建筑工程樁基檢測(cè)技術(shù)探討

別俊含

(安徽省建設(shè)工程測(cè)試研究院有限責(zé)任公司,安徽 合肥 230051)

0 引 言

我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)一步加快,建筑行業(yè)處于上升時(shí)期。樁基檢測(cè)技術(shù)在其中占據(jù)重要位置,計(jì)算樁基自身承載力和相關(guān)數(shù)值時(shí),在檢測(cè)階段,也不會(huì)對(duì)樁基自身質(zhì)量造成影響,確保樁基工程施工質(zhì)量和效果,為建筑工程施工順利開展提供幫助。

1 建筑工程樁基檢測(cè)工作中存在的問題

1.1 樁基檢測(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)部管理制度不完善

各種類型建筑工程施工階段,完善的管理體系在其中占據(jù)重要位置,而樁基檢測(cè)工作的順利開展,也需要具備完善的管理制度。但相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,多數(shù)施工企業(yè)不具備專業(yè)化的管理制度,導(dǎo)致樁基檢測(cè)工作流程不規(guī)范,阻礙了工程施工的順利開展,同時(shí)也降低了建筑工程施工質(zhì)量。

1.2 檢測(cè)市場(chǎng)運(yùn)行體系不完善

當(dāng)前,滿足建筑工程施工質(zhì)量檢測(cè)服務(wù)機(jī)構(gòu)要求的主要包含國(guó)有企業(yè)和民營(yíng)機(jī)構(gòu),不同檢測(cè)單位收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,造成一些資質(zhì)水平較差的檢測(cè)單位為獲取相關(guān)業(yè)務(wù)和工作,實(shí)行低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的措施,為增加其自身經(jīng)濟(jì)效益,導(dǎo)致相關(guān)處理工作存在草率的問題和現(xiàn)象,影響檢測(cè)工作的客觀性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。[1]

1.3 檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較差

當(dāng)前,建筑工程在開展樁基檢測(cè)工作時(shí),由于有關(guān)數(shù)據(jù)不清晰和不準(zhǔn)確,導(dǎo)致與執(zhí)行工作中要求不一致,其主要原因是在檢測(cè)工作中時(shí)間較短,檢測(cè)流程不規(guī)范,同時(shí)不具備完善的檢測(cè)方案,影響建筑工程樁基檢測(cè)工作的效果。

1.4 人為影響因素

依照相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù),多數(shù)建筑工程開展樁基檢測(cè)工作時(shí),由于檢測(cè)工作人員編寫的報(bào)告不規(guī)范,其主要原因是檢測(cè)工作人員自身專業(yè)水平與綜合素質(zhì)較差,影響樁基檢測(cè)工作質(zhì)量。所以,通過提升樁基檢測(cè)管理工作力度,提升檢測(cè)人員專業(yè)水平與綜合素質(zhì),才能夠加強(qiáng)樁基檢測(cè)工作流程的規(guī)范性,提升檢測(cè)工作的質(zhì)量,同時(shí)落實(shí)檢測(cè)團(tuán)隊(duì)建設(shè)工作,為建筑工程施工順利開展提供幫助。

1.5 檢測(cè)方法選擇不準(zhǔn)確

忽略多種方法綜合檢測(cè)樁身完整性的必要性,尤其在樁身完整性檢測(cè)過程中極為突出。低應(yīng)變法樁身完整性檢測(cè),因其實(shí)施快捷、輕便、造價(jià)低等特點(diǎn),應(yīng)用于幾乎每個(gè)樁基檢測(cè)工程,但其自身也存在理論假設(shè)條件、檢測(cè)精度、有效深度及應(yīng)用樁型等限制條件,國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也多次倡導(dǎo)了多種方法檢測(cè)樁身完整性的綜合應(yīng)用。低應(yīng)變法常因檢測(cè)精度或有效深度等問題,導(dǎo)致低應(yīng)變檢測(cè)存在誤判可能。如對(duì)大直徑灌注樁、預(yù)制管樁,只采用低應(yīng)變完整性法檢測(cè),就忽視了聲波透射法、鉆芯法、孔中攝像法及高應(yīng)變法等多種方法優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的綜合應(yīng)用,導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性大大降低。

