樁基檢測技術在高層建筑工程中的應用

崔峰宇

（山西省忻州市工程質量服務站，山西忻州 034000）

0 引言

目前在高層建筑工程施工過程中，樁基檢測技術的施工還存在很多不足之處，不能保證樁基的施工質量符合標準。這就需要在實際工作中針對樁基結構進行全面地檢測，在先進檢測技術的支持下，有效提高樁基檢測工作質量和水平，達到預期的工作目標。

1 樁基檢測定義和內容

樁基檢測是以檢測樁基的完整性和承載力為目的，以建筑樁基為檢測對象的一種較為常用技術手段。檢測內容包括對各類的樁、墩和樁墻等進行豎向承載力和橫向承載力的檢測，檢測的對象分別是單樁和群樁；檢測建筑墩底持力層的承載力是否正常，對建筑墩底的變形程度進行檢測，以確保安全；對樁體、墩體和墻體的完整性進行檢測，確定每一個樁、墩和墻的架構基本完整；對樁體及樁間土之間的力進行檢測，確保樁體與土之間的作用力能夠適應整體建筑；對施工環境，包括建筑工程場地的噪聲、震動以及土地變形情況的檢測；對建筑施工現場出現特殊情況和特殊問題以及事故處理的檢測。在對建筑工程檢測的過程中，各種樁基檢測技術應配合使用，根據每種檢測技術的優勢和特點對樁基的質量進行全面檢測，以保障建筑樁基的安全性和穩定性。

2 常見的樁基檢測方法

2.1 高應變法

激振能量比低應變大得多，是通過重錘施加幾十至幾百千牛的應力沖擊樁頂，促使樁與土形成相對位移，激發樁端的支承力與樁周土的阻力，由兩對傳感器（樁頂或其附近的樁側對稱安裝）量測力和樁—土系統響應信號，通過分析它們的時程曲線，根據波動基礎理論、采用一定的樁周力學模型，進行凱斯法和實測曲線擬合法計算分析，間接獲取基樁完整性及極限承載力情況。高應變法對施工場地條件的要求比靜載試驗簡單、測試費用較低，被廣泛應用在大型樁基項目工程中。但是高應變法比低應變方法的要求高，樁頭要加固，需配合吊裝設備。同時也存在多解性，阻尼值及樁土參數的值是否合理，決定了計算承載力的結果；對預制樁接樁焊縫質量缺陷問題判斷模糊（要依靠靜載試驗來判斷）；容易忽略樁身淺部缺陷和小尺寸缺陷等異常情況。

2.2 低應變動測法

低應變動測法的使用方法是檢測人員使用小錘等工具對樁基進行敲擊，通過與樁體連接發送的應力波信號判斷樁體是否存在缺陷和其他問題。在檢測過程中，通過應力波傳回的頻率以及信號的類型，確定樁體的完整性情況。該方法使用方便且檢測速度較快，是樁基檢測技術中較為重要的檢測手段。需要注意的是測試過程中接收信號的程度：測試過程中應注重測試點的選擇，根據不同的樁體進行不同檢測結果的記錄，測試3～4 點即可；使用小錘打擊的點很重要，要在距離傳感器20cm 左右的地方進行敲擊，以得到較為準確的數據；傳感器要根據樁基的安裝情況進行選擇，確保安裝的傳感器能準確地發送回信號；檢測樁基時，對于一根樁子可檢測多次，根據每次傳回的信號觀察波形并進行研究，確認最終的檢測結果。

2.3 聲波透射法

采用聲波透射法對樁基完整性進行檢測的原理為：采用發射源在樁基中發出彈性脈沖波，同時用接收裝置對這一脈沖波在樁基混凝土中傳播的波動特征進行記錄；如果樁基混凝土不連續或存在破損的界面，則在缺陷面上將產生一個波阻抗界面，在聲波到達這個界面后，將發生反射與透射，導致實際接收到的能量顯著減小；如果樁基混凝土中有嚴重缺陷，如孔洞、松散和蜂窩，則聲波會發生散射與繞射；以聲波在傳播時能量發生的衰減與初至時間為依據，結合頻率產生的變化與波形發生的畸變，確定測區中樁基混凝土密實度等技術參數。樁基施工開始前，以樁徑大小為依據埋設聲測管，將其作為換能器主要通道。在實際測試過程中，將兩根聲測管作為一組，在水的耦合作用下，信號從其中一根聲測管當中發出，在另外一根接收，并采用超聲儀對相關技術參數進行測量和采集記錄。測試過程中換能器從樁基的底部開始不斷向上進行提升檢測，直到遍布整個樁基的測試面。

