樁基礎(chǔ)檢測的基本方法與注意事項探究

詹永健

廣東榮駿建設(shè)工程檢測股份有限公司 廣東 廣州 511400

巖土工程的樁基礎(chǔ)屬于一項地下的隱蔽工程，樁基具有工程復(fù)雜且施工難度大的特點，在具體工程開展施工的工程當中，產(chǎn)生了外界因素的影響，比如巖土工程的實際外界條件以及工程內(nèi)部的樁土之間產(chǎn)生的相互作用力等，都會導(dǎo)致多個問題的發(fā)生，比如斷樁、夾泥等，對建筑物整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性造成了嚴重的威脅和影響，甚至于影響到整個建筑工程的整體質(zhì)量問題。對于樁基部分產(chǎn)生的質(zhì)量問題是很難被察覺到的，因此在出現(xiàn)事故的時候需要根據(jù)實際情況來做出科學(xué)化分析和研究，展開對建筑整體部分的樁基檢測，以此來確保樁基工程的質(zhì)量都可以處于安全合格的范圍內(nèi)。

1 樁基檢測的技術(shù)特點分析

在建筑行業(yè)當中，屬于傳統(tǒng)的行業(yè)類別，其中機械化的自動程度不高，因此需要大量的建筑工程參與其中，由于工人的技術(shù)水平參差不齊，因此在建筑工程進行樁基施工的過程當中就難免出現(xiàn)質(zhì)量方面的問題，因此樁基檢測技術(shù)可以對樁基礎(chǔ)的質(zhì)量存在的缺陷和問題進行科學(xué)全面的解決，以此來采取對應(yīng)的補救措施。在當前，灌注樁在工程樁基礎(chǔ)屬于較為常見的類型，對樁基進行檢測的過程當中需要關(guān)注樁施工時的成孔質(zhì)量、樁施工完成后樁身的質(zhì)量這兩個方面的問題。灌注樁進行施工的過程當中，需要進行多個步驟的施工操作，其中需要按照就地成孔、在孔內(nèi)安放鋼筋籠、灌注混凝土這幾個步驟，其中灌注樁的質(zhì)量對于成孔的好壞會起到直接的作用，在成孔的施工過程當中很容易產(chǎn)生孔壁坍塌以及孔壁掉渣土的現(xiàn)象，因此灌注樁的底部沉渣土自身的厚度就會增大，對于樁基的承載力就會起到一個削弱作用，產(chǎn)生樁基的沉降現(xiàn)象。

工程樁基礎(chǔ)成孔的質(zhì)量檢測過程當中，灌注樁的成孔操作對灌注樁起到了至關(guān)重要的作用，需要關(guān)注灌注樁的成孔檢測，在進行施工的過程當中需要對孔徑進行控制，避免出現(xiàn)過大或者過小的現(xiàn)象，如果過大會消耗更多混凝土不經(jīng)濟且質(zhì)量方面也得不到保證，如果過小則會造成樁承載力不足的現(xiàn)象，嚴重威脅建筑物的整體安全性，因此需要對成孔過程中的質(zhì)量檢測進行嚴格把握[1]。對于工程樁的承載力檢測的時候，主要是對上部建筑物的荷載進行檢測，可以在樁基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上進行軸向向下的壓力的施加，以此來實現(xiàn)軸向向上的拉力、橫向施加水平側(cè)力的目標，對于建筑整體的荷載力進行改變，實現(xiàn)樁體的位移檢測，判斷出單根樁基礎(chǔ)所能承受的壓力和拉力值。

對工程樁基礎(chǔ)的完整性進行檢測的過程當中，可以利用聲波透射法和鉆孔抽芯驗樁法來完成，其中聲波檢測原理主要是利用樁身缺陷位置所產(chǎn)生的反射波來進行異常判斷，鉆孔抽芯的檢測主要是對局部進行檢測，此種方式很容易收到外界的干擾，尤其是針對一些直徑比較大的灌注樁質(zhì)量檢測方面具有一定的優(yōu)勢，但是很難檢測樁體整體的狀態(tài)。

