中山市建科建筑工程材料检验检测有限公司 广东中山 528400
摘要:近些年来,随着城市现代化发展步伐的日益加快,经济社会也随之发展,建筑行业发展迅速呈高速发展趋势,针对建筑工程施工,桩基础占据核心地位,是建筑项目长远性和稳定性的重要保障。目前,我国建筑工程正是遇上一个黄金发展机遇。针对建筑工程管理和施工,各类新工艺和新技术被广泛运用,对提升建筑工程具有关键作用。本文主要分析建筑工程桩基础检测技术的发展现状和存在问题,分析该技术发展的相关特点和趋势。
关键词:建筑工程;桩基础;检测技术;发展
在建筑工程领域中,桩基础作为一种基础性的建筑形式,是一种隐蔽性基础工程,要保障可靠性和安全性,需强化质量检测,桩基检测技术十分轻便,检测费用不高,能够实现快速检测,在建筑桩基础检测中广泛运用。笔者按照多年多年建筑经验,分析建筑工程桩基础检测技术的发展现状,分析该技术发展的相关特点和趋势。
一、建筑工程桩基础检测技术的发展现状和问题分析
针对桩基础检测,按照建筑工程实际状况,检测方法也存在差异,仪表检测、标尺检测、眼睛目测属于常规方法。针对沉桩检测,可采取取样、仪表和尺检方式。针对混凝土和泥浆,随着施工进度发展进行试样,通过现场测定,或者实验室分析。针对成桩检测,对其桩承载性能、完整性检测较为复杂。笔者结合自身多年检测经验,总结出桩基础检测的方法包含如下:
第一,高应变法。针对桩基础,选择高应变检测方式,主要在桩顶位置,对激发阻力的应力波和速度波进行测量,再得出承载力结果。针对建筑工程,一般选择CASE和波形拟合法:(1)CASE方法。这种方法通过一维波动方式,对桩支撑阻力进行科学计算,进而得出岩土所产生的阻力值,可划分为3个假设,第一是桩身的组抗相同,因桩尖土在作用力下,对桩有静阻力,桩周则出现动阻力,是一种理想型的钢塑体,加上应力波的传播损耗量,利用行波和波动方式,对承载力极限值进行计算。利用CASE的假定条件,针对I类灌注桩,通过现场成桩之后,因各截面阻抗存在较大的差异,桩位移量越大,则阻抗越大,桩侧会产生动阻力,桩尖则没有产生动阻力。另外,在桩打动以后,所产生的静阻力达到一种极限值,不符合钢塑体。所以,一般在钢桩、预制桩,或者预应力管桩中运用CASE方式;(2)波形拟合法。对单桩进行承载力测试过程中,选择这种方法可准确测算出承载力。通过现场实测的方式,对力波和速度波进行测算,再传送到计算机进行迭代计算,假定各单元桩土参数之后,将速度波和力波设定为边界条件,选择特征线法求解波动方程,再反算力波和速度波,再拟合所计算波形和实测波形。若两者数值不一致,再调整桩基参数,一直到两者数值一致,最后对承载力的极限值进行计算。波形法和CASE法相比,波形法的侧面和截面光滑性,以及贯入度十分不严格。因此,桩尖土变形不显著,对承载力进行计算时,所获取的数值比较保守。针对假定的桩周土体,如果没有变形,则不合理。
第二,低应变法。目前,选择低应变方法,一般是稳态激振以及低能量瞬态,处于弹性范围之内,确保桩处于低幅度振动,利用振动和波动计算方式,判断桩身是否存在缺陷,其主要是对桩身完整性进行检测。针对我国建筑工程来说,一般选择应力波反射方法对桩身进行检测,桩身传播时,对应力波所反射特征进行计算分析,得出桩身完整性数据。根据反射波相位、频率和振幅,结合实践经验和底层资料,即可判断出桩身是否存在缺陷,或者桩底情况如何。使用该方法,主要存在如下问题:(1)由于桩周土层影响,会扰乱波形曲线。因桩周土层具有一定的力学性能,应力波损害存在一定差异,如果没有准确掌握桩侧的土质情况,极易导致数据检测不准确。(2)对于桩身浅部位置,很难判断缺陷,不论是小桩或者大桩,无法按照一维应力波方式,对桩顶近端进行试验。(3)所使用的定量分析较少,选择低应变检测方法,则需要依靠单一的波形数据,不能对沉渣、缩径程度、离析厚度等数据进行定量分析。(4)对于第二缺陷,很难准确判断。如果第一缺陷出现较大,使得信号上行下达受到阻断,增加了第二缺陷的判断难度。(5)对于渐变缺陷的检测南段角度,由于桩径是一种缓慢变大的状态,然后突然性缩径,针对这类桩身,生成信号曲线图,不能准确对扩径进行分辨,只能观测缩径。
