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摘要:桩基是目前建筑领域极其重要的基础形式,桩基的质量影响着建筑工程整体质量安全。我国每年施工桩基超千万根,因工程地质条件复杂多变、桩基施工单位水平参差不齐等因素影响,桩基施工质量不一。桩基检测技术就是利用各种技术手段,对桩基质量进行全面评价的方法,因此,桩基检测技术为建筑工程安全稳定提供了重要保障。文章通过查阅文献着重探索桩基检测技术方法、适用范围及应用效果。
关键词:地基基础;桩基检测;建筑工程
1桩基检测技术的作用及存在的问题
桩基工程通常深埋地下,其质量受工程地质条件、基础结构形式、桩土相互作用、施工工艺及施工水平等多方面因素的影响,具有工程隐蔽性高、存在问题时检查和维修困难出现质量事故影响巨大等特点。桩基检测技术就是通过各种检测手段,检验桩基的施工质量、完整性、承载力等参数,以及桩基持力层承载力及变形程度、桩间土的受力情况,确保桩基质量,为桩基缺陷处理、工程验收提供依据。桩基检测方法多种多样,每种方法有其优点,也存在一定的缺陷,因此在实际检测过程中,通常需将多种检测方法配合使用,发挥每种检测技术的优势特点,对桩基进行全方位的检测,以保障建筑工程桩基的质量安全和稳定。
1.1桩基检测技术的作用
随着建筑工程的发展,桩基的应用范围越来越广,桩基具有隐蔽、难以维修等特点,而桩基质量在很大程度上决定了建筑工程的安全性和稳定性,因此加强桩基检测是十分有必要的。通过准确的桩基检测,能有效检测桩基缺陷、桩身承载力、桩身完整性等指标,及时发现有缺陷的基桩,采取相应的补救措施,进而保证建筑工程的质量和安全。因而提高对桩基检测的重视程度,规范检测市场及行为,建立健全管理制度,提高从业人员的专业技术水平,实现资源有效配置,从根本上提高桩基检测质量及效率,督促施工企业提高桩基施工质量,是保证建筑工程质量的重要措施。
1.2桩基检测中存在的问题
近年来,桩基检测技术取得了快速发展,但在桩基检测过程中,依然存在一系列问题需要改进。首先,桩基检测市场不规范,导致部分检测单位采集数据不规范、数据处理不严谨,甚至出现造假情况;其次,检测设备相对落后,导致我国桩基检测技术发展受到限制,仅能实现一些基本的检测,检测的精度和效率较为低下;再次,检测结果存在不严谨的情况,由于设备、参考数据等多方面的原因,导致检测结果与实际情况存在偏差,选定的试验参数不够精确;最后,相关从业人员专业技术水平较低,从业人员素质参差不齐,检测企业内部缺乏继续教育,没有健全的管理体系。
2桩基检测方法及应用范围
在地基基础桩基中,常用的桩基检测方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等,可对单桩或群桩进行检测,各桩基检测方法的优缺点及应用范围简要介绍如下。
静载试验:桩基静载试验是通过在桩的顶部施加外力,外力通常由堆载、锚桩提供,通过观测桩顶位移随时间的变化规律,进而确定桩基的单桩承载力、抗拔承载力、水平承载力的检测方法,是目前桩基检测中最直接、最可靠的检测方法。另外,检测时可在基桩中提前预埋内力测试元件,能充分了解桩身内力与桩间土侧阻力、桩底土端阻力之间的关系,对优化桩基设计具有重要意义。目前,自平衡静载试验也在逐步发展,该方法通过在桩基中下部平衡点设置荷载箱进行加压,使荷载箱上下两端的桩基产生向上、向下的移动趋势,使桩端阻力和桩侧摩阻力得以发挥,达到以自身反力平衡加载的目的,但该检测方法的可靠性还需要进一步完善。
钻芯法:钻芯法主要被用于检测灌注桩的成桩质量,包括桩长、桩身混凝土强度及完整性、桩底沉渣厚度等方面的检测,具有简单、直观、实用的特点。通常情况下,一次完整的钻芯检测能同时得知桩长、桩身完整性及混凝土强度、沉渣厚度等方面的情况,同时还能判定桩端持力层的情况。
