自平衡法樁基檢測技術在公共建筑中的應用

黃種發

(健研檢測集團有限公司,福建 廈門 361000)

0 引言

公共建筑是城市基礎設施的重要組成部分,為人們學習、工作、生活等提供場所,因此其結構穩定與安全至關重要。公共建筑中有大量人員流動,如學校、醫院、商場等,如果建筑物發生結構問題或存在安全隱患,可能造成人員傷亡,嚴重威脅人們的生命安全,一旦發生建筑結構崩塌事故,將對城市的正常秩序產生影響,其建設及維護投入巨大,修復與重建費用會造成嚴重的經濟負擔,可見結構穩定性與安全性是公共建筑可持續發展的基石[1],只有確保建筑物長期安全使用,才能保障城市的可持續發展,提升人們的生活品質,應采取有效的地基檢測與結構監測方法,將其納入城市規劃及建設任務中。為探討自平衡法樁基檢測技術在公共建筑工程中的應用,對其技術原理及操作流程進行分析,研究其在評估樁基承載能力、監測變形情況、優化結構設計等方面的作用,以保障公共建筑結構安全,為城市的可持續發展提供支持。

1 自平衡法樁基檢測技術

自平衡法樁基檢測技術是一種先進的地基檢測方法,通過測量樁基在荷載作用下的豎向變形來評估其承載能力及穩定性,其技術原理基于以下假設：樁基豎向變形與荷載大小成正比,荷載與變形之間存在平衡關系,通過測量樁基變形可推斷所受荷載的大小,評估其穩定性。該技術具有非破壞性、實時性及精確性等特點,在公共建筑工程中得到了廣泛應用。基本流程如下：①在樁基上安裝傳感器,用于監測樁基變形。②施加豎向荷載,通過靜載試驗或其他方法施加荷載。③傳感器實時監測樁基在荷載作用下的豎向變形。④根據監測數據分析樁基變形特點,推斷荷載大小與承載能力。⑤根據分析結果評估樁基穩定性及安全性。

相較于傳統的樁基檢測方法(如靜載試驗、動載試驗),自平衡法樁基檢測技術無需破壞樁基結構,不影響正常使用,能夠實時監測變形,及時反饋數據,通過數據分析可精確推斷荷載大小。技術流程相對簡單,不需要復雜的設備及操作,可為公共建筑工程中的地基檢測提供一種先進有效的方法。如圖1所示。

圖1 自平衡法檢測 Fig.1 Self-balancing detection method

2 自平衡法樁基檢測技術的應用

2.1 在高層辦公樓中的應用

自平衡法樁基檢測技術在高層辦公樓中具有重要作用,如某城市規劃建設一座高層辦公樓[2],但由于地質條件復雜,樁基承載能力及穩定性受到了影響。為確保建筑安全性,采用自平衡法樁基檢測技術進行實時監測與評估,在選定的幾個關鍵位置安裝自平衡法樁基檢測傳感器,實時監測樁基豎向變形情況。通過施加一定的豎向荷載模擬實際使用中的荷載情況,觀察樁基響應及變形情況。傳感器實時采集樁基變形數據,將數據傳輸至監測系統中。通過數據分析軟件對數據進行處理,分析樁基變形趨勢及程度。根據監測數據分析結果評估樁基承載能力及穩定性,如果發現異常情況則進一步進行分析,確定是否需要進行結構調整或采取加固措施。通過實時監測及數據分析及時發現問題,采取適當措施,確保高層辦公樓的穩定可靠運行,提高建筑質量及安全管理水平。

2.2 在商業綜合體中的應用

商業綜合體包括購物中心、娛樂場所、酒店等,建筑結構與地基穩定性對于區域安全來說至關重要。自平衡法樁基檢測技術在商業綜合體地基變形監測中發揮著關鍵作用,不同功能區域對地基的要求不同,如購物中心需承載大量人員及貨物,而酒店對安全要求更高。商業綜合體建設周期較長,地質條件與環境變化可能會對地基產生影響,自平衡法樁基檢測技術可實時監測地基變形情況,及早發現潛在的問題,掌握地基在不同荷載下的響應,采取必要的預防措施根據不同功能的建筑結構進行優化設計[3],通過數據分析合理分配荷載,確保各個功能區域的安全性及穩定性。商業綜合體涵蓋多個功能區域,需綜合管理不同的建筑結構,掌握地基變形數據,全面了解建筑安全情況,從而更好地進行綜合管理。此技術可保障建筑安全,為其長期運營提供數據支持,避免地基問題對建筑物產生負面影響。通過實時監測及數據分析優化建筑結構設計,發揮商業綜合體的各項功能。

