基桩检测技术在建筑工程中的应用

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1、基桩检测技术在建筑工程中的应用 徐玉关键词：桩基;检测技术;建筑工程;材料设备;一、桩基工程检测的重要性在建设项目的施工过程，桩基础施工是整个工程的基本部分。桩基础可有效 转移负荷的建筑结构，确保建筑结构的稳定性。桩基础是建筑物的基本部分。建 设项目质量缺乏既定规范，人员素质低下，没有实现资源的优化配置，因此想要 保障桩基工程质量，仍有很长的路要走，需要非常关注高楼大厦桩基工程的质量 检验。二、建筑工程桩基检测的主要内容及方法2.1 成孔质量检测桩基施工过程中，桩基孔的质量高低对后面混凝土的浇筑过程起重要作用， 桩基础的施工质量在一定程度上也会受到影响。在施工过程中，必须进行严格的 质量检查。

2、桩基成孔质量检测如图 1 所示。桩基孔质量检验的主要测试内容：桩 位置偏差检验、孔径检查、精度检查和井底的沉积物厚度检查。检查桩位偏差， 通常在设计图纸上注明桩位，施工完成后，有必要开发和创新桩位新技术。桩位 置的距离测量精度经纬仪或远红外线测距仪。钢笼孔检测仪通常用于检测桩基孔 的直径。孔设备放置在洞里，然后横条线放在顶部的外壳和洞探测器通过吊索。 为了检测垂直度，地层倾角测井仪通常用于检测。底泥厚度通常采用锤击法和电 阻率法测量。图 1 桩基成孔质量检测2.2 桩基承载力检测桩基础的承载力应进行测试，以确保桩基的承载力满足相关要求。静态负载 测试是测试桩基础的承载力最直接的方式。桩基的实际

3、承载力是通过承台配重装 置或锚杆反力装置来测量的，高应变方法是最常用的方法。基础材料的内容和桩 基承载力是通过仪器测量桩的振动信号来反映的。这主要是为了确定桩基的竖向 承载力，其可以有效地确定桩基的影响间隙和预制关节在垂直承载力，即确定桩 的缺陷程度。与此同时，它可以用来补充低应变方法。2.3 桩基完整性检测(1) 超声波透射法。检测桩结构完整性，可以利用超声波透射法来实现。其 原理是通过超声波脉冲，高频弹性脉搏波在坩埚发射，缺陷表面形成波阻抗界面 (在界面不连续或损坏时)。当波到达界面，生成波的传播和反射，从而大幅度 减少了透射波能量。当桩基有疏松、蜂窝状、孔洞等严重缺陷出现时，会产生波 散

4、射和衍射。其测量范围内的压实参数是参考波的到达时间、波能量衰减特性、 频率变化和波畸变程度得出的。记录不同侧面、不同高度的超声特性，处理和分 析后，缺陷的性质、大小和空间位置测量区域可以区分。声管是探测器通过的通 道。在实际试验中预埋声管时，应按设计图纸将声管系在带桩基础的钢笼上。为 了使测试工作顺利进行，声管可以通过测量线进行测试。检验项目包括桩的实际 长度和是否有异物堵塞声音测量管。检查完毕后，将水注入管道，检查桩基质量 超声波透射法检测桩基示意图如图 2 所示。WL擔收图 2 超声波透射法检测桩基示意图1.低应变法。传感器连接到桩顶接收应力波信号，如图 3 所示。根据应力波理 论,通过反

5、射波建立桩的动力响应系统，利用振幅、频率特性对桩底进行综合分 析判断，并辅以数据，形成施工记录和实际经验分析。图 3 反射波数据采集处理示意图三、基桩检测技术的应用分析3.1 基桩承载力检测技术基桩承载力的直接检测方法主要指单桩竖向抗压、抗拔以及水平静载试验， 其检测目的是测定单桩竖向抗压、抗拔或水平极限承载力，判定相关极限承载力 指标能否满足设计要求，抗压（拔）试验也可测定桩身侧部、桩底阻力及桩某一 截面位移量；水平静载试验也可用于测定浅部岩土水平抗力比例系数及桩身应力 及桩身弯矩。当前对于建筑工程领域，针对承受纵向永久荷载形式的单桩竖向抗压试验， 其应用范围较广泛，取得的理论和实践成果也较

