建筑工程地基基礎(chǔ)檢測技術(shù)探討

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摘要：樁基礎(chǔ)是建筑物的重要組成部分，對建筑工程的施工質(zhì)量具有重要的影響。地基檢測技術(shù)是地基施工質(zhì)量的重要保證。因此，建筑工程技術(shù)人員有必要對地基檢測技術(shù)進(jìn)行深入的研究。在此基礎(chǔ)上，本文的主要研究內(nèi)容是地基基礎(chǔ)檢測技術(shù)及存在的問題，對常用地基基礎(chǔ)檢測方法和適用條件進(jìn)行詳細(xì)地分析，最后介紹地基基礎(chǔ)檢測技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)；地基檢測；結(jié)構(gòu)工程

由于建筑工程具有的復(fù)雜性特點(diǎn)，使得直觀分析建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量存在較大難度。為了能夠在施工過程中客觀地評估項(xiàng)目質(zhì)量，必須使用科學(xué)的檢測技術(shù)和分析方法，以確保檢測工作的順利進(jìn)行并減少可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，這對減少建筑工程的安全與經(jīng)濟(jì)風(fēng)險具有重要的作用。在檢測前，工程技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真研究，根據(jù)實(shí)際需求確定合適的檢測方法。

1地基基礎(chǔ)檢測概述

1.1檢測方法

承載力測試是天然與人造地基檢測的主要方法。在基礎(chǔ)檢測時，檢測項(xiàng)目的施工應(yīng)能滿足工程承載力的要求。常見的方法主要有有聲投射法、高應(yīng)變檢測法。

1.2測試依據(jù)

地基檢測的主要目的是確定其承載能力能否滿足工程施工的要求。在施工前，必須依據(jù)專業(yè)的技術(shù)規(guī)范與操作規(guī)程進(jìn)行合理測試。

2基礎(chǔ)測試的重要性

2.1建筑安全

目前建筑施工技術(shù)不斷發(fā)展，地基質(zhì)量對建筑物的整體安全性具有非常重要的影響。地基不僅承受著整個建筑物的重量，而且還會影響建筑物建成后的整體外觀和安全性。在實(shí)際工程項(xiàng)目中，建筑安全問題頻發(fā)，由于地基質(zhì)量造成的工程問題廣受社會關(guān)注。在城市化進(jìn)程的推進(jìn)過程中，人們對建筑物的要求越來越高。地基基礎(chǔ)是建筑工程安全性的關(guān)鍵影響因素，科學(xué)的基礎(chǔ)測試技術(shù)對保證建筑工程的安全具有重要作用。

2.2完善設(shè)計要求

基礎(chǔ)的質(zhì)量不僅與工程施工的技術(shù)有關(guān)，工程設(shè)計對基礎(chǔ)質(zhì)量也具有較大影響。為確保基礎(chǔ)質(zhì)量，必須進(jìn)行必要的測試工作，確?；A(chǔ)的承載力滿足設(shè)計與規(guī)范的要求。施工與驗(yàn)收環(huán)節(jié)都必須進(jìn)行檢測以保證其安全性。只有嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，才能更好地發(fā)揮基礎(chǔ)的工程價值，確保建筑工程的順利實(shí)施。

3建設(shè)項(xiàng)目基礎(chǔ)檢測的主要特點(diǎn)

3.1復(fù)雜性

我國幅員遼闊，不同地區(qū)的地質(zhì)條件具有較大差異，因此建筑工程的施工地質(zhì)條件具有較高的復(fù)雜性特點(diǎn)。在建筑施工中，地基檢測對于工程地質(zhì)條件的判斷具有重要意義，正是由于環(huán)境條件的復(fù)雜，在特定區(qū)域工作時的規(guī)劃困難程度也有所不同。進(jìn)行地基檢測前，必須對工程地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)地論證，在地質(zhì)情況的詳細(xì)分析基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境制定不同的地基檢測方案。在地質(zhì)條件較復(fù)雜的區(qū)域，需要對地基進(jìn)行實(shí)時檢測，以確保工程在實(shí)施的不同階段都能具有較高的安全性和穩(wěn)定性，此項(xiàng)工作最好由專人負(fù)責(zé)。

