試論建筑工程中的樁基礎檢測技術實踐與研究

摘要：我國城市高層建筑和道路、橋梁的地基基礎中大部分使用樁基礎，主要是因為它擁有抗地震性能好、承載力高以及可以解決特殊地基土承受力等多方面的優點。因此，筆者建議工程人員在實際檢測的過程中，為了實現對單樁承載力進行進一步的確定，可以把檢測對象、檢測目的、檢測方法的使用范圍和特點作為依據。比如靜載試驗把檢測樁基荷載與沉降的關系當作重點。對混凝土的強度和樁長等內容進行局部的檢測可以使用鉆孔取芯的方法；檢測成孔的孔徑、孔深、垂直度和沉渣厚度屬于對成孔質量的檢測；低應變法可以檢測樁身是否完整和樁身質量的好壞。聲波透射法適用于混凝土灌注樁的樁身完整性檢測，判定樁身缺陷的位置、范圍程度。要科學的對檢測方法進行選擇，實現多種方法有效搭配，彼此之間起到優勢互補的效果。

關鍵詞：樁基；檢測技術；

1. 前言

隨著日益增多的高層建筑在城鄉中拔地而起，樁基工程也得到廣泛的應用，樁基檢測工作成為樁基工程中一個不可缺少的環節。它不僅能為工程的下道工序提供可靠的依據，而且直接影響到建筑的質量安全，因此我們應該加強對樁基工程檢測工作重視，建議采用更準確有效的樁基檢測技術對建設工程基礎施工提供科學、準確、有效的實驗數據，進而為基礎工程設計、施工提供更有力的依據。

2.樁基檢測技術

樁基檢測技術在國內經過幾十年的發展，已經取得了一系列成果，更多的則表現在正確的檢測方法和手段已得到推廣和貫徹，表現在測試人員對于各種樁 基檢測方法的合理運用和理性思維，以及各級行業主管對樁基檢測市場的正確導向與管理。當前的樁基檢測行業總體情況良好，許多高素質的科技人才都投身于樁基檢測和樁基檢測儀器研發生產行列，為該行業的發展做出了貢獻。但由于各種原因導致的各地區以及檢測單位間的專業水平差異，目前在樁基檢測管理上也存在一些不可忽略的問題。主要表現在：一些檢測人員水平低下、編寫檢測報告不規范。樁基工程屬于隱蔽工程，無論采用哪種檢測方法，都存在著一定的不足，都不能完全反映出樁基的全部特性。這就要求檢測人員應用以往的檢測經驗，根據實地的地層結構和經驗數據不斷改進檢測方法，逐漸減少檢測結果的不確定性。

3.樁基礎檢測中的問題

就現在的情況來看，建筑工程樁基礎檢測總體情況還是比較穩固的，但是因為檢測單位和地區的不同，還需在不同程度上對以下幾點的問題進行解決。

3.1 檢測單位之間的不同問題

部分專業建筑檢測單位會隨著地區經濟與技術水平等問題和差距的不同，在裝備上的配置、設備技術先進程度、設備維護程度以及設備定期檢驗等就會有所不同，技術裝備上的落后是因為這個地區的經濟條件比較落后。比如說如果樁基根本沒有大小應變檢測設備，只對其進行靜載檢測，那么就會出現檢測的時間長、比例小的現象。

3.2 檢測報告結果的精確度低、出具的報告不規范問題

？之所以不能達到國家行業檢測標準的要求，就是因為檢測報告不規范，內容缺乏具體性，由于在報告中應該出現的反映或引用的資料沒有出現，做出比較單一和含糊不清的結論，使其在建筑工程質量檢測權威部門不具有足夠的權威性和約束力。好比說在某工程的地下室鋼筋鋼套連接檢測報告中，鋼套在鋼筋的極限抗拉力的情況下被拉出，但對連接鋼筋的檢測結果合格與否的結論沒有出現在報告中。？工程的真實情況不能在未滿足規范要求的檢測數據的基礎上被很好的反映出來。比如在樁基檢測的過程中，必須具有質量良好、不通過大應變檢測也能使靜載數量減少的被抽檢的樁；沒有對單樁承臺實施100%的檢測；選擇相對比較好的部位進行結構取樣。？國家行業應檢測內容不符合執行的規范，原始記錄出現潦草并有嚴重程度的涂改現象，觀測時間不足，沒有按標準安裝基準梁，手工繪制的Q-S曲線、S-Lgt曲線的誤差大，不能準確的判斷極限承載力的標準值和基本值。？低應變法檢測對曲線的選擇不符合一致性的標準，還應注意對錘重和落距的選擇，錘擊力不足，分析時沒有選用合理的參數。

