基于基桩检测技术在建筑工程中的应用研究

发表时间:2021/3/18   来源:《工程管理前沿》2020年第35期   作者:吴兆颖
[导读] 在建筑基桩工程中,受施工现场地质条件、施工技术等因素影响
        吴兆颖
        鹤山市建设工程质量检测中心  广东鹤山  529700
        摘要:在建筑基桩工程中,受施工现场地质条件、施工技术等因素影响,基桩容易出现缩颈、夹泥、断桩等多种质量缺陷,进而影响基础承载力和建筑结构稳定性。结合不同基桩检测方法特点,合理选择科学、准确的基桩检测技术尤为关键。文章结合工程项目,深入探讨基桩检测技术,以期为基桩工程检测提供有益的借鉴和参考。
        关键词:建筑工程;基桩检测;技术应用
        在建筑工程施工中,受地质条件、施工技术和施工管理等因素影响,基桩础施工质量存在一定的不确定性,要求建筑施工单位完成基桩础施工后进行质量检测,以保证建筑基桩础施工质量满足相关要求。常见的基桩检测技术包括钻孔取芯法、超声波检测法、低应变反射波法等。
        1基桩检测技术在建筑工程中的应用意义
        基桩是建筑的基础,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。如果基桩发生质量问题,势必导致建筑整体质量受到影响,存在安全隐患。所以,必须根据基桩施工特点以及性能指标,做好基桩检测工作,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,提升建筑工程施工质量。
        2超声波透射检测技术应用研究
        2.1超声波透射检测原理
        超声波检测是一种非破坏性检测技术,即检测过程中不会破坏被测物体原结构完整性。超声波透射法通过在桩施工中预埋声测管,借助换能器发射固定频率的超声波,将电能转换为机械能,使超声波能量沿竖向方向穿透混凝土桩,换能器接收到超声波后转换为电信号,并在检测仪上显示波速、波幅,以此作为混凝土桩身缺陷判断依据。由于超声波在不同介质中的传播特性,超声波传播速度、波形变化与桩身混凝土介质密实度有关,如超声波波形、波幅变化较小,则表明混凝土桩身密实;反之,则表明混凝土桩身密实度较差;如出现畸变波峰,则表明桩身存在夹层、孔洞、缝隙等情况。
        2.2检测方式
        在超声波透射检测中,常见的检测方法有桩内跨孔透射法、桩外孔透射法和桩内单孔透射法。其中,桩内单孔透射主要针对桩内只有一个声测通道的情况;桩外孔透射法主要针对施工完成且桩内无声测管的情况;桩内跨孔透射法是针对预埋声测管的基桩础检测。三种检测方式中,桩内跨孔透射检测方法结果最为准确、成熟,应用也最为广泛。本工程中,先在声测管内注满清水,并将3个接收换能器依次编号,按顺时针方向置于3根声测管中,下放至桩底,自桩底至桩顶均匀同步提升,发射换能器发出超声波经桩身混凝土传播后,由接收换能器将声波信号转换为电信号传送至超声仪,经超声仪处理后在显示器上显示不同的波形信号。桩内跨孔透射检测,根据换能器相对高度的变化,采用平测、斜测、交叉斜测、扇形扫描测等方法进行全面检测。本工程进行超声波检测时采用平测方法进行检测(如图3),并根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)按间距250mm进行等距平测。检测过程中,换能器提升速度保持在40cm/s,如换能器提升速度过快易出现漏波或畸形波等问题。针对局部波形异常的情况,为进一步确认混凝土基桩础缺陷,采用斜测和扇形测方法进行确认,斜测时将发、收换能器错开1~2m距离,斜测角取30°~45°,测量步距为100~200mm。通过斜测、扇形测两种方式对基桩础缺陷性质以及严重情况进行进一步判断。
        3基桩检测技术在建筑工程中的实际应用
        3.1基桩成孔质量检测
        建筑作为城市现代化建筑中的主流形式,在进行基桩施工的时候,普遍使用的都是灌注桩施工方式,基桩的成孔质量对于施工效率和质量的影响较大,需要进行特殊关注,并且引起施工单位和监理单位的高度重视。通过基桩检测技术去检测基桩成孔质量,主要涉及以下几个方面。第一,检测基桩孔径。《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202-2018规定桩径尺寸允许偏差≥0,需要具体的检测工作人员使用专业的孔径检测器械,在施工的过程中对基桩成孔质量进行全面检测,常用的检测方法有简易检测法、声波检测法以及伞形孔径检测法三种。其中,简易检测法的操作最为便利、简单,但是需要过多依靠以往的检测经验,人为影响因素比较大。而声波检测法以及伞形孔径检测法则相对准确一些,并且技术含量较大,可以准确反映出基桩成孔的实际质量情况。第二,检测基桩成孔的具体位置和垂直度。

