地基基礎(chǔ)檢測的重要性和關(guān)鍵技術(shù)研究

卓仕克

（惠州市惠城區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量技術(shù)服務(wù)中心，廣東惠州 516001）

0 引言

在工程建設(shè)過程中，地基施工質(zhì)量對整體建筑的荷載能力以及穩(wěn)定性具有重要的影響，地基質(zhì)量存在問題時，容易引發(fā)地基沉降變形以及其他質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響工程建筑質(zhì)量。因此，在施工前應(yīng)進行全面的地基基礎(chǔ)檢測工作，了解地基范圍內(nèi)環(huán)境實際情況。在該過程中，工作人員應(yīng)加強對檢測技術(shù)的掌握效果，以進一步提高工程地基檢測的準(zhǔn)確性。

1 地基基礎(chǔ)檢測的重要性

現(xiàn)代化背景下，建筑工程規(guī)模不斷增大，同時，建筑物高度大幅度地增高，這使得建筑物對地基工程質(zhì)量的要求不斷加大，只有保障地基質(zhì)量和穩(wěn)定，才能夠有效保障整體工程的安全性。基于此，對建筑物工程進行地基基礎(chǔ)檢測十分必要。通過地基基礎(chǔ)檢測，不僅能夠全面掌握建筑物地基質(zhì)量和現(xiàn)狀，同時，能夠為設(shè)計和施工單位提供具體參數(shù)，便于工程進行合理設(shè)計和施工。地基基礎(chǔ)檢測對建筑工程施工具有重要作用，一方面，能夠提高建筑安全性。工程建筑最重要的根本要求是提升建筑安全性，通過地基基礎(chǔ)檢測能夠了解到地基實際情況，以便結(jié)合實際需求構(gòu)建相應(yīng)的施工方案，進一步保障建筑物的安全性。另一方面，能夠優(yōu)化建筑設(shè)計方案。通過對建筑物地基基礎(chǔ)的檢測，了解到其中存在的不足和缺陷，便于設(shè)計人員結(jié)合實際情況優(yōu)化施工方案，使工程建設(shè)效果得到保障。因此，應(yīng)加強對地基基礎(chǔ)檢測工作的重視，相關(guān)工作人員應(yīng)加強對檢測技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握，提高檢測準(zhǔn)確性，為相關(guān)工程施工建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2 地基基礎(chǔ)檢測項目內(nèi)容

建筑工程地基基礎(chǔ)檢測過程中，主要檢測內(nèi)容包括地基承載能力的檢測以及地基沉降變形值的檢測。地基承載力大小關(guān)系到建筑工程施工技術(shù)方案以及施工技術(shù)選擇等方面內(nèi)容，并且對建筑穩(wěn)定性和安全性存在較大的影響，因此在檢測過程中，應(yīng)重視地基承載能力方面的計算和分析，為工程設(shè)計和施工人員提供準(zhǔn)確的地基檢測結(jié)果。地基沉降值和變形值主要對地基工程強度和剛度產(chǎn)生影響，沉降值過大或變形值不均勻等情況，將會使建筑物在使用過程中出現(xiàn)沉降不均勻情況，極易造成嚴(yán)重的安全事故，因此需要對其進行合理檢測，確保其在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，若存在問題，應(yīng)提前進行合理調(diào)整。

3 地基基礎(chǔ)檢測中的難點

地基檢測過程中存在一定的難點，首先，檢測環(huán)境復(fù)雜，我國地域幅員遼闊，不同地區(qū)的地形地貌存在相應(yīng)特點，地質(zhì)環(huán)境同樣存在較大差異，這使得在檢測過程中，工作人員需要在了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境大致基礎(chǔ)的條件下，選擇恰當(dāng)?shù)臋z測技術(shù)并制定相應(yīng)的檢測計劃，才能夠有效提高檢測精準(zhǔn)度。其次，地基檢測影響因素多。工程地基基礎(chǔ)檢測時需要對地下較深處的地基結(jié)構(gòu)進行全面檢測[1]。在該過程中不僅會受到環(huán)境因素影響，同時受到設(shè)備功能、檢測技術(shù)等方面的影響，使地基檢測工作開展難度相對較大。最后，檢測難度大。在進行地基基礎(chǔ)檢測過程中，部分區(qū)域地基可能未被開發(fā)過，部分具有工程建筑施工歷史，土地內(nèi)部不完整，因此判斷難度較大。

4 地基基礎(chǔ)檢測關(guān)鍵技術(shù)