3.3 檢測缺乏規范性問題

法定檢測單位和社會第三方檢測單位是當前國內建筑工程質量檢測市場的主要部門。有些單位為了能夠很好的生存而在工程質量檢測中草率的處理一些資料數據，而造成這些行為的根本原因是工程檢測費用收取過低和激烈的市場競爭。有時施工方為了順利通過質量驗收，給檢測單位好處，從而讓檢測單位修改檢測結果，如：在工程中將規定的三類樁用二類樁來代替，從而威脅到了基礎工程的質量。

4.建筑基礎工程的檢測方案

建筑基礎工程比較常用的一種基樁形式就是灌注樁，這種方法的好處有：？能將上部結構的荷載傳遞到深層相對穩固的土層或巖層上；？使基礎和建筑物的沉降以及不均勻沉降降低。灌注樁的施工由成孔和成樁兩部分組成，所以對樁基的檢測就由原來的變為了成孔質量檢測和成樁質量檢測兩部分。對成樁質量檢測進一步劃分可分為承載力檢測和檢測樁身的質量（也就是樁的完整性）。

4 .1 對成孔的質量進行檢測

成孔質量的好壞在灌注樁的施工過程中，對混凝土澆注后的成樁質量具有直接的影響：成樁的側摩阻力、樁尖端的承載力以及整樁的承載力會隨著樁孔孔徑的減小而有所減小或降低；成樁上部的側阻力會因為樁孔上部擴徑而增大，導致下部側阻力不能得到很好的發揮，與此同時增加了單樁混凝土的澆注量，使相應的費用增高；所以為了很好的控制成樁的質量，灌注樁在混凝土澆注前，一定要檢測成孔的質量。樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度和泥漿指標都屬于成孔質量檢測的內容。

4 .1.1樁位偏差檢查：樁位偏差，即實際成樁位置偏離設計位置的差值。施工中由于各種因素的影響，如測量放線誤差、護身埋設時的偏差、鉆機對位不正、鉆孔時孔斜造成的偏差、鋼筋籠下放時的偏差等，都會造成樁位偏離設計位置。因此，要保證樁位的正確性，首先在施工中就應將每一個環節的偏差控制在最小范圍內。樁位應在基樁施工前按設計樁位平面圖放樣樁的中心位置，施工后對全部樁位進行復測，然后測量該點偏移設計樁位的距離，并按坐標位置分別標在樁位復測平面圖上。測量儀器選用精密經緯儀或紅外測距儀。

4 .1.2樁孔徑、垂直度檢測：樁孔徑、垂直度檢測的方法大致分為：簡易法檢測，傘形孔徑儀檢測，聲波法檢測。工程技術人員在多年的灌注樁施工、檢測中，研究總結出了一些簡易的孔徑、垂直度的檢測方法和手段，它們適合于在沒有專用孔徑、垂直度儀條件下的成孔質量檢測。

4 .1.3孔底沉渣厚度檢測：鉆孔灌注樁在成孔過程中，采用循環泥漿液清洗孔底、護壁和將鉆渣攜帶回到地面。泥漿液攜帶鉆渣的能力與其粘度、膠體率、含砂量等指標有關。樁孔成孔后總有一部分鉆渣未帶上地面而沉淀于孔底，成孔后至灌注混凝土的間隙過長以及可能產生的孔壁坍塌等也會造成孔底沉淀。因此樁孔在灌注混凝土之前必須對沉渣厚度進行檢測，目前測量沉渣厚度的方法大致有測錘法、電阻率法、電容法、聲波法等。下面以聲波法為例進行簡單介紹。

聲波法：就是測頭向樁底發射聲波，當聲波遇到沉渣表面時，一部分聲波被反射回來被測頭接收，另一部分聲波穿過沉渣繼續向孔底傳播，當遇到孔底持力層原狀土后，聲波再次被反射回來。測頭從發射到接收到第一次反射波的相隔時間為t1，測頭從發射到接收到第二反射波的相隔時間為t2，那么沉渣厚度為：

H=（t2-t1）c/2

其中：H——沉渣厚度，m；C——沉渣聲波波速，m/s。

4 .2 對樁的承載力進行檢測

靜荷載試驗法、高應變動測樁法、靜動法及鉆孔取芯法是當前國內檢測樁的承載力的主要方法。廣州地區最為常用的檢測方法屬靜載試驗和鉆孔取芯法。靜載試驗樁基靜載試驗就是將豎向壓力、豎向上拔力或水平推力逐漸地施加于樁頂，對樁頂隨時間產生的沉降、上拔位移或者水平位移進行仔細的觀測，達到確定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力、單樁水平承載力的目的的試驗方法。它具有以下優缺點：①進一步的確定單樁極限承載力的直觀性和可靠性；②能成為動測結果是否準確的判定依據；③延長試驗所需的時間；④使費用增加；⑤使抽檢數量具有局限性；⑥現場的環境對其影響較大；⑦很難作業于深基坑內。鉆孔取芯法是直接從樁身鉆取混凝土芯樣和鉆取一定深度的樁底巖土層芯樣進行狀態和強度檢驗的半破損現場檢測方法。其優點是檢測結果（如樁身混凝土強度、樁長、樁底沉渣厚度、樁底巖土層性狀等）是直接測試得到的，可靠性及準確性高；其缺點是存在一定的檢測盲區。

