探討巖土工程中樁基檢測技術的應用

張曉宇

（合肥工大工程試驗檢測有限責任公司，安徽 合肥 230000）

1 樁基檢測的具體內容分析

1.1 檢測成孔質量

在樁基工程中，樁基成孔施工效果的質量將直接影響樁的穩定與質量，樁基成孔必須符合國家安全生產要求標準，否則會大大降低樁基的承載力和支撐力。一旦樁基成孔效果不好，將會造成樁基上部承載力過大，下部承載力過小，從而易造成樁基坍塌等問題出現。在樁基檢測過程中，必須對樁基的成孔直徑、成孔深度、成孔位置以及成孔垂直度進行詳細檢測，以確保樁的整體質量[1]。

1.2 檢測樁基承載力

在巖土工程中常見的檢測樁基承載力的方法主要分為高應變動測法和靜載荷檢測法。高應變動測法主要是通過工業重錘大力樁基樁頂，重錘產生的沖擊力會使樁身發生塑性形變，通過檢測形變的速度和幅度，并繪制形變曲線來判斷樁基承載力的相關數據。靜荷載檢測法主要是通過檢測樁基的靜荷載來測試其承載力強度，此種檢測方法在樁基檢測工作中較為常見，其檢測數據的真實性和客觀性較高[2]。

1.3 檢測樁基完整性

在巖土工程中，常見的樁基完整性檢測方法分為聲波透射法和低應變動測法。聲波透射法主要是向混凝土中發射超聲波，根據超聲波在混凝土中波長及波形的具體變化情況來進行分析和判斷，其主要聲學參數包括超聲波的頻率、振幅和速度等，通過此類數據的數值變化來判斷樁基在混凝土中是否存在蜂窩、斷層和夾砂等現象。低應變動測法主要是向樁頂施加一個能引起樁身振動的激振力量，通過專業測量儀器對樁身振幅和變形程度進行記錄，并將測得數據帶入波動理論中，以判斷樁基是否完整[3]。

2 樁基檢測方法

在選擇樁基檢測方法時，要根據具體的應用場景和實際需要選擇合適的樁基檢測方法。例如：某工程樁基在設定時分為甲、乙兩級樁，在針對其檢測時可以選擇低應變動測法和聲波透射法兩種檢測方法混合進行檢測。在檢測時需要保證灌注樁的混凝土強度達到15MPa。在采用鉆芯法進行檢測時，必須保證混凝土的強度是時間符合生產安全要求標準，且樁端數量不能低于10%。

2.1 鉆芯檢測法

由于鉆芯檢測法具有科學、直觀、實用等特點，在混凝土灌注樁檢測中得到了廣泛的應用。該系統可測試樁長、樁身混凝土抗壓強度等。在檢測時，直徑小于1.2m 的樁可在1～2 個鉆孔。一般采用混凝土心樣抗壓檢測，即兩套樁長不得超過10m，四套樁長10～30m，每組樁數相同。根據設計要求，分析了樁側支撐的巖土特性。在特殊鉆孔作業時，需要采用高速水力鉆壓，需要泵，節流管，卡簧等工具。在鉆井作業中，施工單位通常選用XY-2b 鉆機，該鉆機振動小，工人能很好的控制，采用徑向井眼，即不超過0.1mm。通過對鉆頭粒度及胎體硬度的對比，得出鉆頭外徑110mm，內徑87mm。根據樁身沉渣厚度、持力層巖土特性是否符合設計指標，滿足設計要求，則通過檢測。

2.2 低應變動測法

低應變動測法是我國工程建設中常用的樁基測試技術。該方法的基本思想是利用低能激振法對樁頂進行穩態和暫態分析，測量樁身速度時程曲線，并利用頻域波動法有效地判斷樁身的穩定性。通過測試樁頂部的流場、流場和流場，分析樁的波動性和頻域特性，評價樁的整體穩定性。樁-土相互作用是影響樁-土體系綜合性能的重要因素。通過分析，可以根據樁身的動態特性判斷樁身各種缺陷和部位，從而檢驗樁身質量。該方法操作簡單，檢測范圍廣，經濟實用。但是，由于難以辨識出樁身的波形特征，導致難以量化判別。同時，由于不同類型的樁類失效往往難以識別，因此需要大量的實踐經驗以及其他檢驗方法進行檢驗。

