷载作用在桩顶,符合桩实际工作状态,静载试验只考虑单桩情况。自平衡荷载作用在荷载箱处,分别考虑的是桩的上下2部分。静载试桩侧摩阻力方向与自平衡法中桩的上段位移方向正好相反,如果桩身位移越大使得桩周土体会越发松散,降低了自平衡法桩上段桩侧土体抵抗荷载能力。这种侧摩阻力性质上是负摩阻力,在计算极限承载力的时候需要将负摩阻力换算为正摩阻力。
        2.7、桩基承载力检测
        目前,随着我国建筑产业的快速发展,各种先进的施工工艺得到了应用,并且获得了良好的应用效果。同时,在进行高层建筑工程施工时,为了保证施工质量,提高施工稳定性与安全性;该种检测方法主要是为高层建筑工程设计提供依据,检测原理是利用压重平台反力装置、锚桩横梁反力装置等,去检测桩基承载力的实际数值。另外,静载试验法与桩基工程施工中的荷载率计算比较类似,可以将荷载率计算获得的数值作为试验所需数据[4]。
        2.8、单桩水平承载力
        建筑桩基多数是有一定埋深的低承台群桩基础,外部荷载以竖向永久荷载为主;拱结构桩基、支挡结构桩基等则以承受水平荷载为主;高层建筑桩基一般承受较大的水平风荷载和偶然出现的水平地震作用。
结束语
        综上所述,桩基检测技术在高层建筑工程中应用作用很大,是高层建筑工程施工质量的前提保障。因此需要建设单位从工程实际出发,合理设计检测方案,妥善安排检测设备、人员,科学选择检测技术,确保检测工作顺利开展,保证检测效率与质量,为高层建筑工程施工奠定良好基础,推动我国建筑行业发展,促进城市现代化建设的进步。
参考文献:
        [1]张林锋,李辉.建筑工程常用的地基基础与桩基设计探究[J].工程建设与设计,2020(22):40-41.
        [2]杨科.浅谈建筑桩基设计中的几点认识[J].低碳世界,2020,10(10):79-81.
        [3]张学军.基桩检测技术在建筑工程中的应用[J].建筑技术开发,2020,47(16):103-104.
        [4]向元杰,向上.某多层建筑倾斜原因分析[J].施工技术,2020,49(S1):1108-1111.
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