在钻芯检测中,抽芯技术对检测结果有较大的影响,因此对钻芯使用的钻机、钻头应达到规范标准,保证抽芯质量,以免影响桩基检测结果。
低应变法:工作人员锤击桩基,通过传感器接收应力波信号,进而判断桩基完整性、桩身缺陷的检测方法为低应变动测法。这种方法具有检测速度快、方法简便的特点,在桩基检测中被广泛应用。检测质量的关键受传感器接收的波形影响,因此在测试过程中应按照规范要求选择测试点、锤击点,并按要求安装传感器,尽量多采集信号,保证波形的完整性以便进行数据分析。
高应变法:高应变法是利用具有导向装置的打桩机械,检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性,同时观测桩身应力和锤击能力传递比,可以判定桩身缺陷程度,为选择沉桩工艺参数及桩长提供依据,在桩基检测中应用比较广泛。
声波透射法:声波透射法是利用声波传递特点判断桩身完整性的检测方法,能确定桩身缺陷程度、范围和位置,应用范围较广,对环境和外界因素的要求较低,可对桩身进行全面细致的检测,但被检测桩径宜大于0.6m。
3地基基础桩基检测技术的探索与应用
3.1在桩基承载力检测方面的探索与应用
桩基承载力检测是桩基检测的重要应用方面,在桩基承载力检测中,灵活运用合适检测技术,往往可取得经济且准确的检测结果。最直观的检测方法为静载试验,利用堆载或锚桩施加反力,确定桩身沉降及压力的关系,综合确定桩基承载力及其他相关参数。高应变动测法在桩基承载力检测中应用较广,先利用重锤自由落体对桩基顶部施加冲击力,再利用传感器接收桩头纵向位移数据。判断桩基承载力的过程,其检测误差受加荷速率影响较大,当加荷速率越大时误差也越大。比较静载试验和高应变动测法获得的结果,以静载所获取得到承载力结果更为准确,但高应变动测法可配套光纤检测技术(如BOTDR和FBG技术),通过在施工阶段布设光纤传感器提高检测精度。
3.2在桩基完整性方面的探索与应用
在桩基完整性检测中,应用较多的检测方法有声波透射法、低应变动力检测及钻芯法。声波透射法主要基于超声波在混凝土中的传播速度处于一定范围内的特点,在桩身缺陷位置处,超声波的传播速率、波幅等声学参数发生变化,判断桩身完整性;低应变动力检测是采集锤击产生的应力波,同时结合桩基的形变情况,分析桩基承载力和桩基完整性的过程;钻芯法是最为直观的判断桩身完整性的检测方法,可以通过钻孔取芯直接观察桩基是否存在缺陷、断桩等问题,但其缺陷在于取芯检测成本高、速度慢,而且对桩基形成局部破坏。通过对声波透射法与低应变动力检测法进行对比分析发现,声波透射法的应用范围较广不受地质条件的影响,能对超长桩进行检测,且能对桩身的多处缺陷进行分别检测和定量描述,检测的准确性和可靠性较高。但声波透射法需要预先埋设声测管,且无法对声测管范围以外的桩体质量进行检测,在钢套筒深度范围内声波受到干扰导致声波信号大幅减弱影响,可能造成缺陷漏检。
4结束语
综上所述,桩基施工质量直接影响着建筑工程的质量和安全,因而对桩基施工质量的检测也显得十分重要。在桩基检测过程中,可结合各检测方法的优缺点,综合使用多种检测方法,取得科学准确的检测结果,判断桩身承载力及完整性,对存在缺陷的桩基及时采取补救措施,以免影响建筑物整体的安全稳定。
参考文献:
[1]王庆忠.高层建筑地基基础和桩基土建施工技术要点[J].工程技术研究,2020,5(5):43-44.
[2]全明周.大型桩基承载力检测技术的应用分析[J].能源技术与管理,2020(3):150-153.
[3]石振明,宋晶.光纤检测技术在海上钢管桩试桩中的应用[J].工程地质学报,2016,24(2):315-323.
[4]周业深.高层建筑地基基础和桩基土建施工技术的应用研究[J].住宅与房地产,2020(5):181+193.