2 樁基常見地基基礎(chǔ)檢測的影響因素

首先，對于巖土地基的樁基自身的成孔質(zhì)量進行分析的過程當中，需要進行成孔質(zhì)量的檢測，其中涉及到樁孔的位置垂直程度、樁孔的沉渣厚度以及樁孔內(nèi)部的深度以及孔徑大小這幾個方面。對于樁基的整體承載能力以及建筑內(nèi)部的約束力而言，孔徑的位置會產(chǎn)生直接的作用和限制，因此在樁孔分布缺乏科學(xué)合理的情況下很容易產(chǎn)生建筑物的受力不均，從而對整個工程的結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成相當嚴重的影響。進行孔深檢測的過程當中，需要檢測孔深的統(tǒng)一化程度，以此來確保樁孔都可以和土層對應(yīng)的功能相吻合，孔徑的垂直程度檢測時需要進行樁孔垂直程度是否符合標準范圍的檢測。進行沉渣檢測的過程當中，需要最大限度的避免產(chǎn)生過厚的成渣，過厚對樁基的整體樁粗程度會產(chǎn)影響，進而對樁體自身的力學(xué)性能產(chǎn)生直接影響。對樁孔的孔徑進行深入檢測的過程當中，如果樁孔偏小，則會降低樁的摩擦阻力，影響樁的整體承載能力，在上部擴徑的情況下就會增加上部的摩擦力，從而出現(xiàn)下部摩擦阻力不足的現(xiàn)象[2]。

其次，在樁側(cè)土層的變化方面，在實用性方面并不強烈，會導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)的異常。彈性模量的變化主要是沿著樁身的方向而產(chǎn)生一定的變化，因此對樁基的檢測數(shù)據(jù)很可能產(chǎn)生誤判。比如樁側(cè)土層強度如果從弱到強，則會導(dǎo)致樁身波阻抗變由小變大，反之則波阻抗變會由大變小。也就是說，進行地基基礎(chǔ)檢測之前，需要根據(jù)地質(zhì)勘察報告來進行準備工作，及時的掌握土層信息以及實際的變化情況。

3 樁基檢測技術(shù)要點

對于低應(yīng)變反射波檢測技術(shù)而言，首先需要進行測點的布置，確保樁頭在檢測前就被鏟除，且鑿出樁頂新鮮的混凝土，測點的直徑需要在10cm以上且測點距樁基礎(chǔ)鋼筋籠主筋的間距需要大于5cm。在信號采集方面，測點距樁基礎(chǔ)鋼筋籠主筋的間距，傳感器可以位于其余的測點位置處。如果樁徑在1m的范圍內(nèi)，則可以布置兩個測點；如果樁徑大于1m，則需要布置3到4個測點。每一個測點需要記錄3個有效信號數(shù)據(jù)，且信號的波形數(shù)據(jù)需要保持一致。如果存在較大的環(huán)境干擾，則可以利用疊加信號增強技術(shù)來實現(xiàn)重復(fù)激振，實現(xiàn)信噪比提升的目標。對于數(shù)據(jù)分析以及評定的過程而言，需要利用時域的曲線波形來作為主要的判斷根據(jù)，將頻域分析納入輔助范圍，根據(jù)地質(zhì)資料、樁基類型、相關(guān)施工資料及波形呈現(xiàn)的特征做出綜合化的考慮和分析[3]。如果樁基礎(chǔ)樁身完整性具有缺陷，則需要對缺陷的位置來進行計算得出。如果樁身完整性檢測當中出現(xiàn)樁長過大、樁身截面積變化較大、推算的樁長與實際樁長存在明顯差異、無法準確評定樁身完整性這幾種情況時，就需要利用低應(yīng)變反射波法與其他檢測方法相結(jié)合的方式進行綜合化的判斷。

對于超聲波法檢測技術(shù)要點而言，同樣第一步需要進行測點布置，如果樁徑小于1m，則需要對稱布置2根聲測管；如果樁徑處于1m到1.6m的范圍內(nèi)，則需要呈等邊三角形埋置3根聲測管；如果樁徑處于1.6m到2.5m的范圍內(nèi)，則需要呈正方形埋置 4 根聲測管；在樁徑超過2.5m的情況下，需要增加聲測管數(shù)量，保持對稱布設(shè)且穩(wěn)定牢固的狀態(tài)。進行加工鋼筋籠的時候，將聲測管綁扎在鋼筋籠加強筋的內(nèi)側(cè)，實現(xiàn)牢固順直的狀態(tài)，且實現(xiàn)相互平行且定位準確的目標。在數(shù)據(jù)的分析和評定過程當中，需要基于各剖面可疑缺陷區(qū)及其聲參量偏離度、波形變化情況等多個方面的因素來進行劃分，根據(jù)樁基類別、地質(zhì)資料、施工資料等多個因素實現(xiàn)綜合的判斷。

對于鉆孔取芯法檢測技術(shù)要點分析而言，在孔位的布置方面，對于小于1.2m樁徑的撞擊而言，可以布置1孔，如果樁徑處于1.2～1.6m的范圍內(nèi)，則樁基應(yīng)至少鉆3孔，如果樁徑不大于1.2m，則樁基應(yīng)鉆至少1孔。在鉆孔的過程當中需要注意孔內(nèi)需要保持循環(huán)通水的狀態(tài)，以此來降低摩擦熱信息，根據(jù)鉆孔過程中回水的含砂率、水色，對水量以及鉆進的速度進行調(diào)整和優(yōu)化。

