建筑工程樁基檢測技術(shù)探討

別俊含

(安徽省建設(shè)工程測試研究院有限責(zé)任公司,安徽 合肥 230051)

0 引 言

我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展進一步加快,建筑行業(yè)處于上升時期。樁基檢測技術(shù)在其中占據(jù)重要位置,計算樁基自身承載力和相關(guān)數(shù)值時,在檢測階段,也不會對樁基自身質(zhì)量造成影響,確保樁基工程施工質(zhì)量和效果,為建筑工程施工順利開展提供幫助。

1 建筑工程樁基檢測工作中存在的問題

1.1 樁基檢測機構(gòu)內(nèi)部管理制度不完善

各種類型建筑工程施工階段,完善的管理體系在其中占據(jù)重要位置,而樁基檢測工作的順利開展,也需要具備完善的管理制度。但相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,多數(shù)施工企業(yè)不具備專業(yè)化的管理制度,導(dǎo)致樁基檢測工作流程不規(guī)范,阻礙了工程施工的順利開展,同時也降低了建筑工程施工質(zhì)量。

1.2 檢測市場運行體系不完善

當(dāng)前,滿足建筑工程施工質(zhì)量檢測服務(wù)機構(gòu)要求的主要包含國有企業(yè)和民營機構(gòu),不同檢測單位收費標(biāo)準不統(tǒng)一,造成一些資質(zhì)水平較差的檢測單位為獲取相關(guān)業(yè)務(wù)和工作,實行低價競爭的措施,為增加其自身經(jīng)濟效益,導(dǎo)致相關(guān)處理工作存在草率的問題和現(xiàn)象,影響檢測工作的客觀性和數(shù)據(jù)的準確性。[1]

1.3 檢測數(shù)據(jù)準確度較差

當(dāng)前,建筑工程在開展樁基檢測工作時,由于有關(guān)數(shù)據(jù)不清晰和不準確,導(dǎo)致與執(zhí)行工作中要求不一致,其主要原因是在檢測工作中時間較短,檢測流程不規(guī)范,同時不具備完善的檢測方案,影響建筑工程樁基檢測工作的效果。

1.4 人為影響因素

依照相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù),多數(shù)建筑工程開展樁基檢測工作時,由于檢測工作人員編寫的報告不規(guī)范,其主要原因是檢測工作人員自身專業(yè)水平與綜合素質(zhì)較差,影響樁基檢測工作質(zhì)量。所以,通過提升樁基檢測管理工作力度,提升檢測人員專業(yè)水平與綜合素質(zhì),才能夠加強樁基檢測工作流程的規(guī)范性,提升檢測工作的質(zhì)量,同時落實檢測團隊建設(shè)工作,為建筑工程施工順利開展提供幫助。

1.5 檢測方法選擇不準確

忽略多種方法綜合檢測樁身完整性的必要性,尤其在樁身完整性檢測過程中極為突出。低應(yīng)變法樁身完整性檢測,因其實施快捷、輕便、造價低等特點,應(yīng)用于幾乎每個樁基檢測工程,但其自身也存在理論假設(shè)條件、檢測精度、有效深度及應(yīng)用樁型等限制條件,國家相關(guān)標(biāo)準規(guī)范也多次倡導(dǎo)了多種方法檢測樁身完整性的綜合應(yīng)用。低應(yīng)變法常因檢測精度或有效深度等問題,導(dǎo)致低應(yīng)變檢測存在誤判可能。如對大直徑灌注樁、預(yù)制管樁,只采用低應(yīng)變完整性法檢測,就忽視了聲波透射法、鉆芯法、孔中攝像法及高應(yīng)變法等多種方法優(yōu)勢互補的綜合應(yīng)用,導(dǎo)致檢測結(jié)果準確性大大降低。

2 樁基檢測技術(shù)要點內(nèi)容和方法

2.1 低壓變檢測技術(shù)

通過對多種類型工程樁基檢測技術(shù)的了解,只有固定規(guī)格的樁基才能夠運用低壓變檢測技術(shù),符合建筑工程施工中的要求與標(biāo)準。低應(yīng)變法檢測目的是對受檢樁的樁身完整性進行檢測,其原理是將波動理論應(yīng)用于基樁檢測,即以波在不同阻抗和不同約束條件下傳播特性來判別樁身質(zhì)量,并根據(jù)彈性波的傳播速度推算樁混凝土平均強度。

2.2 超聲波檢測技術(shù)

