談建筑設計中的樁基檢測技術

段許平 曾愛華 唐明榮

(1.江蘇泰州市科泰巖土工程有限公司，江蘇 泰州 225400;2.蘇州同力工程質量檢測技術有限公司，江蘇 蘇州 215000;3.南京東南建筑結構技術研究所，江蘇 南京 210000)

0 引言

我國作為使用樁基相對較早的一個國家，至今保留著很多樁基完整的著名建筑，這些建筑凝聚了我國古代勞動人民的聰明和智慧。到了19世紀中后期，由于鋼筋水泥以及混凝土的出現，樁基的材料也逐漸發生了巨大的變化。隨著后來機械設備的發展和改進，我國的建筑設計對于樁基也提出了越來越高的要求，這樣導致很多新型的樁基出現，對于樁基的廣泛利用促使人們進一步對樁基展開深入的探索和研究，其中樁基檢測技術對于建筑質量和施工安全具有舉足輕重的作用，因此隨著建筑單位對于工程質量要求的逐漸提高，人們也越來越重視對于樁基檢測技術的研究。

1 建筑設計中的樁基檢測技術

樁基工程屬于隱蔽工程，樁基工程的質量好壞對于建筑的質量和安全有著決定性的影響。近些年由于樁基在土建工程中的大規模使用，促使樁基檢測技術也有了突飛猛進的發展，并且積極的在土建工程中實踐應用。其中樁基的檢測方法大體可以分為四類:1)靜載試驗(其中包括錨樁法、錨樁—堆載法、堆載法);2)高應變法(其中包括Case法、CAPWAP法等);3)自平衡的試樁法;4)靜—動試樁法。在國內目前使用比較廣泛的還應該是靜載試驗、高應變法以及自平衡的試樁法。

1.1 靜載試驗

靜載試驗屬于一種近似于抗壓樁的實際工作的條件下測量單樁豎向承載力的方法，根據反力裝置使用千斤頂將樁頂施加豎向的荷載，其加載量通常由并聯在千斤頂上的精密的壓力表進行測量，樁頂的沉降量使用大量程的百分表或者位移傳感器進行量測。其試驗的結果可以實現樁頂的Q—s與s—lgt這兩條最基本的曲線。這個方法能夠明確單樁豎向的抗壓極限的承載力，并結合樁身與樁端的預埋測試元件進行測定樁側的土分層的摩阻力、樁端的阻力和樁身的荷載傳遞的具體規律等。靜載試驗可以根據加載的反力裝置之間的不同劃分三種形式:1)堆載法是指在樁頂堆載的平臺上面堆放重物以便提供反力。國內通常利用這種方法檢測單樁的豎向極限承載力，目前已達到30000 kN;2)錨樁法是指由錨樁以及反力架一起組成的反力裝置，根據錨樁抗拔力來提供反力。可按照加載量大小來明確需要的錨樁的具體數量，在實際的工程建設中需要使用4根。我國使用這種辦法進行的單樁極限承載力檢測，一般都小于25000 kN;3)錨樁—堆載法是指一旦錨樁出現抗拔的承載力不足之時，可以在反力架上面增加一些配重或者使用重力式的反力架來增加反力。我國使用這種方法來檢測單樁的極限承載力，目前已達到40000 kN。

1.2 高應變法

這種方法屬于借助重錘對樁頂的錘擊，讓樁—土間發生一定的相對位移，能夠充分的激發其樁周土的阻力以及樁端的支承力，根據安裝在樁頂以及樁頂附近的力與加速度傳感器來接收樁身應力波的信號，使用應力波的理論來分析和處理力與速度時程的曲線，根據靜—動對比的資料，可以判定單樁極限的承載力。

1.3 自平衡的試樁法

自平衡試樁法作為近年以來發展十分迅速的一種樁基檢測技術，實際上已經在我國發展并且應用了10多年。自平衡的試樁法的基本出發點在于利用試樁自身的反力平衡原則，根據樁端附近或者樁身的某個截面處實施預先埋設單層或多層的荷載箱，以便試驗之時，按照荷載箱以對上、下段的樁身實施荷載，迫使上段的樁身上抬，造成上段樁的樁側的摩阻力可以徐徐發揮，并且導致下段樁的下沉，造成下段樁的樁側的阻力以及樁端的阻力可以徐徐發揮;然后上下樁段反力的大小相等，但方向相反，進而實現試樁自身的反力平衡的加載目的，因此隨著荷載箱的壓力不斷的增加，試樁遭到破壞，試驗將終止。