6、突出。单桩竖向抗压静载试验采 用模拟试桩实际受力条件进行，是最直观反映基桩承载性且试验数据较为真实可 靠的方法。同时在实际检测工作中，也应关注一些问题，如静载试验原理本身对基桩承 载力的影响；基准梁、基准桩及压重平台支墩的安装设置问题；主梁压实千斤顶 问题及边堆载、边试验问题；试验过程中的偏心受力问题；反力装置的配置对检 测结果和安全性的影响；快速维荷法问题等。所以在基桩承载力静载试验开始前，需对具体工程案例进行综合分析，应用 有效的措施，对这些问题进行控制，以便使检测结果真实可靠，提升整体工程质 量安全。基桩承载力半直接检测方法为高应变动力测试，即通过对桩顶实施重锤冲击 使桩-土产生的相对位

7、移量级接近常规静载试验的沉降量级，使桩周岩土阻力得 以充分发挥，通过测量和计算判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求，此方 法可直接对桩身完整性做出评价。目前，波动方程法是国内高应变检测采用的主要理论模型。高应变动力测桩 物理意义明确，检测成本低，现场实施便利，抽测比例较静载试验大，同时可用 于打桩监控和桩身完整性检查，但受桩土模型、复杂地质条件以及测试人员技术 水平等因素影响，这种方法在测试结果的准确度方面仍受到诸多条件的限制，其 试验结果离散性大，对现场信号采集及后期数据处理能力要求较高，因此必须同 直接检测方法相结合使用，不可作为设计或竣工验收时的结果或判定的唯一依据3.2 基桩完整性检

8、测技术基桩完整性的直接检测方法为钻芯法或对空心桩进行内部摄像法。钻芯法即 利用钻进设备从混凝土桩身中取得芯样，以测定桩长、桩身混凝土强度、持力层 及桩底沉渣厚度情况，也可对有效深度内岩土性状给予精准的判定。在灌注桩有 以下情况发生时，可利用钻芯法进行检测：一是端承型大直径混凝土灌注桩，受 现场施工条件或检测设备限制，无法开展承载力检测时；二是灌注桩未预埋声测 管或发生堵管的情况下，不能在实施声波透射法试验时。基桩完整性的半直接检测法主要指低应变动力检测和声波透射法。低应变法 指通过在试桩顶面施加低能量瞬态或稳态激励，使桩产生弹性振动，产生的应力 波沿桩身纵向传播，利用波动理论对桩身的完整性做出

9、评价。目前，基于反射波法理论模型的检测方法较为普遍，其理论意义明确，检测 设备轻便且操作简单，现场检测效率高、成本低。声波透射法要求在混凝土浇筑 前预埋声测管，管内注满清水起耦合作用，利用声波发射、接收换能器进行水平 平测或保持一定高差进行斜测，分析声波在桩身混凝土中的传播时间、波幅及主 频等声学参数，对成桩质量做出评价。声波透射法不受施工现场条件的严格约束，准确度高，检测范围可覆盖全桩 长的各个横截面，是检测混凝土灌注桩完整性的准确有效手段。但由于需要预埋 声测管，检测成本较高，同时由于试桩位置固定，因而抽样的随机性较差，同时 对桩身直径有一定要求。3.3 灌注桩成孔质量检测桩基的成孔质量直

10、接影响到成桩质量，会对桩基施工整体质量产生很大的影 响，尤其是大直径超长钻孔灌注桩由于直径大、入土深，成孔施工质量控制日益 受到各方重视。因此，在实际工程开展时，对于灌注桩的成孔质量要给予最高程 度的保障。对于成孔质量的检验主要有以下 4 方面。(1)由于施工中测量放线不准、护筒埋设偏差、钻机对位不正、钻孔偏斜、 钢筋笼下孔偏差等因素，造成成孔后实际孔位与设计位置偏离。应在基桩施工前 按设计桩位平面图准确放样，同时成孔后要依据标准规范要求对实际孔位与设计 桩位的中心位置偏离的程度进行复核，具体可采用经纬仪、全站仪结合红外测距 仪进行。(2) 桩底沉渣厚度的实时监测和最终测试。桩底沉渣厚度是灌注