當(dāng)前,多數(shù)建筑工程開展樁基檢測工作時,普遍運用超聲波檢測技術(shù),在實際運用的過程中,通過對工程檢測工作要求和標(biāo)準的了解,控制樁徑符合相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準,確保樁基自身穩(wěn)定性和牢固性能夠滿足相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準。[2]另外,在運用超聲波檢測技術(shù)開展樁基檢測工作時,需在開展鋼筋孔加工工作時,將檢測管放置在樁基底部,同時綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè),通過這樣的方式,確保檢測管自身的牢固性和順直性,進而確保定位的準確性。

2.3 鉆孔抽芯檢測技術(shù)

鉆孔抽芯檢測技術(shù)的應(yīng)用,通過取出樁基內(nèi)部的芯,對樁基內(nèi)部缺陷和混凝土質(zhì)量以及樁基長度檢測。而鉆孔抽芯檢測技術(shù),還能夠滿足樁段巖石檢測工作的需求與標(biāo)準,在對不同類型物品檢測工作應(yīng)用情況下,會體現(xiàn)不同的優(yōu)勢和價值,而通過對鉆孔抽芯檢測技術(shù)的應(yīng)用,會對樁基自身造成影響,同時檢測數(shù)據(jù)也存在偏差,所以,當(dāng)前在開展樁基檢測工作時,需通過對實際情況的了解和掌握來選擇科學(xué)合理的檢測技術(shù)。

2.4 成孔質(zhì)檢方式

樁基工程在實際施工過程中,樁基自身成孔質(zhì)量與整體工程施工效果之間具有密切聯(lián)系,如果出現(xiàn)不合理問題,會對整體成樁施工質(zhì)量造成影響。當(dāng)基樁孔徑較小的情況下,會降低基樁自身的承載力,同時影響其自身的承載效應(yīng),反之,如果樁基自身孔徑較大,會提高樁基自身的阻力,限制樁基自身的作用和價值。[3]另外,建筑樁基工程施工階段,當(dāng)樁孔出現(xiàn)偏斜問題的情況下,也會對樁基自身承載力造成影響,所以,成孔質(zhì)檢工作具有重要作用和意義。但由于成孔質(zhì)檢工作環(huán)境非常復(fù)雜,經(jīng)常會遭到人為因素和自然因素的影響而出現(xiàn)坍塌,對工作人員生命和財產(chǎn)安全造成威脅。

3 優(yōu)化建筑工程樁基檢測技術(shù)措施

3.1 完善相關(guān)規(guī)章制度

當(dāng)前,通過對國家相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準的了解,不斷優(yōu)化和完善建筑工程施工質(zhì)量檢測管理制度,同時針對樁基施工質(zhì)量檢測工作的開展,建立規(guī)范化的工作方案和流程,為建筑工程樁基施工質(zhì)量檢測工作開展提供制度方面的支持。

3.2 建立完善監(jiān)管機制和體系

隨著國家和政府部門對于樁基檢測工作的關(guān)注和重視,逐漸落實監(jiān)管機制,而樁基檢測工作監(jiān)督工作的開展具有重要作用和意義,站在政府相關(guān)部門的角度,強化監(jiān)督和管理工作力度,引導(dǎo)企業(yè)提高對建筑工程樁基工程施工質(zhì)量的重視程度,在這樣的情況下,需要政府相關(guān)部門通過對建筑行業(yè)市場發(fā)展?fàn)顩r的了解,建立完善施工質(zhì)量監(jiān)督體系,并提高執(zhí)法工作力度,打擊不符合質(zhì)量要求的工程項目,促進企業(yè)逐漸重視質(zhì)量監(jiān)督工作的開展。

3.3 提高檢測工作人員專業(yè)水平與綜合素質(zhì)

建筑樁基工程施工的順利開展,檢測工作人員在其中占據(jù)重要位置,但當(dāng)前多數(shù)檢測工作人員存在專業(yè)水平與綜合素質(zhì)較差的問題,同時沒有較強的責(zé)任心,如不能夠及時對其處理,會對樁基檢測數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)造成影響,突出檢測工作人員專業(yè)水平與綜合素質(zhì)的重要性。站在施工企業(yè)發(fā)展角度來看,應(yīng)定期開展相關(guān)培訓(xùn),培養(yǎng)檢測工作人員自身綜合素質(zhì)。檢測工作人員在符合相關(guān)要求與標(biāo)準后,才能夠參與樁基檢測工作。[4]對此,檢測工作人員的發(fā)展,只有通過定期開展培訓(xùn)活動,才能夠提升檢測工作人員專業(yè)水平與綜合素質(zhì),滿足樁基檢測工作開展的要求與標(biāo)準,加強建筑樁基工程檢測工作的效率和質(zhì)量。

