建筑工程领域桩基检测新技术探究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年40卷2月5期   作者: 孙蓓 韩锋
[导读] 我国建筑行业随着经济的高速发展呈现出日新月异的态势,

        孙蓓  韩锋
        山东中誉信建设项目管理有限公司  山东省青岛市  266109

        摘要:我国建筑行业随着经济的高速发展呈现出日新月异的态势,各类新技术层出不穷。而桩基是建筑的基础,只有桩基能够充分发挥支撑作用,才能保证建筑结构的安全稳定。要认识到桩基检测工作的基础性和支撑性意义,对桩基检测技术进行深入探究,确保桩基检测技术应用的系统性、先进性、可操作性、科学性。
关键词:建筑工程;桩基检测;新技术
1桩基质量检测内容
        1.1桩身的完整性检测
        低应变动力、高应变力检测、声透检测以及钻孔取芯法检测等方法是当前对于桩基完整性的主要检测方式。在这些检测方式中,低应变动力试桩法的准确性相对更高,因此是目前各建筑工程主要应用的质量检测方式。其技术原理是:桩身及其附近的土体结构会因为桩顶上的激振能量而出现振动,从而导致桩身发生变形,检测人员通过对桩顶的转动时间以及速度等数据进行详细记载[1]。对于试桩中记载的数据通过利用波动理论进行分析就可以评估出桩身的整体质量,从而做出精确的检测质量报告。
        1.2桩基成孔质量的检测
        在各种建筑工程的桩基施工环节中,成孔施工作业一般需要在地下或者水下进行,因此作业环境较为复杂。在复杂化的作业环境中,成孔作业的质量也会受到各种客观因素的影响,而出现成孔坍塌或者孔径缩小等问题。因此在对桩基成孔质量的检查中,一般需要加强对成孔的垂直度和深度,成孔中的泥浆指标以及孔径偏斜程度等方面的检测。
        1.3单桩承载力的检测
        在桩基施工中,对单桩承载力的检测是较为重要环节,其目的在于评估单桩的最大轴向静荷载。静荷载试验法和高应变力法是目前对单桩承载力进行检测的主要方法。其中高应变力检测法是通过利用重锤在桩顶上施加冲击力,将桩身的塑性变形数据信息详细记载下来,然后通过波动理论对这些数据进行分析,从而得出单桩的承载力数值。高应变力检测方式的缺陷在于可能造成对桩体的破坏,静荷载试验方式相对于高应变力检测方法,其最大的区别在于检测对象的不同。桩基的静荷载是静荷载试验方式的对象,因此这种方法一般不会对桩体造成破坏。静荷载检测的最终实验结果就是单桩的承载力,这种检测方式一般应用于对桩基的竖向静荷载力的检测上。
2建筑工程领域桩基检测技术
        2.1桩基检测技术
        (1)静载荷试验法:主要用于检测桩基的竖向承载力,是最为简单的桩基承载力的检测方法。常用的试验方法为堆载试验法和锚桩法。
        (2)反射法:该方法是目前最为常见的一种方法,且检测仪器小巧和检测速度快。但该方法也存在一些缺点,比如桩体受到摩擦阻尼力的影响,使用仪器检测时容易出现难以检测缺陷类型的现象,会给后期的检测带来检测风险。
        (3)钻芯法:常用于混凝土灌注桩的桩基检测中,是最常用和最有效的方法。钻芯法可以检测混凝土桩基的强度、桩体的完整性和桩底部承载能力。桩芯法检测过程中需要格外注意的是需要按照工程标准进行转机的标准操作和取样过程。该方法也可用于深基坑的桩体检测中[2]。
        (4)高应变法:主要用于检测桩基的竖向承载力是否符合设计要求,可以根据此方法判断桩基的缝隙和存在接头等缺陷时,可根据缺陷的情况来判断桩基缺陷的大小,同时可用于验证低应变法检测的其他问题。
        (5)低应变动测法:该方法是通过检测人员使用小锤等工具对桩基进行敲击,然后通过在桩体上粘贴的应变片发送的应力信号来判断桩体是否存在缺陷。