4.1 高應(yīng)變檢測

高應(yīng)變檢測主要的檢測內(nèi)容為單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性，在檢測過程中，需要在樁基礎(chǔ)頂部施加沖擊力，使其產(chǎn)生足夠的貫入度，在該過程中檢測樁身中的質(zhì)點應(yīng)力以及加速度變化情況，介質(zhì)波動理論或凱斯法等方式進行分析和判斷，了解單樁結(jié)構(gòu)中豎向抗壓承載力情況以及樁身完成性變化。在檢測時，使用重錘在樁頂部錘擊，產(chǎn)生較大的沖擊力，同時，對其變化情況進行檢測，在該情況下，動態(tài)土阻力R與靜載時的靜阻力Q以及總阻力Z之間的關(guān)系如式（1）所示。

利用計算機軟件計算和分析檢測數(shù)據(jù)，最終得到相關(guān)的樁基變化情況，以便合理分析建筑工程中樁基質(zhì)量和狀態(tài)。

施工人員選擇使用高應(yīng)變檢測技術(shù)時，首先，應(yīng)明確高應(yīng)變檢測技術(shù)的適用范圍，該技術(shù)主要對打入式預(yù)制樁進行檢測，在打樁過程中檢測樁體進入過程，在。單樁靜載試驗中檢測樁體結(jié)構(gòu)的承載力和完整性。同時，能夠檢測簡單的二級建筑基礎(chǔ)豎向抗壓能力。其次，由于建筑樁基數(shù)量較多，在檢測時一般通過利用打樁記錄來抽取其中質(zhì)量較差的樁基結(jié)構(gòu)，對該類型樁基礎(chǔ)進行全面檢測，避免存在任何一個不合格基礎(chǔ)樁。結(jié)合高應(yīng)變檢測相關(guān)要求，工程中檢測的總樁基數(shù)量應(yīng)大于建筑物樁基礎(chǔ)數(shù)量的5%，若樁基數(shù)較少，在檢測時應(yīng)避免檢測數(shù)量小于5。在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)樁基礎(chǔ)質(zhì)量存在問題，需要增加抽檢數(shù)量，以進一步提高檢查的準(zhǔn)確性。最后，選擇設(shè)備時，為使樁基能夠在土中產(chǎn)生一定的位移，因此需要擊打設(shè)備具有較大的能量，在選擇設(shè)備時，可以選擇重錘裝置，以提高錘擊效果[2]。重錘裝置應(yīng)大于樁基預(yù)估的承載力極限值1%左右，同時為避免擊碎樁基頂部，應(yīng)控制落距在2m以內(nèi)，不超過2.5m。

以河南岸第二社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心（區(qū)疾病預(yù)防控制中心）工程項目為例進行分析，項目擁堵面積為6237m2，含有一層地下室，在進行高應(yīng)變檢測過程中，應(yīng)在樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中安裝應(yīng)力應(yīng)變檢測設(shè)備和加速度傳感器，同時在擊打過程中收集樁基變化移動數(shù)據(jù)。借助樁基計算工具進行合理計算，得到相關(guān)準(zhǔn)確值，并利用CAPWAP信號模擬器及相關(guān)設(shè)備完成檢測。通過對檢測結(jié)果進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)樁在沖擊力作用下，樁頂處的加速度較大，但整體樁基結(jié)構(gòu)無異常檢測結(jié)果，樁體檢測后完整系數(shù)約為0.98，完整性較為良好，由此可見樁基結(jié)構(gòu)無明顯缺陷。

4.2 低應(yīng)變檢測

低應(yīng)變檢測同樣是建筑工程地基基礎(chǔ)檢測過程中的重要檢測手段之一，該檢測主要檢測樁身結(jié)構(gòu)的完整情況，分析樁體中是否存在缺陷等情況，同時檢測結(jié)果能夠應(yīng)用于樁長和混凝土等級校對等方面[3]。在檢測時需要在樁頂施加動態(tài)力，使樁基結(jié)構(gòu)與土體之間產(chǎn)生動態(tài)相應(yīng)情況，借助傳感器探測樁基位移和速度等相關(guān)數(shù)據(jù)，并利用反射波等技術(shù)檢測樁基完整情況。在檢測時，若樁基存在故障問題，會造成反射波的變化，反射效果與正常情況不符。在檢測混凝土強度等級時，需要結(jié)合樁基故障位置和混凝土中應(yīng)力波速度進行計算如式（2）、式（3）所示。

在具體檢測和計算過程中，可使用低應(yīng)變檢測儀器完成反射波檢測，進一步提高樁體檢測的精準(zhǔn)性和可靠性，檢測設(shè)備的性能指標(biāo)如表1所示。

表1 低應(yīng)變檢測儀性能指標(biāo)

在使用反射波進行檢測的過程中，若整體無異常反射情況，并且波動狀態(tài)較為正常，則可以證明樁身處于完整狀態(tài)；在波速狀態(tài)正常，但波形發(fā)生畸變時，則表示為樁體存在輕微缺陷，但對整體結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果不存在質(zhì)量影響；在波速降低并且波形出現(xiàn)較大畸變時，表示樁體結(jié)構(gòu)中存在較為明顯的缺陷，會對建筑地基質(zhì)量產(chǎn)生一定影響；若波形和波速均發(fā)生較大的變化，則證明樁體內(nèi)部出現(xiàn)斷裂等情況，嚴(yán)重影響樁基穩(wěn)定性。

