淺析建筑地基檢測技術方法

黃東亮

（中航勘察設計研究院有限公司，北京 100098）

0 引言

在全球經(jīng)濟一體化建設進程不斷加強和城市化建設發(fā)展規(guī)模持續(xù)擴大的推動下，建筑工程建設正面臨著前所未有的發(fā)展與挑戰(zhàn)。從建筑工程結(jié)構(gòu)的角度上來說，基礎是連接建筑物主體結(jié)構(gòu)與地基之間的最主要載體，基礎的施工質(zhì)量對建筑安全性具有決定性的影響［1］。從這一角度上來說，如何最大限度地發(fā)揮并應用建筑工程地基基礎檢測的作用，確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，已成為檢測管理和技術人員最亟待解決的迫切問題之一。

1 建筑地基及其檢測

地基是指建筑物下支承基礎的土體或巖體，基礎指建筑底部與地基接觸的承重構(gòu)件，它的作用是把建筑上部的荷載傳給地基。因此地基必須堅固、穩(wěn)定可靠，這就要通過檢測手段對地基的使用性能進行檢測評價，地基檢測工作是建筑地基基礎質(zhì)量控制的最后一個環(huán)節(jié)，在整個工程項目建設中所占據(jù)的重要性地位是可想而知的。

2 地基檢測技術方法分析

根據(jù)建筑特點和場地地層特性，建筑地基形式是多樣的。根據(jù)不同的地基，規(guī)范有明確的檢測方法。下面列舉一些常用的地基檢測方法，分析其特點和適用性。

2.1 成孔質(zhì)量檢測

成孔質(zhì)量檢測適用于灌注樁/成槽的質(zhì)量檢測，檢測指標包括成孔孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度。實踐研究結(jié)果表明，在樁基施工中，偏小的樁孔徑或垂直度差可能會導致整樁承載力的下降和控制沉降的作用降低，同時，樁孔上部位置孔徑參數(shù)的擴大可能會導致成樁樁體上部側(cè)阻力參數(shù)明顯增大，進而導致樁體下部側(cè)阻力性能無法得到有效發(fā)揮。通過成孔質(zhì)量檢測，能夠直觀反映樁孔孔徑的實際情況、孔垂直度和樁底沉渣的厚度，這些指標都是影響樁承載力和地基安全的關鍵因素，所以通過成孔質(zhì)量檢測有效控制成孔的質(zhì)量非常重要。

目前成孔質(zhì)量檢測儀器主要有超聲波法和機械式兩種，對于樁孔孔徑變化大的部位（如機械擴孔、擴底樁），機械式成孔質(zhì)量檢測儀可能無法探測，而超聲波成孔質(zhì)量檢測儀則不受此限制，因而使用范圍更廣，同時由于采用超聲測距，測試精度更高。

2.2 靜載荷試驗檢測

考慮到工程樁體檢測無法進行破壞性試驗，在現(xiàn)階段技術條件下工程樁體承載作用力的檢測主要以靜載試驗完成。靜載試驗檢測內(nèi)容包括水平承載作用力檢測以及豎向承載作用力檢測（現(xiàn)階段樁基工程實踐應用最為廣泛的為豎向承載作用力檢測）。其最為顯著的優(yōu)勢在于：檢測過程當中的模擬受力條件與樁基礎實際受力條件較為一致。實踐研究結(jié)果表明：靜載試驗在應用于樁基礎質(zhì)量檢測中的檢測精確度較高，檢測結(jié)果相對誤差保持在±10%范圍之內(nèi)，應用較為普遍。

隨著超高層建筑的發(fā)展，基礎樁也朝著大直徑樁和高承載力方向發(fā)展，這類樁的靜載檢測出現(xiàn)新的問題，無論是堆載法還是錨樁法，因為樁徑大，按照規(guī)范要求，基準樁與錨試樁（或支腿）的距離也更長，基準梁變長，同時隨著試驗進行，對錨試樁（或支腿）周圍受沉降影響土體范圍擴大，這就要求提高基準梁長度和剛度，增強穩(wěn)定性，另外還需要對基準樁的穩(wěn)定性進行監(jiān)測，根據(jù)基準樁的監(jiān)測結(jié)果對靜載試驗的樁身位移進行必要的修正，才能確保大直徑樁、大噸位樁靜載檢測結(jié)果的準確性［2］。