二、建筑工程桩基础检测的改进措施分析
首先,检测前准备。针对建筑施工,在开挖桩孔以前,根据地址资料,必须做好施工充分准备,针对桩基施工,需明确水文、气候、地质等相关材料,准备好施工图纸,对灌注桩情况进行掌握,强化施工现场平整、布置,在具体施工中,必须加强施工监督,强化质量管理,对桩基进行科学定位和测量,强化安全防护,特别是处于复杂环境时,必须选择可靠技术。
第二,钻机位置的检测处理。针对钻孔灌注桩,必须明确钻机施工具体位置,在使用钻机前,平整施工现场,针对渗深水、淤泥位置,必须构建工作平台,对工作流程进行安排,有效控制好实际的高度、平面,确保放样位置,选择钢尺测量桩位,加强测量数据的前后对比。在钻机时,必须平整桩位垂直度和偏差,确保平衡值与相关规定标准相符。待结束安装以后,使用水平尺和测锤校验。如果发现问题,需找到原因进行纠正。
第三,完善检测结构。目前,我国地基检测主要分为国家检测机构和中介检测机构,如果检测流程、标准无法统一,必然会导致检测工作存在隐患。因此,必须不断完善检测机构管理,清除检测行业不良竞争问题。
第四,加强检测单位内部管理,提升人员素质。因为我国建筑行业尚处于初级发展阶段,在实际检测中,检测制度尚未完善,法律法规建设还存在不足,必须构建相关法律标准,加强人员严格管理和培训,多开展技术培训和交流,防止检测结果出现偏差和错误。同时,在建筑现场检测时,因检测和施工同步进行,由于检测环境的安全环境因素,检测人员检测过程中也会遭遇各类危险,因此,在检测时需加强安全防护。
第五,注重检测过程。因为检测单位不注重检测过程,检测人员缺乏相应的责任感,对于检测对象和场地条件,没有按照要求进行处理,随便应付导致数据失真,进而影响检测结果。因此,检测单位必须明确检测人员的分工和责任,如果出现问题,禁止互相推诿。针对检测企业来说,需严格控制好检测各个环节,提升检测人员对检测过程中的整体认知水平。
三、建筑工程桩基础检测技术的发展趋势
第一,分析方法。在桩基础测试过程中,可选择频域分析,或时域分析方式。在采用时域分析中,一般横坐标为时间轴,主要测算桩身波动曲线,根据计算理论,对桩头传递函数和位移方程进行分析和计算,但无法获取系数取值;如果选择频域分析方法,则通过频谱或者FFT方法,对曲线特征进行分析,进而获得更多结构数据,但结果解释主要凭借实践经验。在国内外来说,针对桩基的识别,通常构建了人工神经网络,一般为波动曲线、采样、FFT、神经网络、判别。而针对桩基础数据,通过FFT,建立起匹配神经网络结构后,可确定缺陷频谱,得出审计网络,通过自动处理,对桩基缺陷进行准确识别。如果采取非线性的优化方式,则目标函数极易被控制在较小区域内,很难获得良好的检测效果。利用遗传计算方式,对各参数开展反复科学验算,进而归结得出非线性优化结果。因此,遗传算法具有良好的组织性和适应性,能够获取满意的解算结果,且收敛速度比较高。
第二,信号分析。在桩基础测算过程中,一般需要进行信号分析,然后对信号进行技术处理,对结果进行正确解释。现阶段,建筑领域的时序分析法已完成更新,同传统分析方法相比较,时序新方法并非依靠经验直接观测数据,得出数据特性,而是利用数据观测,拟合参数模型之后,接着对观测数据和参数模型进行系统和整体分析,再进行研究和处理。通过信号分析,最主要是结果解释,按照不同理论模型,结果检测的解释也存在差异。就算是采取相同理论,根据建筑工程的地质条件和桩土系统的不同,所得出的信号分析结果也存在一定的差异。因此,在桩基础信号测试过程中,怎样实现智能化测试,是桩基础发展的重要方向。
四、结语
总而言之,近年来,我国桩基础检测技术取得长足发展,虽然技术并非完全成熟,但桩基础检测的理论基础和实践技术正在逐步发展,在桩基础检测中,运用合理科学的检测方法,不仅能够检测出桩基础的自身缺陷,为及时补救提供有效数据,还能够降低桩基础施工成本,提高施工效率,控制施工质量。
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