談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

郝 少 杰

(煤炭工業(yè)陽(yáng)泉礦區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 陽(yáng)泉 045000)

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談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

郝 少 杰

(煤炭工業(yè)陽(yáng)泉礦區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 陽(yáng)泉 045000)

論述了建筑工程中樁基檢測(cè)的重要性，基于樁基檢測(cè)的主要內(nèi)容，從成孔質(zhì)量檢測(cè)、試樁載荷檢測(cè)、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)及高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)四方面，闡述了樁基檢測(cè)技術(shù)在某辦公大樓工程中的應(yīng)用，旨在科學(xué)有效地評(píng)價(jià)樁基的質(zhì)量。

辦公樓，樁基檢測(cè)技術(shù)，承載力，成孔質(zhì)量

0 引言

近年來(lái)，樁基檢測(cè)技術(shù)發(fā)展迅速，其中低應(yīng)變檢測(cè)和高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)日漸成熟，并且應(yīng)用范圍有所擴(kuò)展，在實(shí)際測(cè)量工作中取得顯著成果。樁基檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)和計(jì)算單樁承載力的同時(shí)，科學(xué)有效地檢測(cè)了樁身的完整性，從而實(shí)現(xiàn)了樁基本身缺陷的合理判斷，因此在具體施工中必須充分發(fā)揮樁基檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)有作用，保證建筑工程施工的順利開(kāi)展。

1 樁基檢測(cè)重要性

在建筑物中，樁基是最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，其能合理利用較深的土層來(lái)承擔(dān)結(jié)構(gòu)荷載，一旦樁基出現(xiàn)問(wèn)題必然會(huì)影響建筑物的整體質(zhì)量，因此在具體施工過(guò)程中必須開(kāi)展有效的樁基檢測(cè)工作。實(shí)施有效的樁基檢測(cè)工作能夠?qū)痘某休d力和質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，進(jìn)而對(duì)不合格的樁基進(jìn)行及時(shí)處理，以期保證樁基施工的有效性，最終提高建筑物的整體質(zhì)量。

2 樁基檢測(cè)具體內(nèi)容

2.1 檢測(cè)成孔質(zhì)量

在建筑工程施工過(guò)程中，混凝土灌注樁的質(zhì)量受樁基成孔質(zhì)量的影響，如果成孔直徑不符合標(biāo)準(zhǔn)值，則會(huì)影響樁基承載力，或者增加樁基上部阻力進(jìn)而無(wú)法發(fā)揮下部樁基的承載力。由此可見(jiàn)，成孔的大小直接影響樁基的質(zhì)量，在樁基檢測(cè)過(guò)程中必須對(duì)成孔大小和樁基質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，檢測(cè)主要內(nèi)容為孔的深度、位置和垂直度等因素。

2.2 檢測(cè)樁基承載力

樁基承載力檢測(cè)主要應(yīng)用如下兩種方法：1)高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，在檢測(cè)過(guò)程中，首先利用重錘撞擊樁頂，以此產(chǎn)生瞬時(shí)沖擊力，在沖擊力的作用下導(dǎo)致樁身塑性變形，接下來(lái)測(cè)量具體的變形曲線和速度，獲得有效的參考數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)分析接近極限階段的土系工作性能，最終獲取樁身承載力相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)；2)靜荷載試驗(yàn)法，以樁基的靜荷載為檢測(cè)對(duì)象，豎向的靜荷載承載能力檢測(cè)在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中較為常見(jiàn)，能夠有效提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與真實(shí)性。

2.3 檢測(cè)樁基完整性

在樁基完整性的檢測(cè)過(guò)程中，多采取如下兩種檢測(cè)方法：1)聲波透射法，主要通過(guò)超聲波在混凝土中傳播產(chǎn)生的聲學(xué)參數(shù)的變化及波形進(jìn)行分析檢測(cè)，其中聲學(xué)參數(shù)主要包括振幅A，聲速C和頻率F等，以此判斷樁身混凝土中斷層、蜂窩或者夾砂等問(wèn)題的具體情況；2)低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，在檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)樁頂施加激振力量，以此造成樁身變形和引起周?chē)馏w顫動(dòng)，基于此利用相關(guān)儀表記錄樁頂震動(dòng)速度，在以波動(dòng)理論為依據(jù)分析上述記錄，在判斷樁基質(zhì)量的同時(shí)，獲取樁基完整性的具體檢測(cè)結(jié)果。