为了提升建筑工程整体的施工质量,在进行基桩工程施工时,需要由专业的基桩检测人员对基桩成孔的具体位置进行检测,以此减少施工中发生的问题,例如基桩成孔位置与设计位置偏离等,《建筑地基基础工程施工质量验收标准》规定套管成孔灌注桩垂直度允许偏差最大值为1/100.桩径500mm及以上时桩位允许偏差最大值为100+0.01H(H为基桩施工面至设计桩顶的距离)。如果不能准确检测出基桩成孔位置的偏移问题,不仅会影响到整体的工程质量,而且会导致工程返工问题,使得工程工期延长,并且浪费资源、增加工程成本。
        3.2基桩完整性检测
        除了基桩成孔质量检测以及承载力检测以外,基桩完整性检测也是十分重要的,对于建筑工程整体的施工质量起到巨大影响。目前,结合我国建筑产业的发展现状以及基桩检测技术的发展趋势,在高程建筑工程基桩完整性检测工作中,《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014中完整性检测法有低应变检测法、高应变检测法、钻孔取芯法及声波透射检测法。第一,高应变法使用的锤较重较其他完整性检测方法笨重,一般情况用于承载力检测时配合完整性检测。第二,低应变检测法是我国建筑工程施工中,用来检测基桩完整性最普遍的方法,需要在基桩顶部截面的中间部位安置激振设备,并且施加一个较低的激振例。基桩检测工作人员可以利用专业仪器对桩身激振力产生的信号进行收集和提取,并经过科学分析去评价基桩性质,从而得出对基桩完整性的准确判断,该方法主要用于基桩的横向缺陷的检测。第三,在使用声波透射法进行基桩完整性检测时,其检测原理就是利用超声波的传播特性和穿透特点,通过分析声波在基桩内部的传播速度去判断基桩完整性。因为声波在混凝土基桩结构中的传播速度是有一定范围限制的,遇到混凝土缺陷时,声波的传播速度会受到一定影响,声波也会随之减弱,从而在声波表现的波形图中进行展现,以此确定基桩的完整性。该方法主要用于基桩的竖向缺陷的检测。第四,钻孔取芯检测法是一种比较简单的方式,只需在基桩上进行钻孔,对孔径大于或者等于800mm的基桩进行完整性检测。以1000mm桩径,桩长35.2m的工程桩为例,在进行钻孔取芯检测时,需要在距离桩中心20cm位置进行开孔取芯,重点钻取4.5m和7.0m处的芯样,在5.9m处的断口基本吻合。另外,在沿桩中心对称位置再开一个孔,并在4.5m和7.0m处进行回次钻芯,提钻后,检测结果在5.9m处的芯样断口基本吻合。
        3.3基桩承载力检测
        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,施工单位都会对基桩承载力进行全面检测,《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014规定其方式主要有静载试验以及高应变法。其中,在应用静载试验检测基桩实际承载力时,需要考虑到基桩自身承载力和速度间的影响关系,从而合理开展静载试验。该种检测方法主要是为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,去检测基桩承载力的实际数值。另外,静载试验法与基桩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。而高应变检测方法在进行基桩承载力检测时,具有检测结果准确、检测成本低、快速且覆盖范围广等优势,并且可以适用于不同的检测环境,满足不同方面的实际需求。但是,需要在检测时根据基桩本身形变的情况,对基桩实际承载力进行预估,该技术在我国建筑行业中的应用最为广泛。
        4基桩检测技术应用优化策略
        基桩检测技术在建筑工程中的应用具有十分重要的意义,因此需要严格依照检测技术操作规范进行作业,并且提前考虑到各种可能影响检测结果的因素,保证检测准确性和效率。基桩检测技术的应用会受到技术因素、操作人员因素、检测设备因素以及环境因素等,而发生检测结果偏差问题。所以,需要相关检测人员结合基桩检测技术应用与发展现状,制定合理的应用方案,优化技术应用策略,从而提升基桩检测技术应用效率与质量。1.在进行基桩检测之前,还需要对使用的检测设备进行认真检查,确保其性能稳定,运行状况良好。2.要加强基桩检测技术人员培训,提高其技术水平和操作能力,提高责任意识,从而确保检测结果准确。3.需要保证基桩检测技术应用过程的规范性,需要结合工程实际制定科学、合理的检测方案,促进检测工作顺利开展。检测中的各项指标和操作要求都能达到规范标准。
        5结论
        终上所述,基桩检测技术在建筑工程中应用作用很大,是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]江舟 . 桩基检测技术在建筑工程中的应用[J]. 科技经济导刊,2020,28(11):52.
        [2]《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202-2018.
        [3]《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014.
       
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