淺談幾種樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

陳啟魁 吉林濤

(河南省濮陽市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，河南 濮陽 457000)

一 引言

由于最近幾年迅速發(fā)展的建筑工程樁基檢測(cè)技術(shù)的要求，其應(yīng)變檢測(cè)的高低能力與單樁復(fù)合地基靜載荷檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展也越來越好，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于檢測(cè)成樁質(zhì)量的活動(dòng)中。這項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)承載力的極限值給出判斷，并檢測(cè)評(píng)價(jià)樁身是否完整，合理分析樁基存在的缺點(diǎn)。最近幾年，這項(xiàng)樁基檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國的建筑工程中。在此，我們深入分析討論了一些符合國家標(biāo)準(zhǔn)的典型的建筑工程樁基質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)。下面就樁基低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)、樁基高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)以及單樁復(fù)合地基靜載荷檢測(cè)技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行淺要的分析和探討。

二 幾種建筑工程樁基質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)探析

1.樁基低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)

以一維應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)，結(jié)合截面波阻抗 Z，即Z=ρCA，對(duì)樁身的質(zhì)量進(jìn)行表述即為樁基低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)。其中截面積用A來表示，波速用C來表示，材料密度用ρ來表示。應(yīng)力波會(huì)在樁頂收到力棒或力錘敲打的情況下產(chǎn)生，此時(shí)，應(yīng)力波向下傳播的速度為C，一旦遇到夾異物、縮頸、擴(kuò)頸、混凝土離析等情況時(shí)，一些應(yīng)力波會(huì)因?yàn)闃蹲杩筞的影響向上反射進(jìn)行傳播，另一些依舊向下知道遇到樁端才發(fā)生反射。據(jù)此，樁身混凝土平均波速可以由撞地反射波時(shí)間推算出來，而缺陷位置則可以由缺陷反射波信號(hào)的時(shí)間得出。

實(shí)踐中，我們檢測(cè)了一幢正在機(jī)械鉆孔灌注樁的高層商務(wù)辦公樓的樁基的低應(yīng)變能力。根據(jù)下面的圖顯示，能清楚看出樁底反射信號(hào)的1號(hào)樁是完整的無缺陷反射的樁，同時(shí)可以看出它有完整均勻的芯樣，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。而2號(hào)樁則有多處離析，如在13.5米、6.8米和3.5米的地方，鉆孔取芯后可見，其離析現(xiàn)象集中在3～14米處，尤其是高壓灌漿補(bǔ)強(qiáng)之后更為清晰，缺陷反射在第二次動(dòng)測(cè)時(shí)有了顯著降低。3號(hào)樁同一號(hào)樁一樣都是典型的完整樁，然而在鉆孔抽芯以及研究分析后發(fā)現(xiàn)，3號(hào)樁是偏樁。4號(hào)樁雖然是完整樁，但在部分地方有著離析的現(xiàn)象。5號(hào)樁在1.5米的地方有很明顯的縮徑問題，但是這一嚴(yán)重缺陷在鉆孔取芯里沒有被查出。

2.樁基高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)

所謂樁基高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)，即依靠假設(shè)條件將一維波動(dòng)方程的封閉推算出來，并將土阻力與樁頂波聯(lián)系得到所需要的一些數(shù)值聯(lián)系，這包括質(zhì)點(diǎn)速度值、樁基極限承載力和所測(cè)壓力值等。這一技術(shù)是對(duì)分析方法的簡化，便利卻也存在一些理論上的不足之處。此時(shí)為了解決樁基高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)的不足，就可以使用波形擬合的辦法，因?yàn)檫@一方法利用的數(shù)值試算，即實(shí)際樁土參數(shù)值就是當(dāng)實(shí)測(cè)值和試算值相同時(shí)的數(shù)值。

一幢公寓式的寫字樓使用的是反循環(huán)機(jī)械鉆孔灌注樁進(jìn)行樁基建設(shè)的，采用端承摩擦樁增強(qiáng)摩擦承載的效果。在施工中分析研究了E-8-37號(hào)和E-3-11號(hào)樁基的區(qū)別。第一步就是要分析得出它們高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)的能力，這就需要在靜載試驗(yàn)之前先分析有用的信號(hào)。對(duì)上行、下行波和力波、速度波等分析研究后發(fā)現(xiàn)，E-3-11#測(cè)試信號(hào)比E-8-37#更好。從測(cè)試結(jié)果來看，前者有著清晰的樁底信號(hào)與完整的樁身，而后者則呈現(xiàn)出不少問題，如離樁頭18.5米處產(chǎn)生力波減小而速度波增加的情況，對(duì)于β這一體現(xiàn)完整性系數(shù)的數(shù)值為0.88的情況可見，此處是淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和含礫粉質(zhì)粘土分界的地方，即可以認(rèn)定這里有縮徑的現(xiàn)象。

有關(guān)高應(yīng)變實(shí)測(cè)曲線擬合法所需要的重要參考值

3.單樁復(fù)合地基靜載荷檢測(cè)技術(shù)

單樁復(fù)合地基靜載荷檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于CFG樁復(fù)合地基的情況。利用這一技術(shù)找出樁基質(zhì)量的問題，靠的是CFG樁復(fù)合地基的受力原理。從一系列的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，一旦褥墊層厚度在CFG樁復(fù)合地基里超過十厘米時(shí)，樁體水平折斷的可能性就會(huì)明顯降低甚至不存在，即CFG樁體在這一地基中的工作能力將長期有效。這就表明，在復(fù)合地基中，承擔(dān)由上部結(jié)構(gòu)帶來的豎向承載力就是CFG樁的核心功能。