3 樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的具體應(yīng)用

3.1 工程概況分析

本文以某辦公大樓為例，該辦公樓為地上18層，地下2層的高層辦公樓，其主體為框架結(jié)構(gòu)，建筑總面積為4 189.11 m2，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土灌注樁承臺(tái)，具體勘察結(jié)果顯示：場(chǎng)地地基在考慮工程差異性的基礎(chǔ)上，主體自上而下分為四層，依次為：粉質(zhì)粘土層→粉土層→礫砂層→強(qiáng)風(fēng)化巖泥層。其中工程設(shè)置180根基樁，將樁端持力層設(shè)計(jì)在砂礫層，其中樁長(zhǎng)設(shè)定為11 m～13 m,樁徑設(shè)定為限φ550 mm，單樁承載力特征值可達(dá)2 100 kN，混凝土等級(jí)為C35。本次研究根據(jù)工程場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境和地質(zhì)條件，綜合采用如下檢測(cè)手段：1)成孔質(zhì)量檢測(cè)，預(yù)設(shè)檢測(cè)數(shù)量為35根；2)低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量定為45根；3)試樁載荷檢測(cè)，主要檢測(cè)其中的5根試樁；4)高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量較低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)少，以15根為宜。

3.2 成孔質(zhì)量檢測(cè)

在本工程施工中，成孔質(zhì)量檢測(cè)的儀器主要選擇JNC-1型沉渣測(cè)定儀和JJC-1A型孔徑儀，深度記錄儀和孔口車(chē)等，檢測(cè)內(nèi)容主要包括孔洞深度，孔洞直徑、沉渣厚度和孔洞斜率等，經(jīng)過(guò)細(xì)致檢測(cè)得出如下結(jié)果：

1)孔深測(cè)量結(jié)果，設(shè)計(jì)方案中孔洞深度預(yù)定為11.27 mm～12.78 mm之間，實(shí)際測(cè)得深度處于11.45 mm～12.98 mm之間，其中所有檢測(cè)樁孔洞深度均大于預(yù)定值；

2)孔徑測(cè)量結(jié)果，本工程局部最小孔徑為478.11 mm～498.34 mm，局部最大孔徑為546 mm～632 mm，最小孔徑不大于500 mm；

3)垂直度測(cè)量結(jié)果，實(shí)際測(cè)量中，垂直度測(cè)得0.56%～0.89%，所有基樁均小于1%；

4)沉渣厚度測(cè)量結(jié)果，本工程孔底沉渣厚度在85 mm～110 mm之間，所有基樁均小于155 mm。基于上述測(cè)量數(shù)據(jù)，本次成孔質(zhì)量檢測(cè)所有檢測(cè)內(nèi)容均符合項(xiàng)目規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 靜載試驗(yàn)檢測(cè)

該項(xiàng)檢測(cè)根據(jù)本工程施工具體要求，選擇工程中的5根試樁開(kāi)展單樁豎向靜載試驗(yàn)，主要設(shè)備為RS-JYB成套靜載試驗(yàn)設(shè)備，其中包括控載箱、位移傳感器、中繼器、千斤頂和主機(jī)等，具體檢測(cè)過(guò)程為：本次檢測(cè)主要通過(guò)錨樁反力裝置和配重聯(lián)合加載法，將千斤頂置于試樁頂部，之后放置主梁、次梁，將次梁與錨樁相連接。其中對(duì)樁的加載方式主要選取快速維持荷載法，在具體操作中逐級(jí)加荷，每次加荷時(shí)間為2.5 h，并且在每次加荷后15 min～20 min讀取相關(guān)數(shù)值，設(shè)定加荷等級(jí)為9級(jí)，每一級(jí)荷載量均為500 kN，如果檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)荷載破壞的現(xiàn)象，必須立即停止加荷。本次檢測(cè)結(jié)果顯示5根試樁的最大承載力為3 500 kN，級(jí)差最大值為0，經(jīng)計(jì)算單樁承載力符合工程設(shè)計(jì)要求。

3.4 高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)