自平衡的試樁法在測試結果上能夠得到上、下樁段共兩條Q—s曲線以及相應s—lgt的曲線，聯接在樁身與樁端處預埋的測試元件，按照自平衡的加載方式對下樁土的相互作用的機理使用科學數據轉換的方法，獲得自平衡的測試結果跟傳統的靜載之間的準確的轉換，最后建立單樁的樁頂處Q—s的曲線，根據這個判定單樁極限的承載力，還能夠測定樁側的土分層的摩阻力以及樁端的阻力等。自平衡的試樁法，其加載的能力需要按照試樁要求進行專項的設計，基本上不受到單樁極限的承載力限制。

1.4 靜—動試樁法

靜—動試樁法屬于加拿大的伯明翰公司(英文名字為Berminghammer)以及荷蘭的建筑材料和結構研究所(英文縮寫為TNO)在1988年共同開發研制并獲得成功的相當于靜載試驗與高應變法之間的一種單樁的承載力試驗的方法。

靜—動試樁法借助固體燃料，根據在氣缸中燃燒所產生的高壓氣體進而推動活塞保持上升和舉起的配重，并根據以上原理產生出反力并作用于樁頂。產生的樁頂的作用力，其大小將由配重與跳起的加速度來決定，力的作用時間則根據氣缸形狀、燃料量、燃燒室的大小以及配重的多少這四個因素來控制。樁頂的荷載根據固定在樁頂的荷重傳感器進行測量，樁頂的位移曲線使用激光位移計來測量。得到的試驗結果能夠實現樁頂實測力與位移時程的曲線，通過數據的分析和處理能夠實現靜—動的試樁法的Q—s曲線，并且判定單樁豎向極限的承載力。

2 建筑設計中的樁基檢測技術的展望

根據樁基的檢測技術目前發展的現狀，為了能夠保證試驗檢測的結論具有更高的可靠性和更精準的準確性，需要根據不同的被檢測對象與測試的眼球，充分的利用已經掌握的多種測試方法的優勢，進行揚長避短，選取形式多樣的測試方法來進行綜合性較強的分析與判斷，這種方式目前仍然是我國樁基檢測的最佳方式和手段。自平衡的試樁法目前仍然存在著很多問題需要進一步的深入研究，很多問題都有待于解決，但是由于自平衡的試樁法具有較強的場地適應性、較大的試驗噸位、較好的安全性、較短的工作時間和相對靜載等試驗更經濟的諸多優點，隨著更大直徑、更大噸位以及超長樁在我國的廣泛應用，也逐漸成為大噸位或困難環境條件情況下樁基豎向的承載力首選的一種檢測方法。

3 結語

樁基工程目前已經廣泛的被應用在了建筑設計之中，運用科學合理的基樁檢測技術有利于保證建筑工程之中基樁工程的質量，其意義十分重大。因此發展建筑設計中的樁基檢測技術，應該加大政策支持和技術支持，增加科技投入，人才投入，不斷地開拓創新，綜合各種建筑設計的樁基檢測技術，充分的取長補短，為我國的建筑事業貢獻力量。

［1］陳懷均.洞松水電站廠區公路橋基樁聲波透射法檢測技術［J］.技術與市場，2011(3):31-32.

［2］張圣斌，張 卉.基樁反射波法檢測技術在推求樁身混凝土強度中的應用［J］.華中科技大學學報(城市科學版)，2009(3):68-69.

［3］郝一明，錢立軍.聲波透射法基樁檢測技術探討［J］.科技情報開發與經濟，2007(22):89-91.

［4］肖 正，徐振華.基樁聲波透射法檢測中的主要存在問題［J］.廣東土木與建筑，2007(10):33-34.

［5］王連威，王興舟.淺談反射波檢測樁基完整性［J］.中國水運(下半月)，2008(8):59-60.

［6］朱英朝.基樁完整性檢測技術相關問題淺析［J］.西部探礦工程，2007(6):101-102.