淺議建筑基樁檢測技術(shù)要點(diǎn)及事故處理

陳鵬

（福建省中正輝煌工程檢測有限公司　福建省　福州市　350000）

淺議建筑基樁檢測技術(shù)要點(diǎn)及事故處理

陳鵬

（福建省中正輝煌工程檢測有限公司福建省福州市350000）

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，樁基工程被廣泛運(yùn)用于建筑工程中，近年來，由地基引發(fā)的安全事故頻頻發(fā)生，嚴(yán)重危及人們的生命健康及財(cái)產(chǎn)安全。地基的質(zhì)量關(guān)乎整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)安全，對地基采取檢測技術(shù)是保證施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。筆者以實(shí)際工程為例，對地基基礎(chǔ)檢測工作中引發(fā)的安全事故進(jìn)行分析，總結(jié)安全事故發(fā)生的原因及處理方法，針對樁基檢測過程中易發(fā)生的危險(xiǎn)事故，提出針對性地預(yù)防措施。

建筑業(yè)；樁基工程；檢測技術(shù)；質(zhì)量

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各種基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善，建筑行業(yè)的規(guī)模隨之不斷擴(kuò)大，人們對建筑質(zhì)量的要求越來越高，天然地基已不能滿足當(dāng)前建筑發(fā)展需求。我國目前的地基處理方法包括：強(qiáng)夯法、水泥土攪拌法、換填法、振沖法及化學(xué)加固法等，這幾種地基處理方法雖然已經(jīng)發(fā)展成熟，但地基是建筑的核心環(huán)節(jié)，存在著多樣性、不定性及復(fù)雜性等特點(diǎn)，使得地基工程不能完全掌控[1]。因此，地基工程結(jié)束后，必須進(jìn)行地基檢測，確保地基質(zhì)量的同時(shí)，對整個(gè)建筑物的質(zhì)量起到基本的保障作用。

1　高應(yīng)變動力樁基檢測技術(shù)及案例分析

此種檢測技術(shù)為凱斯法和波動方程擬合法。其在現(xiàn)場采集而來的波形曲線是FU-t曲線的Fmax，Vmax前面曲線重合，F(xiàn)、V峰值之間存在一定的比例，兩種曲線最終歸零。要確定高應(yīng)變動力檢測得到的總靜阻力是否能作為基樁最終承載力的代表，主要查看的是眾多數(shù)據(jù)中的最大錘擊力及最大動位移[2]。

實(shí)際地基工程檢測中，高應(yīng)變動力檢測報(bào)告給出的FU-t曲線通常會出現(xiàn)Fmax與Vmax前面曲線無法重合，F(xiàn)、V峰值沒有形成比例，兩種曲線最終未歸零等現(xiàn)象。出現(xiàn)上述現(xiàn)象說明現(xiàn)場檢測到的波行曲線不能滿足檢測要求，屬于不合格檢測，使得采集而來的數(shù)據(jù)不正確，這時(shí)無論采用凱斯法還是波動方程擬合法，得出的結(jié)果均是錯(cuò)誤的。導(dǎo)致此種結(jié)果的主要原因是：檢測人員缺乏高應(yīng)變動力檢測知識；安裝傳感器的方法有誤；對先進(jìn)儀器設(shè)備過分依賴，使得所得數(shù)據(jù)誤差大等。檢測結(jié)果一般通過計(jì)算機(jī)完成，其對現(xiàn)場數(shù)據(jù)加以采集，系統(tǒng)直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算出最終結(jié)果。計(jì)算機(jī)采集方便快捷，節(jié)約人力物力，但其存在的弊端是：無法識別現(xiàn)場檢測的波形曲線是否合格、采集的數(shù)據(jù)是否正確，采集的錯(cuò)誤信號計(jì)算機(jī)照樣采用，根據(jù)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)算出計(jì)算結(jié)果[3]。由此可見，計(jì)算機(jī)檢測不夠靈活，誤差大，對高應(yīng)變檢測記錄到的波形曲線未經(jīng)分析直接得到的檢測報(bào)告，準(zhǔn)確度不高，如不經(jīng)分析檢驗(yàn)直接采用，其危險(xiǎn)系數(shù)極高。例如：福建煉油化有限公司在福建泉州市的泉惠石化工業(yè)區(qū)項(xiàng)目，該工程所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造為浙閩活化陸臺，基底由變質(zhì)巖系組成，蓋層分布著中生代火山巖系，境內(nèi)褶皺不發(fā)育，第三紀(jì)以來的新構(gòu)造活動強(qiáng)烈，本區(qū)地震基本防設(shè)烈度為Ⅶ度，地震動峰值為0.1g。地基下臥地質(zhì)情況以深厚殘積土層為主，混凝土強(qiáng)度為C80，采用曲線擬合法理論判定基樁承載力，利用高應(yīng)變動力檢測基樁質(zhì)量，檢測前保持試樁周邊的平整性，地坪保持一定的承載力，清除試樁周圍的障礙物，確保導(dǎo)向裝置的平穩(wěn)安裝；深基坑工程，選擇挖土運(yùn)輸通道未挖成時(shí)委托的方式，采用挖機(jī)進(jìn)行輔助運(yùn)輸，確保落錘的導(dǎo)向。樁頭頂面平整、密實(shí)，樁頭中軸線與樁身軸線重合，樁頭面積與樁身相等，灌注樁接樁頭，樁頭混凝土強(qiáng)度比樁身高1個(gè)等級，各主筋在同一高度，使用5mm鋼板圍成護(hù)筒，加以木板，采用50mm細(xì)沙，均勻覆蓋在樁頂面，高應(yīng)變測點(diǎn)截面尺寸與樁身相同。結(jié)果測出，樁身最大應(yīng)力小于樁屈服強(qiáng)度，由此可見，根據(jù)工程實(shí)際情況，采用合適的檢測方法，有利于工程的計(jì)算與預(yù)測，為樁基實(shí)質(zhì)質(zhì)量提供保障。

