探析既有建筑物地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

江文生　孟美英

摘要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度和規(guī)模得到不斷的增速和擴(kuò)大。因此建筑物的質(zhì)量逐漸開(kāi)始引起了更多人的關(guān)注。本文主要通過(guò)對(duì)建筑地基基礎(chǔ)的各項(xiàng)測(cè)試與評(píng)定技術(shù)研究，得到有益的結(jié)果，這些技術(shù)具有一定的使用性，廣泛引用在工程建設(shè)中，它們的出現(xiàn)使工程建設(shè)技術(shù)得到提高。

關(guān)鍵詞：既有建筑;地基基礎(chǔ);檢測(cè);評(píng)定

引言

既有建筑在長(zhǎng)期荷載作用下，一方面隨著時(shí)間的發(fā)展，地基變形逐漸穩(wěn)定、地基承載力會(huì)有所增長(zhǎng);另一方面，由于建筑物周邊環(huán)境變化（例如附近有新建高層建筑或者地鐵等地下工程），或者建筑物使用功能變化（如增層改造），或發(fā)生意外事件（如地下管道漏水）等原因，都會(huì)引起既有建筑地基荷載的增長(zhǎng)或者地基承載力的減弱。因此，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)既有建筑的地基安全性，確保建筑的安全有著重要意義。既有建筑在原有的荷載上增加荷載是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)工作，它與地基土的種類和狀態(tài)、基礎(chǔ)的類型和尺寸、基礎(chǔ)材料的耐久性、上部結(jié)構(gòu)體系、作用荷載的性質(zhì)與大小、房屋使用年限、既有建筑的使用情況以及對(duì)不均勻沉降的敏感程度等許多因素有關(guān)。既有建筑在增層改造時(shí)，使其增加的荷載應(yīng)盡量小、適用性和安全性、經(jīng)濟(jì)和美觀等應(yīng)滿足多種條件，堅(jiān)持用材少、投資省、工期短、見(jiàn)效快和施工簡(jiǎn)便的原則。要達(dá)到這一目的，除對(duì)既建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定外，對(duì)地基基礎(chǔ)的評(píng)定是一個(gè)關(guān)鍵，而檢測(cè)技術(shù)則是更重要的。

1荷載試驗(yàn)技術(shù)

建筑物增載以及增層的改造整體上呈現(xiàn)出非常繁雜的狀態(tài)，其中非常重要的就是科學(xué)的評(píng)價(jià)是其自身承載力。一般情況下，在評(píng)價(jià)既有建筑地基承載力的手段中涵蓋了不同方面的內(nèi)容，不過(guò)大多數(shù)都是參照荷載技術(shù)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行考慮的。因此荷載實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)既有建筑物地基承載力而言，地位非常顯著。荷載試驗(yàn)使用的建筑物非常具有代表性，通常在建筑物基礎(chǔ)的周圍挖豎向的坑，在基礎(chǔ)下面確定試驗(yàn)的具體區(qū)域，然后使用荷載試驗(yàn)技術(shù)來(lái)檢測(cè)地基的承載力。運(yùn)用荷載試驗(yàn)技術(shù)來(lái)預(yù)判地基的承載力，總體而言具有非常良好的運(yùn)用性和實(shí)踐性。另外將施工之前的荷載試驗(yàn)同既有建筑基礎(chǔ)外的荷載試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比的話，研究在荷載長(zhǎng)期作用下地基承載力的變化規(guī)則。本文以某煉鋼廠以增加吊車的荷載來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，讓之前的2005kN遞增到2505kN的增載試驗(yàn)。使用8年后的驗(yàn)證結(jié)果是：承載力分別是340kPa、305kPa、380kPa平均值為340kPa;工程改造前的地基承載力平均值305kPa;以上數(shù)據(jù)來(lái)看，地基承載力提高13%，所以在荷載的長(zhǎng)時(shí)間的作用之下，地基上部逐漸受到壓迫，呈現(xiàn)出密實(shí)的狀態(tài)，其也有效的提升了承載力。之前的地基強(qiáng)度性較大，在經(jīng)過(guò)一定技術(shù)處理后，其提升的幅度也有受限，由于需要符合之前的設(shè)計(jì)的需求，又因?yàn)楣こ淘谑褂玫臅r(shí)候出現(xiàn)局部滲水情況，地基的并沒(méi)有提高。部分的承載力也出現(xiàn)了減少降低，并沒(méi)有符合增載的要求。

2原位取樣技術(shù)