2.3 聲波傳輸法

聲波傳輸技術是利用聲波傳輸原理對樁體內介質狀態進行檢測的一種方法。具體來說，在樁基礎澆筑前，應先在鋼筋籠內安裝聲測管，確保澆筑時達到檢驗要求。在檢測期間，超聲波檢測器（發射與接收傳感器）從樁底至上縱軸線同步向上提起。在提升過程中，應檢測傳感器深度和高度，保證測量波形穩定，提升速率不得超過0.5m/s。在施工過程中，不同的混凝土在檢測過程中會產生不同的聲學信號和時程，從而能夠讀出第一波的聲速和振幅。利用超聲波技術分析了不同斷面的聲學特性，分析了不同斷面的聲學特性。它具有全面的檢測、操作方便等特點。但其缺點是在探測過程中存在反射、投射等問題，使得探測結果存在較大不確定性，因此需要分析各種探測方法和數據，以便做出準確判斷。

2.4 靜載荷檢測法

靜載荷檢測法是根據樁身實際應力狀況，按樁頭分層進行荷載分級，然后根據樁頂變形和判別標準確定樁的承載能力。該方法是單樁承載力測試中最安全的一種方法，當其他方法的結果不一致時，可以采用此方法進行仲裁。它具有測量精度高、可靠性高等優點，但其缺點是時間長，成本高，檢測次數少，代表性低，施工難度大。在施工過程中，通常采用靜載荷測試法對樁承載力和樁承載力進行測試。目前常用的靜載荷檢測法方法主要有單樁豎向檢測、單樁水平檢測、單樁縱向抗拔檢測、單樁縱向抗拔檢測、單樁縱向抗拔檢測、單樁縱向抗拔檢測。靜載荷檢測法最大的特點就是其應力狀態與實際樁的實際情況相一致。靜載荷檢測法僅限于對工程樁承載能力的檢測，無法進行破壞檢測。該方法精度高，相對誤差小于8%。樁基的應力、應變、反力檢測、反力檢測、反力檢測、樁側土抗滑移、樁側土阻、樁橫斷面變形等檢測。

3 樁基檢測技術在建筑工程中的具體應用

3.1 工程概況

本文以某高層住宅建筑樁基檢測為例，根據施工圖紙及施工合同要求，認真調查現場地質條件，根據施工圖紙及合同要求，根據施工圖紙及施工合同要求，確定樁基質量。該工程共103 個樁基，全部為嵌巖樁，樁端持力層為中風化閃長巖或風化灰巖，樁均為810mm。嵌巖樁中，樁端應埋入中風化閃長巖或風化灰巖2 倍以上的樁徑，并嚴格遵守設計規范，保證樁底渣厚不得超過52mm。巖土工程樁基檢測應明確測試目的、認識測試方法的適用范圍、掌握成樁技術等，綜合選擇各種測試方法。通過補充和確認兩種以上的檢測方法，可以使測試結果更加準確。本項目采用四種不同樁基檢測方法評價樁基施工質量。

3.2 成孔質量檢測

本項目采用JNC-2 型泥沙分析儀、JJC-2A 型孔徑測量儀、鉆機機械車、深度檢測儀等設備。檢測內容包括孔洞深度、孔徑、沉渣厚度、坡度等。經過仔細測試，得出以下4 點：①鉆孔深度測量。結果表明：試件鉆孔深度為 11.87 ～12.78mm，實測鉆孔深度為 11.47 ～12.98mm，且全部探測深度大于預先確定的深度。②測量光圈。該工程最小孔徑從478.13～498.35mm 不等，最大直徑在548～633mm 之間，最小直徑為510mm。③測量垂直度。實測結果表明，各樁基的豎直度在0.57%～0.89%之間，各樁基的受力系數均小于1%。④對沉淀物厚度進行測量。該工程鉆孔底部的沉積物厚度為87～110mm，所有樁身直徑小于155mm。經測試，各項指標均達到工程技術規范要求。

3.3 樁基檢測的準備工作

僅對開挖后的單樁進行豎向抗壓靜載荷檢測。檢測期間應加強橋墩基礎，確保周邊場地及樁端平整。若采用聲波穿透法探測樁基時，應先清洗樁基，確保樁底暢通。如果管道中間有堵塞，應立即清理，并注入清水。采用低應變法時，應先打磨樁面，再將樁尖削至設計樁標高，以保證樁頭無積水、無污漬。如果采用鉆孔取心法探測樁基，則必須在開挖前保證通水通電，并在場地開放處設置取心器。