2　低應(yīng)變動力樁基檢測技術(shù)及案例分析

PIT法檢測的理論基礎(chǔ)是一維彈性波動理論，是利用應(yīng)力波在混凝土中的傳播與反射來判斷基樁缺陷的一種方法，即在樁頂部給樁施加豎向激振，此時(shí)，彈性波會沿著樁身不斷向下傳播，一旦樁身存在明顯波阻，會產(chǎn)生反射波。因此要求手錘要垂直樁頂面，錘擊點(diǎn)要平整，錘擊動作干脆，形成單擾動應(yīng)力波，這里值得注意的是單擾動，但實(shí)際施工現(xiàn)場卻存在各種大型（重型）設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生超強(qiáng)的地面震動以及機(jī)器工作時(shí)因轟鳴聲而產(chǎn)生的超強(qiáng)聲場，主要有以下主要影響因素：

（1）檢測現(xiàn)場正進(jìn)行柴油（靜壓）打樁機(jī)打樁時(shí)；

（2）檢測現(xiàn)場正進(jìn)行基樁高應(yīng)變法、鉆芯法檢測時(shí)；

（3）檢測現(xiàn)場正進(jìn)行灌注樁機(jī)械沖孔施工時(shí)；

（4）檢測現(xiàn)場正進(jìn)行電鋸砍（切）樁工作時(shí)；

（5）檢測現(xiàn)場錨桿機(jī)（土釘機(jī)）正進(jìn)行護(hù)坡鉆孔工作時(shí)；

（6）檢測現(xiàn)場吊車、塔吊、大（重）型卡車在卸掉的重物與地面接觸時(shí)。

顯然，地面震動可能會引起土體帶動樁身振動，干擾檢測信號；設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)噪音會與檢測波發(fā)生干涉，影響反射波信號質(zhì)量。而施工現(xiàn)場的震動現(xiàn)象無法避免，因此反射播發(fā)受干擾因素太多，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，有待進(jìn)一步完善。例如福建福州市某住宅樓工程面積7891m2，建筑面積4089m2，設(shè)計(jì)人工挖孔灌注樁50根，樁徑600mm，單樁最大承載力800kN，混凝土強(qiáng)度為C20，此地層以沉積粉質(zhì)粘土為主，按照施工要求，采用低應(yīng)變動力樁基檢測技術(shù)，對工程基樁進(jìn)行檢測，用錘敲擊樁頂，給樁頂施加力量，由此產(chǎn)生應(yīng)力波沿樁身縱波向下傳播，應(yīng)力波產(chǎn)生的阻抗形成反射波，接收的數(shù)據(jù)經(jīng)過放大及濾波后，能識別樁身不同部位反射信息，由波形判斷樁身完整性、缺陷部位。采用美國PDI公司研制的樁身完整性檢測儀PIT，在樁頂安裝加速度傳感器，保證傳感器與樁頂垂直，將傳感器與基樁動測儀連接，人工產(chǎn)生激振波，對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與儲存。通過反射波法對波普進(jìn)行分析，檢測出各樁成樁質(zhì)量良好，無斷樁或離析現(xiàn)象，樁徑無變化。

3　靜載樁基檢測技術(shù)及案例分析

靜載樁基檢測技術(shù)目前發(fā)展較為成熟，是確定樁基承載力及對應(yīng)沉降方面最為準(zhǔn)確的一種檢測方法。但靜載樁基檢測技術(shù)也有一定的操作要求，須按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)流程和步驟正確應(yīng)用，以此確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（1）采用錨樁反應(yīng)梁方式及錨樁反應(yīng)梁堆載聯(lián)合方式時(shí)，要注意試樁、錨樁及基準(zhǔn)樁之間的間距，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。此種操作方法已有明文規(guī)定，以確保靜載檢測盡可能滿足基樁實(shí)際工作條件，使得檢測結(jié)果盡量接近準(zhǔn)確值。實(shí)際地基工程檢測中，多數(shù)采用常規(guī)工程樁作為試樁及錨樁，此種檢測方法的弊端是間距不能滿足規(guī)范要求，往往忽視試樁、錨樁及基準(zhǔn)樁之間的間距，使得檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，對建筑物安全產(chǎn)生一定的威脅。采用上述檢測方法的原因是：不理解荷載傳遞機(jī)理和規(guī)范操作原理；檢測機(jī)構(gòu)為了迎合業(yè)主要求，擴(kuò)大業(yè)務(wù)量；降低檢測成本，放低檢測技術(shù)要求等。