本次檢測(cè)工作對(duì)工程中的15根基樁進(jìn)行高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢測(cè)儀器以FEI-C3型動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)為主，主要由12位的A/D轉(zhuǎn)換器、力傳感器、486/40微機(jī)和加速度傳感器組成，檢測(cè)方法主要為：在基樁側(cè)邊面對(duì)應(yīng)安裝兩個(gè)加速度傳感器和兩個(gè)應(yīng)變式力傳感器，利用大錘砸擊樁頂，將砸擊過(guò)程中產(chǎn)生的加速度和力信號(hào)利用FEI-C3型動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)放大并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸給微機(jī)，經(jīng)過(guò)軟件處理后的信息存儲(chǔ)于磁盤(pán)中。接著將磁盤(pán)中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行回放，利用相關(guān)軟件開(kāi)展曲線擬合分析，最終獲取單樁豎向最大承載力。經(jīng)過(guò)上述檢測(cè)過(guò)程，結(jié)果表明：本次檢測(cè)中15根樁基的單樁豎向最大承載力基本在2 435 kN～2 657 kN范圍內(nèi)，平均值則為2 312 kN，符合本次工程施工預(yù)定值。

3.5 低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)

通常情況下，依照《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》的具體規(guī)定，低應(yīng)變檢測(cè)方法多應(yīng)用于混凝土樁身完整性檢測(cè)中，以此判斷樁身的缺陷位置和程度，并且在具體檢測(cè)結(jié)果的分析基礎(chǔ)上，劃分出樁身完整性類(lèi)別。本次工程中選擇45根樁基進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢測(cè)應(yīng)用儀器主要為FDP204PDA型號(hào)的動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)，并配合力棒和加速度傳感器。檢測(cè)過(guò)程主要為：將加速度傳感器放置在樁頂，經(jīng)過(guò)錘擊作用產(chǎn)生加速度信號(hào)，再經(jīng)過(guò)FDP204PDA型號(hào)的動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)與轉(zhuǎn)換，后形成數(shù)字信號(hào)，并將其傳輸給微機(jī)，經(jīng)過(guò)微機(jī)處理后，屏幕上會(huì)顯示測(cè)量波形，其中每根樁設(shè)置一個(gè)采集點(diǎn)，且每個(gè)點(diǎn)主要采集5個(gè)～6個(gè)信號(hào)。接下來(lái)在時(shí)域內(nèi)處理磁盤(pán)存儲(chǔ)的信號(hào)信息，以此對(duì)不同部位的反射信號(hào)進(jìn)行分析，最終得出每根樁身完整性情況。根據(jù)上述檢測(cè)分析，針對(duì)45根樁檢測(cè)結(jié)果可知，其中一類(lèi)樁42根，滿(mǎn)足工程具體設(shè)計(jì)規(guī)范要求；二類(lèi)樁3根，不滿(mǎn)足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，必須根據(jù)工程實(shí)際要求進(jìn)行有效調(diào)整。

4 結(jié)語(yǔ)

樁基質(zhì)量是建筑工程施工質(zhì)量的重要影響要素，樁基檢測(cè)單位必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定開(kāi)展有效的檢測(cè)工作，以此提高建筑工程的整體質(zhì)量。并且，在樁基檢測(cè)工作開(kāi)展中，在樁基抗組發(fā)生變化時(shí)，利用低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)方式則無(wú)法保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而無(wú)法科學(xué)有效地評(píng)價(jià)樁基質(zhì)量。而在動(dòng)靜對(duì)比前提下獲取的高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)結(jié)果則保證了單樁承載力檢測(cè)的真實(shí)性，并且費(fèi)用相對(duì)較低，在結(jié)合工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，值得廣泛推廣。

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[2] 石曉靜.淺談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2014(14):250.

[3] 章永斌.淺談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016(18):184.

[4] 李東方,杜根生.淺談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,5(24):217-218.

[5] 朱培松.淺談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2014(35):1422.

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Discussion on the application of pile foundation detection technology in construction engineering

Hao Shaojie

(Coal Industry Yangquan Mining Area Construction Engineering Quality Supervision Station, Yangquan 045000, China)

This paper discussed the importance of pile foundation detection of in construction engineering, based on the main contents of pile foundation detection, from the pore forming quality detection, test pile load detection, low strain dynamic detection and high strain dynamic detection four aspects, elaborated the application of pile foundation detection technology in an office building engineering, to scientific and effective evaluation of the pile foundation quality.

office building, pile foundation detection technology, bearing capacity, pore forming quality

1009-6825(2016)34-0065-02

2016-09-25

郝少杰(1981- )，男，工程師

TU473.1

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