4 橋梁樁基礎(chǔ)檢測技術(shù)研究

首先，針對于樁基礎(chǔ)的成孔質(zhì)量檢測過程當中，成孔的質(zhì)量可以對灌注樁的施工質(zhì)量起到有效的制約和影響作用，在深入過大的情況下會擴大樁基礎(chǔ)的孔徑直徑大小，在樁基礎(chǔ)的承載力方面就會產(chǎn)生過高現(xiàn)象，產(chǎn)生了材料部分的浪費現(xiàn)象[4]。但是孔徑偏小的情況下則會影響到樁基礎(chǔ)的整體承載力。此外，對于樁基礎(chǔ)的承載力而言，產(chǎn)生影響的主要因素還在于傾斜程度，長樁部分產(chǎn)生的影響會高于短樁所產(chǎn)生的影響。在傾斜程度大于1°的情況下，產(chǎn)生的影響也就越明顯。在成孔質(zhì)量進行檢測的過程當中，需要進行成孔的清孔操作，借助于測試繩來進行孔徑的直接測量。對于傾斜程度的檢測方面，可以在多個儀器設(shè)備的輔助下完成，一般會利用到傘形孔徑儀、測斜儀、以及 超聲波檢測儀等，如表1所示。

表1 傾斜度檢測儀器類型、原理及適用范圍

其次，在樁基礎(chǔ)承載力檢測的過程當中可以借助于高應(yīng)變的檢測方式對其進行測試和分析，借助于自由下落的沖錘產(chǎn)生的一定沖擊力來進行樁身位移現(xiàn)象的觀察，實現(xiàn)有效測量得出，對于重錘，其重量需要超出預(yù)估的單樁極限承重力，且超出的比例在1.2%的范圍左右，但是如果樁徑處于80mm的范圍外或者樁身的長度超出了35m，則需要進行錘重量的加大，在檢測的過程當中比較適合用重錘低擊的方式進行測試，錘的最大落距需要保持在2.5m的范圍內(nèi)，對單樁內(nèi)部的豎向抗壓極限承載力進行檢測的時候可以借助于高應(yīng)變檢測的方式來完成，結(jié)合曲線的方式進行擬合分析，以此來對樁側(cè)部分的阻力以及樁端部分的阻力進行有效測試，也可以進行測試得出樁身內(nèi)部的結(jié)構(gòu)完整程度。

最后，在對樁基礎(chǔ)的完整性檢測的過程當中可以利用多個方法進行測試，其一，鉆芯法，屬于直接的方式，可以檢測出樁基礎(chǔ)的完整性和強度，利用對樁身的直接取芯操作，可以觀測到樁長度以及沉渣的厚度，對樁身的質(zhì)量進行直接的觀察。此種方式具有一定的缺陷，無法檢測出樁徑小的樁基。其二，高應(yīng)變力檢測法當中，屬于動力測樁法的方式，對樁身進行打孔的過程當中需要保證和樁頂距離一段位置，進行力和速度傳感器的安裝,樁身完整性判斷可以根據(jù)重錘沖擊下產(chǎn)生的力和速度信號來進行判斷和分析。其三，屬于低應(yīng)變力檢測方式，主要是敲擊樁頂，對瞬間激蕩產(chǎn)生的信號進行采集，以此來根據(jù)加速度或者速度的響應(yīng)時域曲線進行判斷完整性以及樁長。其四，聲波透射法，可以在施工階段之前進行做好對應(yīng)的準備工作，進行數(shù)量聲測管的預(yù)埋，在這個過程當中需要根據(jù)樁徑的大小來進行設(shè)置，利用平行布置的方式進行收集聲測管內(nèi)放置信號，以此來判斷出缺陷位置。

5 巖土樁基礎(chǔ)施工中地基基礎(chǔ)檢測的優(yōu)化策略

在本文當中，以某個城市的某個工程來作為主要的研究對象，該工程整體結(jié)構(gòu)屬于剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積為9853.5m2，整體結(jié)構(gòu)的承臺基礎(chǔ)包含240根灌注樁，且樁直徑為 600mm，樁體長度均為 25m。在工程樁基施工結(jié)束之后，需要借助于單樁靜載和低應(yīng)變檢測法來檢測地基基礎(chǔ)。

