建筑工程基桩检测技术及应用研究论文_孙万军

上海浦公检测技术股份有限公司 上海 200433

摘要:近些年来,建筑趋于高层形态发展,桩基的使用数量逐年递升。众所周知,桩基是高层建筑的基底,其质量会影响建筑工程的质量,为保障桩基的质量过关,需要对桩基进行检测,使其无质量问题以保证建筑整体的质量,且桩基的位置较为隐蔽,如出现问题,将很难给予修复。所以就愈发要求高精度的检测,高质量严格把关。

关键词:建筑工程;基桩检测;技术;应用

一、建筑基桩检测技术的要求

1检测方法的选择

(1)当前常规的检测方法一般来说有7种,超声波透射法、低应变法、高应变法、单桩竖向抗拔静载试验法、单桩竖向抗压静载试验法、单桩水平静载试验法以及钻芯法。

(2)对于挖孔桩、沉灌注桩、预制桩以及冲孔桩等桩型来说,进行检测的时候可以使用多种方法;但是对于组合桩以及异型桩来说,这7种方法不是完全的适用(比如声透法、低、高应变动测法)。因此说,在选择具体的检测方法的时候,必须要根据检测的内容、要求、以及目的来确定,同时还应当结合各个检测方法的检测能力与适用范围,综合考虑施工因素、地质条件以及设计等因素,不能在不允许的范围随便使用。还应当兼顾实施经济的合理性,就是在能够满足正确的评价的前提之下,做到稳定快速有效。除此之外,对于地质条件复杂、施工质量变异性大、设计等级高的桩基,或者说在技术上可能会有困难的时候,建议就使用直接法(钻芯、开挖和静载实验)来进行验证。桩的动测法是静荷载试验法的补充,不能够完全将静荷载试验代替。

2检测的开始时间

对超声波透射法或者低应变法来说,受检测的桩混凝土的强度应当至少达到设计强度的75%;在使用钻芯法的时候,受检桩的混凝土强度应该达到所设计值的承载力,除了桩自身的强度应当满足规定的要求,同时也应当满足土层休止时间的需求。

3对于检测结果的评价

单桩完整性检测宜采用多种方法同时检测经综合分析后,对每根被检桩的完整性作出评价。桩身完整性的检测结果可以分成四类:一、无任何缺陷,桩身结构完整;二、有轻度缺陷,但不影响或基本不影响原设计的桩身结构承载力;三、有明显缺陷,影响原设计的桩身结构承载力;四、有严重缺陷,影响原设计的桩身结构承载力。单桩承载力检测应明确给出每个试验点或每根桩承载力的检测值,以及检测值是否满足设计要求的结论。

二、建筑工程桩基检测技术常用方法

(1)超声波透射法。混凝土灌注桩超声波透射法检测的工作原理是:在被测桩内预埋若干根竖向相互平行的声测管作为检测通道,管中注满清水作为耦合剂,将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于声测管中,保持两换能器从桩底向上同步提升,声测线间距不应大于100mm;由发射换能器发射超声脉冲,穿过待测的桩体混凝土,并经接收换能器被仪器接收,判读出超声波穿过混凝土的声时、接收波首波的波幅以及接收波主频等参数。超声脉冲信号在混凝土的传播过程中因发生绕射、折射、多次反射及不同的吸收衰减,使接收信号在混凝土中传播的时间、振动幅度、波形及主频等发生变化,接收信号就携带了有关传播介质(即被测桩身混凝土)的密实缺陷情况、完整程度等信息。由仪器的数据处理与判断分析软件对接收信号的各种声参量进行综合分析,即可对桩身混凝土的完整性、内部缺陷性质、位置以及桩身混凝土总体均匀性等级等做出判断,完成检测工作。检测示意如图1。

图1

(2)低应变反射波检测法。反射波法的检测原理:在处理好的被测桩顶上,通过对基桩测试时可以采集到应力波曲线。手锤或力棒(激振源)适度敲击已确定的桩顶位置(避免点激振),由此产生F(t)的应力波,它沿桩身的波速Vi向下传播;当此应力波通过桩阻抗Z(Z=PAVi)变化界面时,例如:基桩缩颈、夹异物,混凝土离析、扩颈、断桩或裂缝,一部分应力波产生反射向上传播,另一部分应力波产生透射向下传播至桩底,在桩底处仍会产生反射;在应力波的传播过程中,由安装在桩顶的加速度或速度传感器(理论上,可用位移传感器),接收反射波信号,输入基桩检测仪,经信号放大等技术处理后,采集到相应的时域曲线或频域曲线。一般使用时域曲线,对基桩的完整性特征进行经验性判断。反射波检测基桩完整性的示意图如图2。

图2

(3)自平衡法。桩自平衡测试方法是将一种特制的加载设备———荷载箱,与钢筋笼相接。将荷载箱的高压油管和位移棒一起引到地面,由高压油泵向荷载箱千斤顶充油而加载。荷载箱通过厚钢板将力传递到桩身,无内力集中现象;其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡———自平衡来维持加载。根据向上、向下Q-s曲线判断桩承载力、桩基沉降、桩弹性压缩和岩土塑性变形。基桩自平衡测试法示意图,见图3。