3.4 提高管理體系模式化管理工作水平

建筑工程在開展樁基檢測工作時,保障管理體系的規(guī)范性,逐漸形成科學(xué)合理的管理模式,控制樁基檢測工作流程中不規(guī)范的問題和行為。另外,通過提升檢測單位內(nèi)部管理工作,鼓勵檢測單位依照國家質(zhì)量規(guī)定標(biāo)準和體系,開展樁基檢測工作,并完善樁基質(zhì)量檢測體系,強化樁基檢測工作流程的規(guī)范性,確保管理工作在各個檢測工作中體現(xiàn)其自身作用和價值,從而促進樁基檢測工作順利開展,強化建筑樁基工程施工質(zhì)量。

3.5 保障管理工作流程的規(guī)范化

當(dāng)前,管理工作在樁基檢測工作開展階段中占據(jù)重要位置,但只有保證管理工作的規(guī)范化,才能夠避免檢測工作中出現(xiàn)不規(guī)范的行為和操作,只有通過對相關(guān)規(guī)定和要求的了解,強化管理工作規(guī)范化水平,才能夠強化工程施工的規(guī)范性。[5]另外,在開展建筑工程樁基檢測工作時,應(yīng)明確檢測工作的情況,將相關(guān)內(nèi)容匯總為樁基檢測手冊,以提升內(nèi)容的真實性,引導(dǎo)檢測單位重點關(guān)注手冊內(nèi)容監(jiān)督和檢查工作的開展,在出現(xiàn)問題的情況下,及時采取處理措施,明確主要負責(zé)人,保障樁基檢測工作的質(zhì)量和效果。

3.6 運用合同管理和市場監(jiān)督方式控制樁基檢測工作

工程施工質(zhì)量檢驗工作的效果,如果不符合建筑行業(yè)市場發(fā)展要求與標(biāo)準,證明建筑樁基工程施工質(zhì)量不合格。所以,市場規(guī)范施工質(zhì)量的方式具有重要作用和意義,對于提升檢測工作質(zhì)量和效果也占據(jù)重要位置,體現(xiàn)市場監(jiān)督工作的作用和價值,同時融合合同管理工作的作用,提高約束力度,強化檢測人員對于檢測工作開展的重視程度,避免樁基檢測工作的開展出現(xiàn)形式化的問題。

3.7 規(guī)范各方主體責(zé)任

加強試樁的檢測控制。試樁數(shù)據(jù)是為設(shè)計提供依據(jù)的重要參考,不容小覷。試樁的確定應(yīng)由建設(shè)單位組織,設(shè)計單位主導(dǎo),監(jiān)理、勘察、施工、檢測單位共同參加,明確試樁數(shù)量及位置,并形成書面材料。情況特殊時可采用專家論證會的方式確定。

落實建設(shè)單位的首要責(zé)任。樁基檢測工作應(yīng)由建設(shè)單位委托,并對檢測方案進行確認,檢測過程應(yīng)使用信息化系統(tǒng),實時上傳,不得人為干預(yù),發(fā)現(xiàn)問題及時上報主管部門。

3.8 運用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平不斷提升和進步,先進技術(shù)在各個行業(yè)中得到廣泛推廣和運用,當(dāng)前樁基檢測工作的開展,通過對現(xiàn)代化技術(shù)的運用,掌握網(wǎng)絡(luò)管理信息資源,提高樁基檢測工作的效率和質(zhì)量。當(dāng)前通過對網(wǎng)絡(luò)管理信息資源的運用,實現(xiàn)資源交流的發(fā)展目標(biāo),簡化數(shù)據(jù)查閱流程,及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題,采取科學(xué)合理的處理措施,以進一步提升建筑樁基工程施工質(zhì)量。

4 創(chuàng)新檢測方式提升檢測效率

4.1 預(yù)埋載荷箱法基樁載荷試驗

樁基承載力是樁基工程質(zhì)量控制的首要目標(biāo)。目前,常規(guī)檢測方法采用堆載法提供反力,對樁身施加荷載,通過基樁本身的位移來判斷承載力是否符合設(shè)計及規(guī)范要求。此檢測方法雖然直觀,但耗費的施工成本相對較大。預(yù)埋載荷箱法基樁載荷試驗是一種新型的檢測方法,在我省完成了數(shù)百個大中型檢測項目,效果良好。樁基深層靜載荷試驗是在樁底持力層或樁身要求測試部位預(yù)先埋置加荷裝置,利用加荷裝置上下端樁土體產(chǎn)生的作用力和反作用力,對樁底持力層或樁側(cè)進行應(yīng)力-位移試驗,根據(jù)實際測試結(jié)果按照規(guī)范給出樁端阻力或樁側(cè)摩阻力及單樁豎向承載力。