在單樁靜載檢測當中，主要是利用反力系統(tǒng)來進行檢測，其中錨樁和槽鋼形成反力。檢測的時候在樁頂?shù)奈恢蒙弦簤貉b置就會形成一個向下的豎向壓力，對其壓力數(shù)據(jù)進行記錄[5]。利用千斤頂來提升對應(yīng)的荷載，在千斤頂上進行荷載傳感器的安裝，以此來方便記錄荷載。如果樁身在產(chǎn)生變形的情況下，就可以借助于傳感器來記錄樁身產(chǎn)生的變化數(shù)據(jù)，可以將其作為單樁靜載檢測的數(shù)據(jù)依據(jù)。在對其進行分級加載的過程當中，可以將其劃分為10個不同的加載等級，保持等級之間的一致加載量。對樁身的變形情況進行檢測的時候需要確保負荷的施加完畢，記錄出樁身變形情況數(shù)據(jù)，其中需要在5min、10min、15min的間隔時間內(nèi)進行數(shù)據(jù)記錄，且每30min測量并記錄一次數(shù)據(jù)，一直到數(shù)據(jù)處于穩(wěn)定狀態(tài)。在樁身靜荷載檢測的過程當中需要確保沉降的穩(wěn)定程度，因此需要按照一定的規(guī)則標準來進行檢測，沉降范圍在0.1mm的時候需要確保間隔時間在1個小時，如果產(chǎn)生了兩次沉降則可以對其進行荷載增加，說明沉降的狀態(tài)相對穩(wěn)定。在單樁靜載實驗檢測的過程當中，如果樁基沉降量和上級樁基沉降量存在差距且差距多達2倍之多，如果1個小時之后沒有達到標準范圍的話，就可進行荷載增加。在反力系統(tǒng)的反力值方面，在達到最大狀態(tài)的時候就可以增加對應(yīng)的荷載。

在低應(yīng)變檢測法的應(yīng)用過程當中，在樁身的頂部位置處安裝傳感器，重錘可以對樁基動測儀實現(xiàn)敲擊，對加速度信號產(chǎn)生的過程當中所具備的信息數(shù)據(jù)進行有效搜集，實現(xiàn)傳感器的數(shù)據(jù)抓取操作。對于實際的檢測過程而言，在240根灌注樁當中，設(shè)置和檢測的實際需求相吻合的低應(yīng)變檢測樁數(shù)量有48根，進行分析低應(yīng)變曲線的過程當中，需要將其波速保持在3600 ～ 3900m/s的范圍內(nèi)，可以得出一個較為規(guī)則且沒有明顯缺陷的波形。

6 巖土樁基礎(chǔ)施工中地基基礎(chǔ)檢測的注意事項

對巖土樁基施工的過程當中進行地基基礎(chǔ)檢測優(yōu)化的時候，需要確保檢測的準確性，結(jié)合實際現(xiàn)場情況來進行檢測。其一，如果樁身的抗阻發(fā)生了一定的變化，則借助于低應(yīng)變檢測的方式下可以確保樁基的完整性，但是在檢測效果方面會存在一定的偏差，從而造成樁基質(zhì)量科學(xué)評估的欠缺。其二，在單樁靜載檢測當中，可以對比動靜兩個狀態(tài)，實現(xiàn)檢測費用的節(jié)約，也可以對樁基檢測的準確程度進行保障。其三，在實際檢測之前需要深入到現(xiàn)場進行可靠信號的捕捉，確保檢測結(jié)果的準確性。在高應(yīng)變檢測當中，需要保證檢測數(shù)據(jù)的準確程度，同時利用定量檢測法來分析得出樁所存在的缺陷=，結(jié)合分析結(jié)果對樁基質(zhì)量進行評價。

7 結(jié)束語

綜上所述，建筑區(qū)的樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測屬于一項非常重要的工作，樁基礎(chǔ)的安全可靠可以確保整體建筑物的安全穩(wěn)定，需要保持足夠的重視程度。隨著現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對建筑物進行樁基檢測的技術(shù)水平也得到了穩(wěn)定的提升，比如可以借助于一種變形記憶功能的材料埋入樁身當中，變形的材料就會產(chǎn)生一定的電信號，利用電子儀器可以對檢測的信號進行接收，以此來對樁身的質(zhì)量合格程度做出合理化判斷，和無線網(wǎng)絡(luò)信號接收技術(shù)相結(jié)合的情況下可以實現(xiàn)動態(tài)是實話的檢測建筑樁身質(zhì)量問題，也屬于樁基礎(chǔ)檢測技術(shù)邁向智能化的重要步驟，因此我們在實際的工程當中需要結(jié)合實際的情況來進行科學(xué)合理檢測技術(shù)的應(yīng)用，確保整體建筑的安全和穩(wěn)定。