4.3 聲波透射檢測

聲波透射法檢測過程中，能夠通過測量聲波傳輸頻率和波幅變化情況判斷地基樁基礎(chǔ)完整性和缺陷程度及位置。其主要對混凝土灌注樁樁體進行測量，檢測效果較為理想，不僅具有較高準(zhǔn)確度，同時能夠判斷缺陷的具體位置及大小情況。但由于其在測量過程中需要埋設(shè)聲波測量設(shè)備，使整體成本較高[4]。

具體檢測過程中，應(yīng)先校準(zhǔn)檢測設(shè)備，并將聲波發(fā)射器與接收器分別放置于相應(yīng)位置。并使發(fā)射器與接收器保持同步升降狀態(tài)，聲測線間距應(yīng)控制在200mm以內(nèi)，在檢測時應(yīng)精準(zhǔn)記錄每條聲測線具體的聲時、首波幅值、信號頻率等相關(guān)參數(shù)，結(jié)合檢測結(jié)果分析混凝土灌注樁樁體完整性情況。

4.4 鉆心檢測

鉆心檢測法是一種通過鉆機鉆孔，在樁基內(nèi)部取樣檢測的方法，分析樁基的抗壓強度，同時，能夠分析樁基中是否存在缺陷故障。由于樣品檢測過程中得到的數(shù)據(jù)較多，因此，該方法使用范圍較廣。檢查人員根據(jù)檢測結(jié)果直觀的分析樁體質(zhì)量和強度以及樁基完整性。具體檢測過程中，控制液壓鉆機設(shè)備，使其在轉(zhuǎn)速790r/min以上，壓力大于1.5MPa的條件下鉆進，操縱設(shè)備在相應(yīng)位置完成采樣工作。在鉆進和切割過程中，為避免樁體出現(xiàn)振動傾斜等情況，影響采樣質(zhì)量，應(yīng)提前做好固定工作，使用扶正穩(wěn)定器等加強設(shè)備固定效果。采樣完畢后將樣品轉(zhuǎn)移到實驗室中進行進一步檢測，獲得樣品的實際強度和故障情況。

4.5 土壤氡檢測

氡（Rn）是一種具有放射性的元素，在自然界往往以單質(zhì)形態(tài)存在，無色無味，其通過空氣進入人體內(nèi)后，將會出現(xiàn)衰變，衰變過程中產(chǎn)生α離子，對人體呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的損害，易造成肺部癌變[5]。由于氡在土壤中的含量相對較高，且具有較強的遷移性，因此，在建筑工程使用前，需要對施工單位內(nèi)的土壤氡含量進行檢測。

常見的土壤測氡技術(shù)有3種：①α杯測氡法。利用α杯的吸附性，吸收土壤中的氡，在放射性元素動態(tài)平衡理論的基礎(chǔ)上，氡元素會逐漸向平衡方向發(fā)展，促使測量α杯中氡的濃度較為平均，能夠代表該范圍得到氡濃度。②泵吸α能譜法測氡。該方法原理同樣為放射性動態(tài)平衡理論，在檢測過程中通過泵吸的取樣的方式進行分析，具體如圖1所示，218Po為氡222Rn的第一代子體，在正靜電高壓電場環(huán)境中，被吸附的氡發(fā)生α衰變，在該過程中測量能夠體現(xiàn)出α特點的218Po，間接獲得氡的含量。③RaA測氡法，該測量方式實施過程中，需要利用活塞型氡氣取樣設(shè)備，抽取土壤中的空氣，放入靜電吸附腔中，對其中218Po進行測量，推測土壤中氡的濃度含量。

圖1 泵吸α能譜法測氡

以隆生金山湖中心項目為例進行分析，該項目位于金山湖島內(nèi)，由三塊相鄰地塊徐成，項目內(nèi)容主要包括高層住宅區(qū)、高層辦公樓、商務(wù)綜合體、地下車庫以及相關(guān)配套設(shè)施。整體占地面積約為115440.89m2，建成后人口較為密集，因此需要測量土壤中放射性元素。結(jié)合實際情況選擇恰當(dāng)?shù)臏y量方法，并與相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)進行對比，得到區(qū)域內(nèi)部放射性元素的含量是否符合建筑要求。

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑工程發(fā)展過程中，地基基礎(chǔ)質(zhì)量和穩(wěn)定性十分重要，因此在施工前應(yīng)進行全面的檢測工作，進一步了解工程地基基礎(chǔ)的設(shè)計情況，及時發(fā)現(xiàn)其中可能存在的安全隱患，并針對其中存在的故障采取恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對方案，提高地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和安全性，使建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到有效保障。