4 .3樁的完整性檢測

目前，用于樁身的完整性檢測方法主要有：低應變動力試樁法、聲波透射法、鉆孔取芯法等。

低應變法。低應變法是指采用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振，實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線，通過波動理論分析或頻域分析，對樁的完整性進行判定的方法。機械阻抗法就是低應變法的一種：在基樁檢測中，機械阻抗法是通過測定施加于基樁的激勵信號和樁在該激勵下產生的動態響應來識別樁的動力特性。由于樁的動力特性與樁身完整性和樁—土體系相互作用的特性密切相關，通過對樁的動態特性的分析計算，可估計樁身混凝土的缺陷類型及其在樁身中的部位。具有現場測試簡便、快捷、抽檢面廣、經濟實用的優勢。缺點是利用波形特征判別樁身缺陷存在多解，只做定性不做定量判斷，而且不同樁身缺陷往往難以區分，通常要求檢測人員具有豐富的實踐經驗。聲波透射法是基樁成孔后，灌注混凝土之前，在樁內預埋若干根聲測管作為聲波發射和接收換能器的通道。檢測時，用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點檢測聲波穿過樁身各橫截面的聲學參數，然后對這些檢測數據進行處理、分析和判斷，確定樁身混凝土缺陷的位置、范圍、程度，從而推斷樁身混凝土的樁身完整性。其優點是檢測結果能直觀反映樁身缺陷的位置，大小及嚴重程度等方面的信息，其缺點是在一定范圍的測試盲區，不能準確測出樁身整個斷面是否有缺陷等。

4 .4檢測方法的選擇

樁基礎質量檢測方法的選擇主要考慮設計方法、施工工藝和使用條件的不同，為此，選取合適的檢測方法尤為重要。？鉆孔灌注樁：采用高應變法檢測比較有效，如果條件允許，可進一步采用靜載試驗或鉆芯法進行驗校。對于大直徑鉆孔灌注樁，可采用鉆芯法配合低應變波或聲波透射法檢測。？沉管灌注樁：采用低應變法檢測樁身完整性十分有效，同時使用靜載試驗檢測單樁承載力，沖擊力能滿足要求的話，可采用高應變法同時檢測其完整性和承載力情況。？打入式預制樁：高應變法和靜載試驗進行預制樁檢測比較適合，低應變法和聲波透射法不宜選取。

5.結束語

綜上所述：隨著高層建筑的快速發展，工程樁基礎工程越來越多，樁基作為建筑物的隱蔽工程，支撐著地面上的構筑物，是建筑物的基礎，其質量優劣將直接影響到建筑物的安全。混凝土灌注樁由于其成樁質量受地質條件、成樁工藝、機械設備、施工人員、管理水平等諸多因素的影響，較易產生夾泥、斷裂、縮頸、混凝土離析、樁底沉渣較厚及樁頂混凝土密實度較差等質量缺陷，危及主體結構的正常使用與安全，甚至引發工程質量事故，加上是隱蔽工程，因此加強對樁基礎質量的現場檢測十分必要。為此國家近年來先后出臺了《建筑基樁檢測規范》（JGJ106-2003）和《公路工程基樁動測技術規程》（JTG/TF81-01-2004），廣東省也出臺了《建筑地基基礎檢測元規范》（DBJ 15-60-2008）。進一步明確要求規范基樁工程的現場質量檢測工作。針對具體工程，利用成孔質量檢測、靜載試驗檢測、低應變動力檢測、鉆孔取芯法檢測和高應變動力檢測等技術對建設工程的基樁進行了檢測，進而對樁基質量做出評價，以確保建設工程的質量。

建筑工程的發展在我國城鄉建設中占據主導地位，所以樁基工程成為了一個熱門并在建筑中被廣泛使用。樁基是建筑物的基礎，其質量直接影響到建筑物的質量，但樁基工程質量控制的難度比較大，且具有專業性、隱蔽行的特點，因而樁基的檢測工作顯得尤為重要且被高度重視。樁基評定是一項全面、系統、綜合的評價，只有將檢測結果與建筑物安全等級、抗震設防等級、地質條件、基礎形式、建筑規模、設計要求充分結合起來，全面系統地開展綜合分析，才能把好工程質量檢驗關，做出準確可靠的評定。隨著社會的發展，我國綜合國力的不斷提高，全民的質量意識的不斷增強，通過我們的努力樁基檢測技術將會更加先進，更加規范和成熟。

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