2 樁基檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)內(nèi)容和方法

2.1 低壓變檢測(cè)技術(shù)

通過對(duì)多種類型工程樁基檢測(cè)技術(shù)的了解,只有固定規(guī)格的樁基才能夠運(yùn)用低壓變檢測(cè)技術(shù),符合建筑工程施工中的要求與標(biāo)準(zhǔn)。低應(yīng)變法檢測(cè)目的是對(duì)受檢樁的樁身完整性進(jìn)行檢測(cè),其原理是將波動(dòng)理論應(yīng)用于基樁檢測(cè),即以波在不同阻抗和不同約束條件下傳播特性來判別樁身質(zhì)量,并根據(jù)彈性波的傳播速度推算樁混凝土平均強(qiáng)度。

2.2 超聲波檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)前,多數(shù)建筑工程開展樁基檢測(cè)工作時(shí),普遍運(yùn)用超聲波檢測(cè)技術(shù),在實(shí)際運(yùn)用的過程中,通過對(duì)工程檢測(cè)工作要求和標(biāo)準(zhǔn)的了解,控制樁徑符合相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn),確保樁基自身穩(wěn)定性和牢固性能夠滿足相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。[2]另外,在運(yùn)用超聲波檢測(cè)技術(shù)開展樁基檢測(cè)工作時(shí),需在開展鋼筋孔加工工作時(shí),將檢測(cè)管放置在樁基底部,同時(shí)綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè),通過這樣的方式,確保檢測(cè)管自身的牢固性和順直性,進(jìn)而確保定位的準(zhǔn)確性。

2.3 鉆孔抽芯檢測(cè)技術(shù)

鉆孔抽芯檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,通過取出樁基內(nèi)部的芯,對(duì)樁基內(nèi)部缺陷和混凝土質(zhì)量以及樁基長(zhǎng)度檢測(cè)。而鉆孔抽芯檢測(cè)技術(shù),還能夠滿足樁段巖石檢測(cè)工作的需求與標(biāo)準(zhǔn),在對(duì)不同類型物品檢測(cè)工作應(yīng)用情況下,會(huì)體現(xiàn)不同的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值,而通過對(duì)鉆孔抽芯檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,會(huì)對(duì)樁基自身造成影響,同時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)也存在偏差,所以,當(dāng)前在開展樁基檢測(cè)工作時(shí),需通過對(duì)實(shí)際情況的了解和掌握來選擇科學(xué)合理的檢測(cè)技術(shù)。

2.4 成孔質(zhì)檢方式

樁基工程在實(shí)際施工過程中,樁基自身成孔質(zhì)量與整體工程施工效果之間具有密切聯(lián)系,如果出現(xiàn)不合理問題,會(huì)對(duì)整體成樁施工質(zhì)量造成影響。當(dāng)基樁孔徑較小的情況下,會(huì)降低基樁自身的承載力,同時(shí)影響其自身的承載效應(yīng),反之,如果樁基自身孔徑較大,會(huì)提高樁基自身的阻力,限制樁基自身的作用和價(jià)值。[3]另外,建筑樁基工程施工階段,當(dāng)樁孔出現(xiàn)偏斜問題的情況下,也會(huì)對(duì)樁基自身承載力造成影響,所以,成孔質(zhì)檢工作具有重要作用和意義。但由于成孔質(zhì)檢工作環(huán)境非常復(fù)雜,經(jīng)常會(huì)遭到人為因素和自然因素的影響而出現(xiàn)坍塌,對(duì)工作人員生命和財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

3 優(yōu)化建筑工程樁基檢測(cè)技術(shù)措施

3.1 完善相關(guān)規(guī)章制度

當(dāng)前,通過對(duì)國(guó)家相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)的了解,不斷優(yōu)化和完善建筑工程施工質(zhì)量檢測(cè)管理制度,同時(shí)針對(duì)樁基施工質(zhì)量檢測(cè)工作的開展,建立規(guī)范化的工作方案和流程,為建筑工程樁基施工質(zhì)量檢測(cè)工作開展提供制度方面的支持。