图3

三、建筑桩基工程检测技术的应用

建筑工程桩基础施工中,灌注桩施工技术较为常见,根据灌注桩施工相关内容,桩基检测工作可以从以下几个方面展开。

1成孔质量检测

在建筑桩基工程施工中,对于成孔质量的检测十分重要,直接关乎到成桩质量和工程整体施工质量。桩基对建筑物的约束力受到桩孔分布影响,应该合理分布桩孔,避免建筑物出现受力不匀问题,影响到建筑工程整体结构合理性。在成孔检测中,应该根据相关标准和规范,确保目标和孔深一致,深入到土层中。需要注意的是,建筑物是否存在附加力矩,在一定程度上受到孔垂直度影响,有附加力矩产生可能会加剧建筑结构发生改变,大大影响到桩基承载力。孔径较小,建筑物结构承载力随之减小,但是禁止施工单位盲目扩大孔径,以免影响到孔侧面摩擦阻力,影响到施工质量和安全。

2桩基承载力检测

静荷载试验法较为常见,结果精准度和权威性较高,主要是由于桩承载力和加荷速率之间存在密切联系。在桩基承载力检测中,通过静荷载试验法,荷载速率与试验要求相一致,试验的荷载速率和实际加荷速率想通过。在检测过程中,静荷载试验法以桩基为主体,检测桩基静荷载大小,尤其是竖向静荷载力的检测方法,在实践中广泛应用,在避免破坏被检测物体的同时,获取精准、可靠的数据。

3桩基完整性检测

桩基的完整性检测主要通过以下几种方法进行:其一,桩基低应变动测法。借助低激振能量施加在桩顶上,促使桩身土体小幅度振动。借助仪器设备来检测振动速度,结合相关理论内容,实现对桩基的完整性和质量检测。其二,声波透射法。利用超声波来检测混凝土各项参数,可以在不接触混凝土的同时,获取需要的数据,是一种无损检测技术。其三,钻芯法。使用钻机对在检测部位取样,对芯进行检测分析,了解施工质量的同时,可以通过对桩体长度检测来获取多角度数据,提升检测有效性。但是,地下岩石强度大,对于钻机提出了更高的要求,想要获取精准的桩体力学数据,需要进行相应强桩体强度检测。此种方法应用简单,可以摒弃场地套件的限制,但是施工成本高、周期长,无法大范围推广和应用。

四、桩基施工的质量管理

1土质的勘察

在进行桩基施工前,一定要对施工区域内的地质情况进行详细的勘察,掌握土质的松软程度、土层的坚硬情况、各土层分布情况等,以此来为桩基的施工提供完善的数据支持。同时,还要对施工区域内的影响因素进行合理的检测,比如说地层的类别、土壤成分、坡度、土壤厚度等,并做好相应的记录。另外,还要对施工区域内的水文以及气候特征进行勘察工作,从而分析其对土质的影响情况,并选择合适的桩基施工技术来提升基础的稳固性,确保建筑的质量。

2建立健全的施工技术管控制度

健全的桩基施工技术管理制度可以保证桩基的施工质量,以及提升桩基位置的准确性。因此,在实际的施工过程中,先要对重点内容以及施工工序之间的关系进行了解和掌握,并将相应的责任和义务落实到人员的头上,使其明确自身的职责及权限,以方便后期管理工作的开展。另外,施工部门要对施工现场的地质特征、桩基施工设备以及技术的使用进行严格的管控工作,从而提升桩基施工的科学性和合理性,提升桩基施工的质量。

最后,还可以根据以往桩基施工的经验以及存在的问题,制定合理的安全管理制度,以保证施工的质量,增加企业的经济效益。同时还应安排相应人员,对施工中各个环节的质量进行严格的监督和检查工作,保证相关技术使用的规范性和标准性。

3施工技术的控制

施工技术的合理使用对施工的质量有着重要的影响,再加上桩基施工中,技术的要求水平相对较高,如果不加强对施工技术的控制力度,很容易造成桩基施工质量出现问题,从而影响结构的稳固性。

(1)对桩基施工方案进行严格的审查工作,加强相关人员之间的沟通和交流,从而保证施工方案的准确性、合理性,提升施工的效率,确保施工的安全。同时,加强对施工方案的审核工作,对完善施工方案的内容有着重要的作用,其可以及时的发现方案中存在的问题,并制定解决的措施,降低返工、延时等现象的出现。

(2)对桩基所需的施工材料进行严格的检测工作,确保材料质量符合实际施工的需求。在检测过程中一旦发现质量问题,要及时的进行材料更换等工作,以保证桩基的施工质量和安全。

(3)要对施工完成的工作进行合理的养护,以提升桩基的质量,延长其使用寿命。

结束语

综上所述,在建筑工程桩基检测中,由于桩基检测涉及内容较为繁杂,为了提升检测和质量,应该建立统一的标准和规范,借助专门的仪器设备开展工作,提升桩基检测质量,为后续施工活动有序开展打下坚实基础和保障。

参考文献:

[1]程强.浅谈建筑基桩检测技术在桩基质量控制中的应用[J].建设科技,2016,05:84-85.

[2]谷有法.建筑基桩检测技术要点及事故处理[J].住宅与房地产,2016,18:134.

[3]谭晓帆.建筑桩基工程质量检测方法的研究[J].江西建材,2017,21(12):231,237.

[4]何玮山.浅谈桩基检测技术在建筑工程中的应用[J].江西建材,2014,19(14):110,113.

论文作者:孙万军

论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期

论文发表时间:2019/1/25

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