某工程東側(cè)部分區(qū)域采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),總樁數(shù)為10根,樁身混凝土強度等級為C40,樁徑為1 000mm,樁端持力層為④層粉質(zhì)黏土+粉土層。該層樁端阻力極限標(biāo)準值為qPK=1 200kPa,單樁設(shè)計承載力特征值分別為2 500kN、4 000kN,采用預(yù)埋載荷箱法單樁靜載試驗檢測單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求。本次試驗采用慢速維持荷載法,加載時分級荷載為最大試驗荷載的1/10,第一級取分級荷載的2倍加載。卸載時每級卸載量均為加載時分級荷載的2倍,逐級等量卸載。檢測數(shù)據(jù)如下:

(1) 2#樁加載至4 400kN時,載荷箱下位移為3.07mm,上位移為1.88mm,Qb-sb、Qs-ss曲線在加載范圍內(nèi)為緩變形曲線,載荷箱下段樁極限承載力為4 400kN,載荷箱上段樁極限承載力為4 400kN。W =346kN,Quu=4 400kN;Qud=4 400kN;γ1=1.0,根據(jù)JGJ/T403—2017第5.0.4條,推算得出該樁的單樁豎向抗壓極限承載力可取8 453kN。

(2) 7#樁加載至2 700kN時,載荷箱下位移為4.63mm,上位移為1.62mm,Qb-sb、Qs-ss曲線在加載范圍內(nèi)為緩變形曲線,載荷箱下段樁極限承載力為2 700kN,載荷箱上段樁極限承載力為2 700kN。W =288kN,Quu=2 700kN;Qud=2 700kN;γ1=1.0,根據(jù)JGJ/T403—2017第5.0.4條,推算得出該樁的單樁豎向抗壓極限承載力可取5 111kN。

通過預(yù)埋載荷箱法靜載試驗推算出單樁豎向抗壓承載力滿足設(shè)計要求,較常規(guī)堆載檢測大幅度提升了檢測效率。

4.2 高應(yīng)變法基樁豎向極限承載力檢測

高應(yīng)變法基樁豎向極限承載力檢測是采用重錘在樁頂施加足夠大的沖擊力,使得樁身在沖擊應(yīng)力波的作用下產(chǎn)生縱向彈塑性位移,樁身及樁底與周圍地層介質(zhì)產(chǎn)生相對位移和形變,使得基樁側(cè)阻力和端阻力被激發(fā)出來,不同深度的地層對基樁產(chǎn)生的阻力應(yīng)力波通過樁身向上傳播至樁端檢測面,采用專用的高分辨率工程測試設(shè)備在樁端檢測面接收力及加速度信號,應(yīng)用CCWAPC波動理論擬合方法進行樁身各單元的阻力、阻抗等參數(shù)計算, 可以獲得樁身摩阻分布、端阻及內(nèi)力分布等,最終可計算出單樁極限承載力、樁身受力性狀、樁身質(zhì)量等,為設(shè)計和建筑物基樁承載力驗收提供依據(jù)。

某工程基礎(chǔ)采用PHC管樁,設(shè)計樁長為11～12m,設(shè)計樁徑為500mm,樁端持力層為⑥層強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層,設(shè)計單樁豎向抗壓承載力特征值為1 000kN,樁身混凝土強度等級為C80。前期試樁采用堆載法靜載試驗,三根試樁極限承載力達到2 000kN,滿足設(shè)計要求,為提高檢測效率后期工程樁檢測采用高應(yīng)變檢測基樁單樁豎向極限承載力。檢測數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 檢測數(shù)據(jù)

通過動靜試驗對比,可以得出高應(yīng)變法基樁豎向極限承載力檢測能夠滿足單樁極限承載力檢測需求。同時,提升了工作效率,大大減少了委托方工期要求,是驗證樁基承載力的有效手段。

5 結(jié)束語

當(dāng)前,建筑業(yè)已由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變,每次建筑工程質(zhì)量檢測至關(guān)重要。因為建筑工程樁基檢測工作的開展非常復(fù)雜,檢測人員需要通過對施工現(xiàn)場狀況的了解來選擇先進化檢測技術(shù)。同時明確工程施工中的要點內(nèi)容,并在檢測工作階段豐富其自身工作經(jīng)驗,開展合理樁基評價工作,不斷優(yōu)化和創(chuàng)新樁基檢測技術(shù),提升其自身專業(yè)水平,從而強化建筑工程施工質(zhì)量。