3.2 建立完善監(jiān)管機(jī)制和體系

隨著國(guó)家和政府部門對(duì)于樁基檢測(cè)工作的關(guān)注和重視,逐漸落實(shí)監(jiān)管機(jī)制,而樁基檢測(cè)工作監(jiān)督工作的開展具有重要作用和意義,站在政府相關(guān)部門的角度,強(qiáng)化監(jiān)督和管理工作力度,引導(dǎo)企業(yè)提高對(duì)建筑工程樁基工程施工質(zhì)量的重視程度,在這樣的情況下,需要政府相關(guān)部門通過對(duì)建筑行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r的了解,建立完善施工質(zhì)量監(jiān)督體系,并提高執(zhí)法工作力度,打擊不符合質(zhì)量要求的工程項(xiàng)目,促進(jìn)企業(yè)逐漸重視質(zhì)量監(jiān)督工作的開展。

3.3 提高檢測(cè)工作人員專業(yè)水平與綜合素質(zhì)

建筑樁基工程施工的順利開展,檢測(cè)工作人員在其中占據(jù)重要位置,但當(dāng)前多數(shù)檢測(cè)工作人員存在專業(yè)水平與綜合素質(zhì)較差的問題,同時(shí)沒有較強(qiáng)的責(zé)任心,如不能夠及時(shí)對(duì)其處理,會(huì)對(duì)樁基檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)造成影響,突出檢測(cè)工作人員專業(yè)水平與綜合素質(zhì)的重要性。站在施工企業(yè)發(fā)展角度來看,應(yīng)定期開展相關(guān)培訓(xùn),培養(yǎng)檢測(cè)工作人員自身綜合素質(zhì)。檢測(cè)工作人員在符合相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)后,才能夠參與樁基檢測(cè)工作。[4]對(duì)此,檢測(cè)工作人員的發(fā)展,只有通過定期開展培訓(xùn)活動(dòng),才能夠提升檢測(cè)工作人員專業(yè)水平與綜合素質(zhì),滿足樁基檢測(cè)工作開展的要求與標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)建筑樁基工程檢測(cè)工作的效率和質(zhì)量。

3.4 提高管理體系模式化管理工作水平

建筑工程在開展樁基檢測(cè)工作時(shí),保障管理體系的規(guī)范性,逐漸形成科學(xué)合理的管理模式,控制樁基檢測(cè)工作流程中不規(guī)范的問題和行為。另外,通過提升檢測(cè)單位內(nèi)部管理工作,鼓勵(lì)檢測(cè)單位依照國(guó)家質(zhì)量規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和體系,開展樁基檢測(cè)工作,并完善樁基質(zhì)量檢測(cè)體系,強(qiáng)化樁基檢測(cè)工作流程的規(guī)范性,確保管理工作在各個(gè)檢測(cè)工作中體現(xiàn)其自身作用和價(jià)值,從而促進(jìn)樁基檢測(cè)工作順利開展,強(qiáng)化建筑樁基工程施工質(zhì)量。

3.5 保障管理工作流程的規(guī)范化

當(dāng)前,管理工作在樁基檢測(cè)工作開展階段中占據(jù)重要位置,但只有保證管理工作的規(guī)范化,才能夠避免檢測(cè)工作中出現(xiàn)不規(guī)范的行為和操作,只有通過對(duì)相關(guān)規(guī)定和要求的了解,強(qiáng)化管理工作規(guī)范化水平,才能夠強(qiáng)化工程施工的規(guī)范性。[5]另外,在開展建筑工程樁基檢測(cè)工作時(shí),應(yīng)明確檢測(cè)工作的情況,將相關(guān)內(nèi)容匯總為樁基檢測(cè)手冊(cè),以提升內(nèi)容的真實(shí)性,引導(dǎo)檢測(cè)單位重點(diǎn)關(guān)注手冊(cè)內(nèi)容監(jiān)督和檢查工作的開展,在出現(xiàn)問題的情況下,及時(shí)采取處理措施,明確主要負(fù)責(zé)人,保障樁基檢測(cè)工作的質(zhì)量和效果。