2.3 聲波透射法樁身完整性檢測

聲波透射法作為一項傳統(tǒng)的檢測方式，在交通系統(tǒng)投資力度持續(xù)加大，大直徑鉆孔灌注樁下得到了廣泛地應用與推廣。同傳統(tǒng)聲波透射法相比，新時期的數(shù)字化聲波儀裝置將聲時判讀、聲幅參數(shù)以及聲頻參數(shù)作為了分析判斷指標，其有著極為深遠的應用價值。

聲波透射法在工程應用中越來越受到重視，相比低應變法具有明顯的檢測優(yōu)勢：對于工藝復雜的樁，低應變法無法細致分析樁身變化情況；對于長樁，由于受到長徑比的制約，很難探測到長徑比大（一般認為是30左右）的樁的深部問題。而聲波透射法相當于沿樁身給樁做CT，適合于任何工藝、任何樁長的樁，且結(jié)果更為直觀、便于判讀。當然，聲波透射法也有一定的局限性：由于聲測管是在鋼筋籠內(nèi)部綁扎，因而它不能檢測鋼筋籠及其以外的保護層混凝土情況，另外，由于是采用高頻聲波檢測的原理，可能存在由于聲測管周圍較薄的水泥漿（或夾泥），高頻聲波無法穿透造成聲測信號衰減強烈，從而放大樁身缺陷，這時應結(jié)合低應變法結(jié)果進行綜合判定［3］。

2.4 鉆孔取芯法檢測

該方法一般用于對問題樁的驗證，能夠直觀準確反映樁身質(zhì)量，包括樁身混凝土強度、膠結(jié)以及離析程度等問題。由于該方法有較高的成本投入與較慢的響應速度，這是制約該檢測技術普遍應用的最根本性因素。不得不予以重視的是：鉆孔取芯法在實際運行過程當中勢必會導致樁基礎樁身結(jié)構(gòu)或是部分構(gòu)件出現(xiàn)局部性破壞問題，需要后期進行注漿加固處理。由于大多數(shù)灌注樁較長（如大于40 m）、樁徑相對來說也不大（一般直徑在1200 mm以內(nèi)），因此使用此方法往往因為鉆孔偏移（也可能是樁本身傾斜）無法對樁身下部混凝土情況進行驗證［4］。

2.5 高應變法檢測

高應變法相對靜載荷試驗來說，具有速度快、成本低的優(yōu)勢，但相對來說，承載力檢測誤差也比較大（一般認為誤差可達20%），同時檢測過程中質(zhì)量控制比較難，因而其應用受到限制，一般在無法進行靜載荷試驗的情況下，采用高應變法作為承載力檢測的補救措施［5］。

高應變法檢測要取得好的測試效果是不容易的，主要的影響因素有以下幾點：

1）傳感器的安裝不符合要求，安裝面不平、樁兩側(cè)相對的傳感器不通過樁軸心、應變傳感器處于明顯的變形狀態(tài)、傳感器固定不緊；

2）樁頭處理不符合要求，樁頂不平，樁頂加固處理不符合要求；

3）錘重不符合要求，尤其是大承載力時，錘重過輕無法打動樁，承載力未充分激發(fā)；

4）無導向裝置，重錘偏心導致錘擊力偏心。

上述幾點綜合作用下，現(xiàn)場一般很難取得滿意的速度和應變波形。這就要求現(xiàn)場檢測技術人員有很強的高應變檢測理論知識，現(xiàn)場能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，獲得比較滿意的測試曲線，這樣后續(xù)分析才有可靠的數(shù)據(jù)作為支撐，否則結(jié)果可想而知。

3 結(jié)論

工程建設質(zhì)量不僅關系到國民經(jīng)濟的發(fā)展，同時也關系到現(xiàn)代經(jīng)濟社會優(yōu)化與完善。而建筑結(jié)構(gòu)安全性的保障在當前技術條件下多以豐富多彩的地基檢測技術予以完成。本文針對部分地基檢測相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

收稿日期：2018-11-23