2.4 靜載試驗

穩態試驗被認為是確定地基和地基承載力的最直觀可靠傳統方法，是在樁頂應用垂直壓力、垂直壓力或水平推力。觀察降雨、上移或水平隨時間變化的變化，以確定單根支柱如何沿擠壓力、單根樁的垂直抗力、單根樁的水平承載力進行校核。對應于Q-s 曲線曲率變化點的載荷值，靜態結果簡單可靠。但是，該試驗耗時、費用高昂，對樁體造成一定程度的損害、代表性、規模和大量地基的分布，由于難以確定載荷裝置的極限，無法評估誤差對樁體承載力和耐久性的影響。如果曲線特征不明確，則絕對承載能力受人為因素的影響更大。

2.5 鉆芯法

鉆芯法借助巖芯鉆探技術在待檢測樁基沿其長度方向進行芯樣鉆取，并在樁端上鉆取相應的巖土芯樣，之后對這些芯樣進行觀察與測試，評價樁基的成樁質量。鉆芯法可對樁基的完整性進行直觀觀察，并通過對芯樣的抗壓試驗還可以確定樁基混凝土實際強度能否達到設計要求，此外也能對樁基底部的沉渣厚度與樁端持力層實際情況進行檢測，可用于對其他檢測方法所得結果的驗證。但是，檢測速度相對較慢且費用高昂，部分缺陷還無法發現，當采用該方法對樁基完整性進行檢測判斷時，存在以點帶面和以偏概全的情況，另外，該方法屬于有損檢測，如果檢測存在疑問，需再開一個孔實施檢測，會對樁身結構造成破壞，對檢測的場地還有一定條件要求。

3 高層建筑工程樁基檢測技術的應用

3.1 樁基成孔質量檢測

高層建筑作為城市現代化建筑中的主流形式，在進行樁基施工的時候，普遍使用的都是灌注樁施工方式，樁基的成孔質量對于施工效率和質量的影響較大，需要進行特殊關注，并且引起施工單位和監理單位的高度重視。通過樁基檢測技術去檢測樁基成孔質量，主要涉及以下幾個方面：①檢測樁基孔徑。需要具體的檢測工作人員使用專業的孔徑檢測器械，在施工的過程中對樁基成孔質量進行全面檢測，常用的檢測方法有簡易檢測法、聲波檢測法以及傘形孔徑檢測法三種。其中，簡易檢測法的操作最為便利、簡單，但是需要過多依靠以往的檢測經驗，人為影響因素比較大。而聲波檢測法以及傘形孔徑檢測法則相對準確一些，并且技術含量較大，可以準確反映出樁基成孔的實際質量情況；②檢測樁基成孔的具體位置和垂直度。為了提高高層建筑工程整體的施工質量，在進行樁基工程施工時，需要由專業的樁基檢測人員對樁基成孔的具體位置進行檢測，以此減少施工中發生的問題，例如樁基成孔位置與設計位置偏離等，《建筑地基基礎工程施工質量驗收標準》規定套管成孔灌注樁垂直度允許偏差最大值為1/100，樁徑500mm 及以上時樁位允許偏差最大值為100+0.01H（H 為樁基施工面至設計樁頂的距離）。如果不能準確檢測出樁基成孔位置的偏移問題，不僅會影響到整體的工程質量，而且不會導致工程返工問題，使工程工期延長，并且浪費資源、增加工程成本。

3.2 合理檢測樁基的承載力

建筑工程施工企業在實際工作中，應該全面進行樁基承載力的檢測，采用靜荷載試驗方式與靜動法進行處理，也可以使用高應變變動檢測方式進行處理。首先，在使用靜荷載試驗措施的過程中，應該將承載力的標準作為試驗結果參考值，檢測工作與試驗工作具有直觀可靠的優勢，可有效增強監測效果。但是，在工作中需要引進很多機械設備，檢測的周期很長，需要花費的成本也很高，難以有效進行處理。所以，在實際工作中，建議采用動力測試的先進技術，降低工作成本并提升監測工作準確性，加快工作速度，有效完成相關的檢測任務。

3.3 對建筑樁基的完整性檢測

進行完整性檢查，確保樁帽具有良好的整體結構，從而保證高層建筑的穩定性。由于檢測樁帽時每種檢測方法都有一定的限制，因此單方面檢測不能完全評估樁帽的完整性功能。有幾種檢驗方法需要額外檢驗，以確保樁完整性檢驗結果的正確性。常用的樁完整性檢測方法主要有低壓和消聲器法以及鉆芯法。低壓法是檢測樁完整性的常用試驗技術，主要由樁帽頂部振動引發，利用振動引起的應力波，根據應力波傳遞反射來確定樁室內的阻力變化，并實現樁完整性的有效控制。盡管分析會帶來耗時的缺點，但它具有足夠的直觀性，可以了解整個上部建筑翼的質量。

4 結束語

上述樁檢測技術在高層建筑工程中起著重要作用，是高層建筑工程質量的前提條件。因此，需要從技術發展出發，建立科學技術選擇發現設備、人員和技術的合理規劃流程，確保儀器運行平穩，提高發現的效率和質量，為建設項目奠定良好基礎，推動建設行業發展，推進現代城市建設的進步。