2.3 在醫院建設中的應用

醫院是重要的公共建筑,其安全性和穩定性對于醫療活動至關重要。在醫院建設中,自平衡法樁基檢測技術可用于樁基承載能力的評估,通過實時監測樁基變形情況,了解樁基承載狀態,確保醫療設施的安全使用。如果樁基變形超出了安全范圍,應及早采取措施,保障醫院建筑的穩定性。醫院內設有各類醫療設備,對地基承載能力要求較高,需通過監測數據分析評估樁基在不同荷載下的承載能力,根據評估結果確定醫院設施的合理分布,確保地基承受能力。醫院建設一般需要較長的周期,而地質條件與環境變化可能會對地基產生影響,通過監測地基變形情況及早發現潛在的問題,采取必要的預防措施,可避免造成不必要的損失。地基穩定性是保障醫院建筑可持續運營的關鍵因素,采用自平衡法樁基檢測技術可實時監測地基變形情況,為醫院的長期穩定運營奠定基礎,通過實時監測及數據分析保障醫院建筑的穩定性,為醫療活動提供安全環境,提高建筑質量。

2.4 在學校建筑工程中的應用

學校建筑工程的樁基穩定性監測是確保師生安全及建筑穩定運行的重要環節。自平衡法樁基檢測技術在樁基穩定性監測方面具有重要意義。學校是師生學習生活的場所,安全性至關重要。通過實時監測樁基的變形情況了解樁基承載狀態[4],可確保建筑結構安全。學校設有教室、圖書館、實驗室等不同場所,地基承載能力要求多樣。自平衡法樁基檢測技術可通過監測數據分析來評估樁基承載能力及穩定性,便于合理規劃不同場所的布局,保障地基穩定性,確保學校建筑的安全性,促進教育的持續發展。

3 自平衡法樁基檢測技術在公共建筑中的應用價值

公共建筑如商業綜合體、學校、醫院等通常需要承載大量人員及設施。自平衡法樁基檢測技術可實時監測樁基的變形情況,及早發現地基問題,避免地基不穩定引發建筑結構安全隱患,為人們提供安全環境。應用自平衡法樁基檢測技術可準確評估樁基承載能力及變形情況,進行精確的建筑結構設計,避免過度設計,節約成本。施工階段可及時掌握地基變形情況,根據監測數據實時調整施工方案,為建筑物的長期穩定運行提供數據支持,確保施工穩定性。對異常情況立即采取行動,避免地基不穩定導致結構失穩風險,降低項目風險及維護成本,延長使用壽命。地質條件與環境變化可能會對公共建筑地基產生影響,利用自平衡法樁基檢測技術持續監測地基變形情況,及時發現潛在的問題,采取預防措施,可降低后期維修成本。通過實時監測樁基的變形情況,了解地基承載能力及變形情況,優化建筑設計及施工計劃,有助于減少過度設計及施工成本,提升建筑穩定性及質量。通過及時調整維護計劃,延長建筑物使用壽命,減少資源浪費,實現可持續的建筑管理。該技術的實時監測數據可為工程決策提供支持,用于制定計劃,有針對性地維護及改進工程規劃[5]。通過實時監測與及時干預,最大程度上減少資源浪費,提高資金使用效率,為公共建筑的穩定性、安全性、可持續性發展提供堅實的保障。

4 結束語

探討了自平衡法樁基檢測技術在公共建筑中的應用價值,包括在高層辦公樓中、商業綜合體中、醫院建設中、學校建筑工程中的應用,以提高建筑質量,為公共建筑安全提供保障。