既有建筑地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)主要有含水率、密度、孔隙比、壓縮模量、粘聚力、內(nèi)摩擦角等。土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測(cè)試的準(zhǔn)確程度直接關(guān)系到地基基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的安全度，因此準(zhǔn)確測(cè)試既有建筑地基土的各項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)至關(guān)重要。確定既有建筑地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)最直接的辦法就是在基礎(chǔ)下方直接取原狀試樣，進(jìn)行土工試驗(yàn)。為了對(duì)比選取典型試驗(yàn)場(chǎng)地，在基礎(chǔ)中心及邊界和基礎(chǔ)外分層取土樣，測(cè)試土樣的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，分析基礎(chǔ)下和基礎(chǔ)外地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的變化特點(diǎn)。既有建筑基礎(chǔ)下和基礎(chǔ)外地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)相比，基礎(chǔ)下地基土的密度和壓縮模量均有提高;根據(jù)地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、φ標(biāo)準(zhǔn)值，利用規(guī)范公式確定基礎(chǔ)下和基礎(chǔ)外地基承載力特征值;隨著地基土層深度的增加，基礎(chǔ)中心、基礎(chǔ)邊界以及基礎(chǔ)外地基土的各指標(biāo)逐漸趨于一致。通過(guò)原位取樣技術(shù)可對(duì)既有建筑地基土各項(xiàng)指標(biāo)的變化規(guī)律進(jìn)行研究。

3沉降觀測(cè)技術(shù)

一般情況下，沉降觀測(cè)技術(shù)大部分都是對(duì)既有建筑的高度進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)，確定不同時(shí)期的建筑物形狀的變化特征。因此為了最大程度上確保建筑物在出現(xiàn)增載情況下，還能夠確保正常運(yùn)用，檢測(cè)沉降的具體數(shù)據(jù)對(duì)建筑物的高程變化顯得尤為迫切和關(guān)鍵。例如增層后的住宅為例，平均沉降速率隨時(shí)間。建筑物變形分為多種不同的形式，不同的建筑結(jié)構(gòu)，地基變形特點(diǎn)也不同，所以對(duì)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用不同的變化特征來(lái)評(píng)價(jià)。本實(shí)驗(yàn)的工程地基強(qiáng)度對(duì)變化的影響南縱墻沉降小于北縱墻的沉降，北縱墻承載力小于南縱墻是因?yàn)槟峡v墻的地基被水浸泡軟化。通過(guò)沉降觀測(cè)技術(shù)對(duì)增層過(guò)程中地基的沉降變化規(guī)律進(jìn)行研究，在僅有建筑使用中觀測(cè)他的沉降進(jìn)行觀測(cè)，是檢驗(yàn)地基安全性的重要方法。

4既有建筑物增層改造的地基基礎(chǔ)承載力檢測(cè)

既有建筑物增層改造，在柱子承載力滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，如何檢測(cè)地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)的承載力是實(shí)際檢測(cè)中的又一課題。要對(duì)地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)加載檢驗(yàn)荷載，可將各樓（屋）面和頂層柱作為加載裝置，將樓（屋）面活荷載設(shè)計(jì)值加到相應(yīng)的樓（屋）面上，且頂層柱作為集中荷載加載點(diǎn)，將增層檢驗(yàn)荷載和其余各樓（屋）面未加足的荷載（檢驗(yàn)荷載與設(shè)計(jì)荷載值之差）一起加到頂層柱頂上，這樣可實(shí)現(xiàn)地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)的承載力檢測(cè)要求。有時(shí)難以實(shí)現(xiàn)這一檢測(cè)要求，而僅將增層荷載值直接加到頂層柱上，這是在使用荷載作用下對(duì)地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)承載形態(tài)的一種檢測(cè)。

結(jié)語(yǔ)

既有建筑和地基的安全性進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)定，這是當(dāng)前工程界急需解決的技術(shù)難問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)對(duì)既有建筑地基基礎(chǔ)的檢測(cè)主要采用對(duì)新建場(chǎng)地的勘察和測(cè)試技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)定，如載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探、原位取樣等測(cè)試技術(shù)。這些技術(shù)通過(guò)改進(jìn)和改變測(cè)試條件才能適用，改變和改進(jìn)的技術(shù)則是既有建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)和評(píng)定的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)不同的上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)形式、使用年限選擇典型的既有建筑，采用載荷試驗(yàn)技術(shù)、原位取樣技術(shù)、剪切波速測(cè)試技術(shù)、探地雷達(dá)測(cè)試技術(shù)、低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)、沉降觀測(cè)技術(shù)等對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和研究，得知這些測(cè)試技術(shù)有很好的適用性和可靠性。在國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者通過(guò)原位測(cè)技術(shù)測(cè)得數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)和分析，得到了既有建筑地基承載力計(jì)算公式。為既有建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)和評(píng)定提出了地方公式和研究成果，有很好的指導(dǎo)作用。但都缺少實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的測(cè)試方法及評(píng)定技術(shù)。本文對(duì)既有建筑地基基礎(chǔ)系統(tǒng)的檢測(cè)與評(píng)定是一次有效嘗試。測(cè)試過(guò)程中，對(duì)既有建筑物地基基礎(chǔ)安全性的檢測(cè)與評(píng)定進(jìn)行了研究。但對(duì)樁基承載力及其完整性研究相對(duì)較少;低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)，在洞內(nèi)采用爆炸的激振方式進(jìn)行試驗(yàn)，但未采集到預(yù)期的動(dòng)測(cè)曲線，此種激振方式有待進(jìn)一步開(kāi)展這方面的研究。

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