3.4 靜載荷檢測法檢測

根據《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ 106—2014）的具體規定，本項目進行了5 根試樁的靜載荷檢測。主要設備為RS-JYB 系列靜態載荷測試方法，包括控制箱，位移傳感器，繼電器，千斤頂，主機等。具體檢測步驟為：采用錨樁反作用力、平衡荷載，將千斤頂置于檢測樁頂端，再放置主梁、次梁，使次梁與錨樁連接。其中，樁基的加載方式主要是快速保持荷載，然后逐級加載，每次加載間隔2.5h，15～20min 內讀出相應數據。在檢測過程中，如果載荷發生故障，應立即停止載荷。檢測結果表明：5 根試樁最大承載能力為3500kN，最大級差為0，單樁承載能力達到設計指標，并與檢測結果相吻合。

3.5 高應變動力檢測

根據《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ 106—2014）的具體規定，本項目進行了15 根基礎樁的高應變動態檢測。主要測試設備為FEI-C3 型動態測試分析系統，包括12 位A/D 轉換器、力傳感器、486/40 微型計算機、加速傳感器等。檢測方法為：在基樁側設置兩個加速度傳感器和兩個應變傳感器。采用FEI-C3 型動態測量分析系統，通過敲擊樁頭，將沖擊過程中的加速度、力信號進行放大、轉換，再由微機傳輸至微機，經計算機處理后存儲于磁盤中。然后將記錄在磁盤上的數據播放出來，再用相應軟件擬合數據，最終得到單樁最大垂直承載能力。檢測結果表明，15 根樁基最大垂直承載力為2435～2657kN，平均水平為2312kN，滿足設計要求。

3.6 低應變動力檢測

根據《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ 106—2014）有關要求，一般采用低應變檢測法對樁身缺陷部位及程度進行判定，并根據檢測結果對其進行分類。本項目選擇45 根樁作為低應變動態檢測，測試設備主要為FDP204PDA 型動測分析系統，結合力桿和加速度傳感器。測試程序為：在樁頭放置加速度傳感器，通過敲擊產生加速度信號，由FDP204PDA 動態測量分析系統檢測并轉化為加速度信號。測量波形由計算機處理，然后在每個樁基上設置采集點，每點主要采集5～6 個信號。然后在時間域處理數據，分析各個位置的反射信號，得到各樁的整體狀態。通過對45 個樁位的測試分析，發現42 個樁位達到設計指標，2 個樁位未達到設計要求，需根據實際情況作相應調整。

4 現階段樁基礎檢測技術存在的問題

4.1 需要改進的檢測設備

由于儀器條件不成熟，檢測時間過長，檢測精度不高，造成檢測誤差較大，嚴重影響工程順利進行。現有各種檢測技術要求檢測儀器自身性能要求較高，以滿足不同檢測要求。但由于國內現有檢測儀器的具體現狀，還沒有形成一套完整的技術體系，必須采用引進的方法，而中小檢測機構的經濟實力還不夠雄厚，因此往往需要從國外采購一些價格昂貴的儀器。

4.2 檢測結果的專業性有待提高

由于許多施工企業檢測技術水平較低，導致檢測數據和檢測參數不準確，從而影響檢測精度。現有的許多測試機構由于自身硬件條件的限制，往往只能根據以往的經驗進行測試，這些問題往往導致計算結果與實際情況相差甚遠，從而對工程建設造成不利影響，對巖土界的發展產生不利影響。

4.3 建設條件和環境問題

目前，在巖土工程樁基檢測中，有些施工單位出于方便，雖然按規定進行了檢測，但檢測內容不盡相同，造成檢測工作不到位。但由于外部施工及周邊環境條件的影響，測量結果存在較大偏差。

5 樁基檢測技術的應用及發展對策

5.1 合理選擇檢測方法

目前，樁基檢測方法多種多樣，如何選擇合適的檢測手段使其更好地發揮作用成為關鍵。這項工作要求檢測人員遵守所有從實踐的基本原則，準備好測試樁基后，再根據現場面積和周邊情況確定其他測試方法。通常，樁身檢測應采用兩種以上的檢測方法或多種方法，以提高檢測精度，為以后的實際應用奠定基礎。

5.2 水平沖擊法的合理應用

利用激振原理對樁基上部施加側向撞擊力，通過對樁基礎靜、動載荷的分析與分析，確定樁的整體穩定性。但由于其在土體中承受較大的動力載荷和壓力，其應用范圍較廣。

6 結語

在樁基工程檢測工作中，樁基工程的建設是以樁的基本原理為依據，以樁基工程與檢測有關的各種學科的綜合操作技術為基礎，運用專門的檢驗設備進行高層次的新工作。在工程監理中，檢驗工作既是工程技術的一個關鍵，也是工程監理與工程質量的保證，是工程竣工后的關鍵。同時，我們還可以充分的使用本地的原料，推動新技術、新技術的普及。樁基檢測是建設高標準、高質量建設的重要保證，是節約建設投資、強化社會信用的有效手段。