（2）記錄試樁位移的百分表及位移傳感器的安裝，一般采用型鋼制作基準(zhǔn)梁，兩端一般為粗鋼筋，連接處一端是固定連接的方式，一端是自由連接的方式。此項(xiàng)規(guī)定的目的是：環(huán)境溫度變化的時(shí)候，基準(zhǔn)梁出現(xiàn)收縮變形現(xiàn)象時(shí)，使得百分表及位移傳感器的誤差減少。實(shí)際地基工程檢測中，多數(shù)忽視上述內(nèi)容，基準(zhǔn)梁兩端連線不是全部固定就是放置在塊狀物體上，一旦環(huán)境發(fā)生變化，基準(zhǔn)梁容易變形，百分表或位移傳感器的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，使得基樁承載力的判定結(jié)果受到影響。主要原因是：檢測機(jī)構(gòu)圖安裝時(shí)操作步驟簡化；不了解基準(zhǔn)梁設(shè)置的要求等。

（3）荷載架為靜載樁基檢測提供反力，其剛度能否滿足設(shè)計(jì)要求是基樁檢測是否合格、檢測數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確的重點(diǎn)。如果其剛度不夠，試驗(yàn)到高噸位時(shí)容易出現(xiàn)安全事故，因此，根據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)定，荷載架的承載力不可低于基樁承載力的1.5倍。

例如：某工程檢測為豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)，以試驗(yàn)樁為中心，平面尺寸為2m×5m，深度500mm，鋪設(shè)的砂石厚度為150mm。嚴(yán)重平臺上每個(gè)支座由兩層水泥塊組成，支座離試坑最近距離30cm，下層3個(gè)水泥塊，上層2個(gè)，兩支座對稱，壓重平臺為工字鋼排架，與挑梁焊接一體，上負(fù)配重1500kN，由5層水泥塊同向放置而成。第一根試驗(yàn)樁2012年7月20號開始試驗(yàn)，7月29日第五根樁達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，持續(xù)浸水24h，7月30日繼續(xù)試驗(yàn)，加載至第十級，第十級5min讀數(shù)記錄時(shí)，出現(xiàn)崩落現(xiàn)象。出現(xiàn)倒塌的主要原因?yàn)椋涸囼?yàn)樁樁頭沒有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁頭部位無緊箍筋，樁頭外露部位產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，配重壓力通過千斤頂傳至樁上后，試驗(yàn)發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致千金頂傾倒，配重壓力落在支座上，連續(xù)下雨后地面承載力低，無法承受配重的動荷載，導(dǎo)致試驗(yàn)配重平臺倒塌。靜載試驗(yàn)可通過以下途徑消除安全隱患：①總配重1500kN，兩支座分別承擔(dān)750kN，天然地基受力面積為3個(gè)水泥塊面積，2.8m×0.6m×0.5m×3=2.52m2，天然地基承受力為297kPa；根據(jù)勘探報(bào)告得知，天然地基承載力特征值為160kPa，滿足試驗(yàn)荷載要求，地基不會發(fā)生承載力不夠失穩(wěn)現(xiàn)象；②試樁樁頭需做專門處理，保證試驗(yàn)過程中樁頭不會因?yàn)槠屏寻l(fā)生安全事故。樁頂設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，素混凝土樁可在樁頭一定范圍使用鋼套筒箍緊；③配重碼放平衡，保證重心與主梁在同一垂直高度，且與千斤頂垂直重合。

4　結(jié)束語

綜上所述，建筑施工中，基樁是建筑的根本，基樁檢測技術(shù)關(guān)乎整個(gè)工程的質(zhì)量，不容忽視。現(xiàn)場工作人員只有對驗(yàn)收環(huán)節(jié)加以重視，將存在的安全隱患考慮全面，按照嚴(yán)格的操作規(guī)范，才能排除一切不利因素，保證建筑的施工質(zhì)量，保證人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全。

[1]徐衛(wèi)明.基樁檢測技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011，22（20）：11～12.

[2]馬鳳生.基樁檢測技術(shù)常見問題分析[J].山西建筑，2011，37（22）：58～59.

[3]朱小娟.論基樁低應(yīng)變法檢測技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，13（28）：38.

[4]梁中天.高校學(xué)生公寓基樁檢測技術(shù)應(yīng)用研究[J].海峽科學(xué)，2014，12（7）：78～80.

[5]劉冀.建筑工程基樁檢測技術(shù)[J].科技傳播，2012，10（2）：93，83.

TU473.1+6

A

1673-0038（2015）04-0080-02

2015-1-6

陳鵬（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事地基基礎(chǔ)工程檢測工作。