3.6 運(yùn)用合同管理和市場(chǎng)監(jiān)督方式控制樁基檢測(cè)工作

工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)工作的效果,如果不符合建筑行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展要求與標(biāo)準(zhǔn),證明建筑樁基工程施工質(zhì)量不合格。所以,市場(chǎng)規(guī)范施工質(zhì)量的方式具有重要作用和意義,對(duì)于提升檢測(cè)工作質(zhì)量和效果也占據(jù)重要位置,體現(xiàn)市場(chǎng)監(jiān)督工作的作用和價(jià)值,同時(shí)融合合同管理工作的作用,提高約束力度,強(qiáng)化檢測(cè)人員對(duì)于檢測(cè)工作開展的重視程度,避免樁基檢測(cè)工作的開展出現(xiàn)形式化的問題。

3.7 規(guī)范各方主體責(zé)任

加強(qiáng)試樁的檢測(cè)控制。試樁數(shù)據(jù)是為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的重要參考,不容小覷。試樁的確定應(yīng)由建設(shè)單位組織,設(shè)計(jì)單位主導(dǎo),監(jiān)理、勘察、施工、檢測(cè)單位共同參加,明確試樁數(shù)量及位置,并形成書面材料。情況特殊時(shí)可采用專家論證會(huì)的方式確定。

落實(shí)建設(shè)單位的首要責(zé)任。樁基檢測(cè)工作應(yīng)由建設(shè)單位委托,并對(duì)檢測(cè)方案進(jìn)行確認(rèn),檢測(cè)過程應(yīng)使用信息化系統(tǒng),實(shí)時(shí)上傳,不得人為干預(yù),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)主管部門。

3.8 運(yùn)用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平不斷提升和進(jìn)步,先進(jìn)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中得到廣泛推廣和運(yùn)用,當(dāng)前樁基檢測(cè)工作的開展,通過對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的運(yùn)用,掌握網(wǎng)絡(luò)管理信息資源,提高樁基檢測(cè)工作的效率和質(zhì)量。當(dāng)前通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理信息資源的運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)資源交流的發(fā)展目標(biāo),簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)查閱流程,及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題,采取科學(xué)合理的處理措施,以進(jìn)一步提升建筑樁基工程施工質(zhì)量。

4 創(chuàng)新檢測(cè)方式提升檢測(cè)效率

4.1 預(yù)埋載荷箱法基樁載荷試驗(yàn)

樁基承載力是樁基工程質(zhì)量控制的首要目標(biāo)。目前,常規(guī)檢測(cè)方法采用堆載法提供反力,對(duì)樁身施加荷載,通過基樁本身的位移來判斷承載力是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。此檢測(cè)方法雖然直觀,但耗費(fèi)的施工成本相對(duì)較大。預(yù)埋載荷箱法基樁載荷試驗(yàn)是一種新型的檢測(cè)方法,在我省完成了數(shù)百個(gè)大中型檢測(cè)項(xiàng)目,效果良好。樁基深層靜載荷試驗(yàn)是在樁底持力層或樁身要求測(cè)試部位預(yù)先埋置加荷裝置,利用加荷裝置上下端樁土體產(chǎn)生的作用力和反作用力,對(duì)樁底持力層或樁側(cè)進(jìn)行應(yīng)力-位移試驗(yàn),根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果按照規(guī)范給出樁端阻力或樁側(cè)摩阻力及單樁豎向承載力。

某工程?hào)|側(cè)部分區(qū)域采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),總樁數(shù)為10根,樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40,樁徑為1 000mm,樁端持力層為④層粉質(zhì)黏土+粉土層。該層樁端阻力極限標(biāo)準(zhǔn)值為qPK=1 200kPa,單樁設(shè)計(jì)承載力特征值分別為2 500kN、4 000kN,采用預(yù)埋載荷箱法單樁靜載試驗(yàn)檢測(cè)單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。本次試驗(yàn)采用慢速維持荷載法,加載時(shí)分級(jí)荷載為最大試驗(yàn)荷載的1/10,第一級(jí)取分級(jí)荷載的2倍加載。卸載時(shí)每級(jí)卸載量均為加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍,逐級(jí)等量卸載。檢測(cè)數(shù)據(jù)如下:

(1) 2#樁加載至4 400kN時(shí),載荷箱下位移為3.07mm,上位移為1.88mm,Qb-sb、Qs-ss曲線在加載范圍內(nèi)為緩變形曲線,載荷箱下段樁極限承載力為4 400kN,載荷箱上段樁極限承載力為4 400kN。W =346kN,Quu=4 400kN;Qud=4 400kN;γ1=1.0,根據(jù)JGJ/T403—2017第5.0.4條,推算得出該樁的單樁豎向抗壓極限承載力可取8 453kN。

(2) 7#樁加載至2 700kN時(shí),載荷箱下位移為4.63mm,上位移為1.62mm,Qb-sb、Qs-ss曲線在加載范圍內(nèi)為緩變形曲線,載荷箱下段樁極限承載力為2 700kN,載荷箱上段樁極限承載力為2 700kN。W =288kN,Quu=2 700kN;Qud=2 700kN;γ1=1.0,根據(jù)JGJ/T403—2017第5.0.4條,推算得出該樁的單樁豎向抗壓極限承載力可取5 111kN。

通過預(yù)埋載荷箱法靜載試驗(yàn)推算出單樁豎向抗壓承載力滿足設(shè)計(jì)要求,較常規(guī)堆載檢測(cè)大幅度提升了檢測(cè)效率。

4.2 高應(yīng)變法基樁豎向極限承載力檢測(cè)

高應(yīng)變法基樁豎向極限承載力檢測(cè)是采用重錘在樁頂施加足夠大的沖擊力,使得樁身在沖擊應(yīng)力波的作用下產(chǎn)生縱向彈塑性位移,樁身及樁底與周圍地層介質(zhì)產(chǎn)生相對(duì)位移和形變,使得基樁側(cè)阻力和端阻力被激發(fā)出來,不同深度的地層對(duì)基樁產(chǎn)生的阻力應(yīng)力波通過樁身向上傳播至樁端檢測(cè)面,采用專用的高分辨率工程測(cè)試設(shè)備在樁端檢測(cè)面接收力及加速度信號(hào),應(yīng)用CCWAPC波動(dòng)理論擬合方法進(jìn)行樁身各單元的阻力、阻抗等參數(shù)計(jì)算, 可以獲得樁身摩阻分布、端阻及內(nèi)力分布等,最終可計(jì)算出單樁極限承載力、樁身受力性狀、樁身質(zhì)量等,為設(shè)計(jì)和建筑物基樁承載力驗(yàn)收提供依據(jù)。

某工程基礎(chǔ)采用PHC管樁,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為11～12m,設(shè)計(jì)樁徑為500mm,樁端持力層為⑥層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層,設(shè)計(jì)單樁豎向抗壓承載力特征值為1 000kN,樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80。前期試樁采用堆載法靜載試驗(yàn),三根試樁極限承載力達(dá)到2 000kN,滿足設(shè)計(jì)要求,為提高檢測(cè)效率后期工程樁檢測(cè)采用高應(yīng)變檢測(cè)基樁單樁豎向極限承載力。檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 檢測(cè)數(shù)據(jù)

通過動(dòng)靜試驗(yàn)對(duì)比,可以得出高應(yīng)變法基樁豎向極限承載力檢測(cè)能夠滿足單樁極限承載力檢測(cè)需求。同時(shí),提升了工作效率,大大減少了委托方工期要求,是驗(yàn)證樁基承載力的有效手段。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前,建筑業(yè)已由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變,每次建筑工程質(zhì)量檢測(cè)至關(guān)重要。因?yàn)榻ㄖこ虡痘鶛z測(cè)工作的開展非常復(fù)雜,檢測(cè)人員需要通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)狀況的了解來選擇先進(jìn)化檢測(cè)技術(shù)。同時(shí)明確工程施工中的要點(diǎn)內(nèi)容,并在檢測(cè)工作階段豐富其自身工作經(jīng)驗(yàn),開展合理樁基評(píng)價(jià)工作,不斷優(yōu)化和創(chuàng)新樁基檢測(cè)技術(shù),提升其自身專業(yè)水平,從而強(qiáng)化建筑工程施工質(zhì)量。