        (6)超声波检测法:超声波检测法类似于低应变法,超声波检测法通过在桩体内部发射超声波,根据超声波的回弹对桩体的缺陷进行检测,从而确定桩体的质量,该方法对桩基检测人员的业务水平要求较高,需要进行专业的分析才能得到精确的分析结果。
        (7)钻孔内水下摄像检测技术:钻芯取样法在部分工程中存在一定的争议,比如桩体芯样样本由于机械原因破损,这时就需要采用光学摄影技术对其进行进一步的判断。通过拍摄的图像进行观察,就可以获得准确的桩体破损信息。
        2.2桩基检测技术的应用
        接下来将主要介绍最常用的三种检测方法的应用。
        (1)静力载荷试验的应用范围:静力载荷试验法是目前应用最广的方法,可以测定桩体的承载力。静载荷试验仅能对桩体的竖向承载力进行检测,在检测过程需要根据场地和环境来确定加载的荷载,该方法可以检测的内容偏少,但是是最成熟的一种桩基检测技术,建议在工程中大量使用,但是需要注意桩基检测加载期间的安全问题。
        (2)超声波检测法的应用范围:该方法产生于20世纪70年代,目前主要用于混凝土桩体的检测中,广泛应用于土木、水利、铁路等基础建设行业。该方法具有较高的科技含量,通过分析超声波数据就能对混凝土桩体的缺陷和完整性进行准确的判断,但是需要检测人员具有较高的专业水平,因此目前主要应用于大型的工程中,但是其发展前景非常的光明。
        (3)高应变检测技术的应用范围:高应变检测技术主要用于预制桩的检测中,部分地区的场地土比较差,需要打桩的深度比较深,所以通常用采用打桩机来将预应力管桩打入土壤,而这种桩的质量检测一直都是一个难题。高应变检测技术能很好的解决这一问题,随着互联网的发展,为高应变技术提供了有力的保证,目前该项技术的国产设备已经非常先进,其技术水平已经达到了国际先进水平,建议在动力打桩工程中采用该方法进行桩基检测。
3新技术探究
        3.1孔内摄像检测
        孔内摄像检测的优势在于:不受地质条件、场地条件等因素的限制;效果直观,可对缺陷的位置和形式做出准确的测量和描述;可对深部缺陷和桩端缺陷进行检测,不受长度限制。该检测方法检测结果直观,适用于工程桩反射波法低应变完整性复合性检测,特别适合于司法鉴定或仲裁[4]。但该方法的局限性在于:只能看到桩的内壁情况,无法看到焊缝的情况;要求管桩内没有杂物;对于斜桩,造成摄像头移动困难和摄像死角;由于摄像头光源限制,对距离稍远或孔内水体浑浊的情况,难于采到清晰图像,造成检测数据的不准确。
        3.2预埋管抽芯法
        预埋管抽芯法适用于检测桩基底部与持力层之间的沉渣厚度和桩端持力层的岩土性状,其操作步骤为:(1)在每根桩基浇注砼之前,在桩中心位置沿着平行桩身方向预埋一根空心管(内径大于取芯钻头,底部离桩基的底部约0.5~1.0m,管底密封);(2)等桩身混凝土达到设计要求龄期后,通过空心管把钻具放到管底,钻进至设计要求的持力层深度。与取芯方法相比,预埋管抽芯法更加简单直接,重点突出,提高了效率降低了费用,使得大直径桩基进行大比例检测成为可能。而且还.可通过量取预埋管的长度准确的计算桩基的深度,帮助业主更好的控制工程量的计算。
        总而言之,建筑工程施工中,桩基质量直接决定了建筑工程的质量,如果桩基的质量存在缺陷而未及时检测出来,这会严重影响工程的后续施工。因此,桩基的质量是整个工程的关键。在桩基质量的检测中,检测的结果往往会受到施工环境以及检测方法等因素的影响,因此,在桩基质量检测的具体实际中,相关的检测人员应该充分考虑到这些因素,准确对桩基的质量进行评估。
参考文献
[1]唐鹏飞.基于桩基检测工作中的问题与对策研究[J].化工管理,2018(36):126-127.
[2]张民杰.建筑工程钻孔灌注桩基桩检测方案研究[J].产业创新研究,2018(09):127-128.
[3]杨通彪.声波透射法在建筑工程桩基质量检测应用[J].家庭生活指南,2018(08):34.
[4]任巧苗.建筑工程桩基静载试验检测存在的技术问题[J].山西建筑,2018,44(23):55-56.
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