一個(gè)小區(qū)住宅樓利用單樁復(fù)合地基靜載荷檢測(cè)技術(shù)對(duì)CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行檢測(cè)。將載荷用沙袋堆加并均勻放置在鋼梁搭成的平臺(tái)中。把圓形的用鋼做成的承壓板放在平臺(tái)的中心處。再將千斤頂固定在承壓板上并使其活塞連接到主梁。保證垂直安放承壓板、千斤頂?shù)酌妗杜c平臺(tái)的中心，從而確保均勻的受力大小和垂直受力的進(jìn)行。在受力時(shí)，反力是由壓重平臺(tái)裝置所提供的，在此基礎(chǔ)上再利用千斤頂逐漸給承壓板增加壓力。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，以最多兩倍的加載值為其加壓，對(duì)于荷載的分級(jí)不可以超過最大荷載的1/10，并且需要利用JCQ-503C靜荷載自動(dòng)試驗(yàn)儀對(duì)其不斷測(cè)量，測(cè)量時(shí)間間隔為半個(gè)小時(shí)，當(dāng)沉降在0.1mm/h之內(nèi)時(shí)，就可以繼續(xù)加載荷載到規(guī)定的值。加載級(jí)數(shù)的一般就是卸載的級(jí)數(shù)，同樣卸載每一級(jí)的時(shí)間間隔為30分鐘，對(duì)回彈量要及時(shí)記載，在將荷載全部卸載完畢后，記載回彈量的時(shí)間間隔即為3個(gè)小時(shí)。當(dāng)發(fā)生一些意外情況時(shí)需要迅速采取措施停止加載荷載，這且情況包括：1.最大加載量超過設(shè)計(jì)壓力值兩倍的最大限度;2.承壓板的累計(jì)沉降量超出它直徑的百分之六時(shí);3.由于沉降值的迅速增加導(dǎo)致周邊土發(fā)生突起的情況。

三 相關(guān)結(jié)論

在建筑工程樁基質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)方面，本人在大量的工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)踐之后，獲得了下面幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)啟示：首先，當(dāng)樁身阻抗變化甚至多變的時(shí)候，低應(yīng)變樁基檢測(cè)技術(shù)很難對(duì)樁身完整性做出良好的檢測(cè)，很難準(zhǔn)確評(píng)價(jià)樁基，也很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果;其次，可以利用動(dòng)靜對(duì)比取得高應(yīng)變的有關(guān)參數(shù)，并利用高應(yīng)變對(duì)單樁承載力做出比較準(zhǔn)確的檢測(cè)，這種方法非常的快速節(jié)儉、行之有效;最后，應(yīng)該將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試出的可靠信號(hào)，當(dāng)做樁基檢測(cè)的基礎(chǔ)，不然結(jié)果的準(zhǔn)確性就不能得到保障。如果樁基高應(yīng)變檢測(cè)的測(cè)試數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確、合理的話，我們就能定量分析樁基的缺陷，同時(shí)找到樁基缺陷的具體方位，這樣一來才能正確評(píng)價(jià)樁基。盡管當(dāng)前的樁基檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，但是由于地質(zhì)條件復(fù)雜，所以技術(shù)人員還是要針對(duì)不同的工程實(shí)際進(jìn)行實(shí)踐，通過對(duì)上面三種檢測(cè)技術(shù)的綜合使用，積累并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣一來就能正確評(píng)價(jià)樁基，也能改善樁基動(dòng)測(cè)技術(shù)。合理運(yùn)用樁基檢測(cè)技術(shù)，不但可以找出樁基在成樁時(shí)存在的質(zhì)量缺陷或隱患，方便補(bǔ)救措施的合理采用，盡量減少甚至避免工程質(zhì)量隱患，而且也可以減少一些不必要的人力、物力和財(cái)力損失，保證工程質(zhì)量和進(jìn)度。

四 結(jié)束語

總而言之，建筑工程樁基的檢測(cè)工作，就是在檢測(cè)的基本理論基礎(chǔ)上，通過建筑工程的樁基相關(guān)學(xué)科知識(shí)和測(cè)試操作技能相結(jié)合，并采用專業(yè)的測(cè)試儀器來進(jìn)行的全方位和高層次的一種新興工作。檢測(cè)工作不僅是建筑工程當(dāng)中的一項(xiàng)重要的施工技術(shù)管理組成部分，同時(shí)也是建筑工程在施工質(zhì)量的管理和控制以及最終的竣工評(píng)定驗(yàn)收當(dāng)中的必不可少的環(huán)節(jié)。另外，通過檢測(cè)還能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐脑牧线M(jìn)行更充分的利用，并且有利于新工藝和新技術(shù)的推廣。可以說，建筑工程樁基檢測(cè)工作是降低工程造價(jià)、增強(qiáng)社會(huì)誠信的重要管理措施，也是建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的建筑工程的一項(xiàng)重要保障。可以這么說，建筑工程的樁基檢測(cè)工作，不僅在控制工程質(zhì)量方面起到了關(guān)鍵的作用，而且給工程的質(zhì)量評(píng)定以及最終的竣工驗(yàn)收都提供了重要且不可或缺的依據(jù)，同時(shí)其成果也是建筑工程使用期間的維修和管理的重要參考資料。

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