11、桩端承力的 重要影响指标之一，因此在成孔过程中应持续对钻取渣样进行留样观测，在成孔 后、混凝土浇筑前对成孔质量和沉渣厚度情况进行测试，如不满足要求时需再次 清孔，直至满足相应规范和设计的要求。(3) 清孔后的泥浆指标检测。主要测定泥浆相对密度、粘度、含砂率和胶体 率指标。(4) 孔径、孔深以及倾斜度检测。通常采用超声波成孔质量检测仪器，以声 波传播基本理论为基础，利用超声波探头发射和接收，通过测定探头在泥浆孔中 连续下降过程中的声时、波幅等参数变化，判定成孔质量。当孔壁成形密实、坚 固或者存在缩径导致孔径变小时，超声波传播接收声时短、反射波幅大；当孔壁 成形疏松、有塌孔或存在扩径使孔径变大时，

12、超声波传播时间长、反射波幅小甚 至无反射信号。技术人员通过设备对反射信号经过放大、滤波等信号处理后，可 以近似认为信号接收时间反映了孔的直径变化，波幅强度信息反映了孔壁的物理 性质。借助该方法，可得到从孔口到孔底不同深度孔径、倾斜度、倾斜方向、孔 壁物理特性等关键参数。四、基桩检测技术在建筑工程领域应用中存在的问题4.1 缺乏重视在建筑行业中，领导人员及从业人员针对基桩检测技术的应用与技术人员使 用该项技术的最终效果，会有直接的影响关系。无论哪一项技术，在最初研发时 都会消耗一定的财力和人力。目前，在基桩检测领域，检测单位大多规模较小，受市场竞争压力较大，针 对检测技术研发的投入资金十分有限，

13、个别管理者的思想认识还停留在赚取利润 的层面，形成了重市场开拓、经济效益，忽视内部质量技术管理、专业技术人员 培训工作，对检测专业技术领域的认知度不高，甚至存在市场恶意竞争、超资质 检测、出具虚假报告等现象。个别检测机构设备陈旧，技术陈旧落后，标准更新不及时，专业技术人员专 业技能素质低、消极应付，造成检测结果错误或严重偏离真实值，无法反映工程 实际情况，数据说服力不强。4.2 桩基检测技术应用体系比较滞后良好的应用体系是对应用效果给予保障的基础，但是结合当前的工程企业发 展情况来说，该项技术应用的体系还比较落后，并且是一种普遍情况。对于基桩检测工作来讲，其检测成果受地质状况、现场施工水平等多

14、种因素 影响，但目前检测单位的全部工作内容还局限在仅获得试验数据方面，涉及范围 较窄，在技术体系构建方面还不够全面，工作的延展性和开拓性不强。例如，一 是在通过动测提早介入打桩施工控制分析领域做得普遍不足；二是试验数据异常 的分析与应用于指导施工方面存在脱节；三是对缺陷桩提出合理的工程处理意见 方面存在知识短板。4.3 桩基检测技术的应用模式制约性目前，在工程建设领域，对于基桩检测技术的普遍认识还处于简单的验收需 要层面，对于其带给整个建设过程中的质量控制隐形价值重视不足。如果没有较 强的生命力及灵活性，则会对技术的应用产生制约，个别业主及施工企业的意识 还是停留在降费用缩工期方面，对桩基检测

15、环节并未投入过多的成本，更未投入 更多的精力，使检测单位的检测数据指导意义不强，无法将数据结果和整体施工 流程有机控制结合。取得的检测数据同地质变化及施工质量分析脱节，实际应用 效果并不理想。此外，部分检测单位对检测方法的选择过于随意，未关注各类检测方法的适 用条件和局限性，如应用钻芯法并未结合新型无损检测技术，使用的方式非常单 一。钻芯法存在着局限性比较突出，例如，钻孔少，检测数据无较高的可信度等 使数据准确度降低。高应变检测现场采集信号工作十分重要，但个别检测人员应 付了事，无法取得高质量信号，检测结果准确性更无从谈起，同时后处理数据分 析能力也不强，并未借助计算机网络技术和大数据对其进行全面分析。结束语：总之，建筑行业的发展前景非常乐观，当前对于建筑行业的需求量非常大， 发展日新月异，检测方需要针对基桩检测技术给予高度的重视，加大研究力度， 合理增加研究人员和资费，以便使其能够在建筑行业发展领域当中产生更大的价 值作用。基桩检验可对建筑工程存在的潜在风险进行识别，从而从根本上排除安 全隐患，保障工程的质量水平，强化稳定性，有益于推进建筑行业实现可持续发 展的目标。参考文献：1 区强，桩基检测技术在工程实际中的应用J.工程技术研究.20152 欧阳晓霞，关于桩基检测技术在建筑工程中的应用J.建材与装饰. 2018