3.2檢測的頻發(fā)性

與建筑工程的其他施工項(xiàng)目相比，基礎(chǔ)施工具有較高的隱蔽性特點(diǎn)，對后續(xù)項(xiàng)目的施工質(zhì)量影響較大。在基礎(chǔ)施工過程中具有較多因素影響基礎(chǔ)的建設(shè)，一般可分為以下情況：人員的錯誤操作，機(jī)械設(shè)備的使用不當(dāng)，設(shè)備操作不具備安全性，混凝土施工質(zhì)量不能保證等。這些都是工程施工中客觀存在的因素，但會對地基檢測的準(zhǔn)確性造成較大的影響。正是由于這些因素的存在，使地基檢測工作具有十分重要的意義，也使得檢測工作具有較高的頻繁度，實(shí)際施工中，需根據(jù)不同的工程地質(zhì)情況進(jìn)行合理的檢測分析，這也證明了建設(shè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)檢測工作具有較高的頻發(fā)性特點(diǎn)。

3.3檢測的不可預(yù)計性

在對建筑基礎(chǔ)進(jìn)行檢測時無法準(zhǔn)確預(yù)測環(huán)境條件，可以是軟土地質(zhì)條件，也可以是地處戈壁之類的惡劣環(huán)境，或是適合開發(fā)的良好地質(zhì)環(huán)境。若檢測環(huán)境條件較惡劣，會造成各種各樣的負(fù)面影響。技術(shù)人員必須在較為復(fù)雜的工作環(huán)境條件下操作不同的測試設(shè)備并進(jìn)行檢測。這要求技術(shù)人員必須具備強(qiáng)大的心理素質(zhì)和高尚的職業(yè)道德，以確保檢測的順利和結(jié)果的準(zhǔn)確。很多基礎(chǔ)檢測必須使用較大的檢測設(shè)備。但是，部分建筑工地張貼了阻止大型設(shè)備進(jìn)入建筑工地的標(biāo)志，導(dǎo)致檢測設(shè)備不能及時進(jìn)入，這也體現(xiàn)了基礎(chǔ)檢測工作的不可預(yù)計性。

4基礎(chǔ)檢測工作中的問題分析

4.1檢測人員的安全受到威

負(fù)責(zé)基礎(chǔ)檢測工作的技術(shù)人員所處的環(huán)境往往較為艱苦，為了對基礎(chǔ)實(shí)施監(jiān)控，需要駐場進(jìn)行檢測。很多工程在建設(shè)前期施工條件較惡劣，甚至道路通行都不能得到基本保證，檢測使用的是大型機(jī)械設(shè)備，因此整個基礎(chǔ)檢測工作會造成危害人身安全的問題。此外，在對建設(shè)項(xiàng)目的地基檢測時，所有技術(shù)人員必須在基坑內(nèi)實(shí)施檢測，深基坑的安全隱患對檢測人員的安全構(gòu)成了較大的威脅，這就要求檢測技術(shù)人員在進(jìn)行基礎(chǔ)檢測過程中，需要周到、細(xì)致地考慮安全問題。

4.2基礎(chǔ)測試的正確性得不到滿足

很多基礎(chǔ)檢測工作缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，在實(shí)際操作過程中，難以保證檢測結(jié)論的準(zhǔn)確性和真實(shí)可靠性。目前主要存在的問題如下：

4.2.1檢測機(jī)構(gòu)不合格部分檢測機(jī)構(gòu)的專業(yè)水平不能滿足工程檢測要求，無法依據(jù)工程的實(shí)際情況制定科學(xué)的檢測計劃。部分檢測機(jī)構(gòu)由于內(nèi)部管理的混亂會阻礙檢測計劃的順利實(shí)施，或制定的實(shí)施計劃缺乏完整性和科學(xué)性，無法在實(shí)施過程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

4.2.2檢測數(shù)據(jù)不完整基礎(chǔ)檢測需要大量的數(shù)據(jù)和信息。如果提供的數(shù)據(jù)和信息不夠完備，便無法進(jìn)行有效的計算和分析，也就無法真實(shí)地反映建設(shè)項(xiàng)目地基的實(shí)際情況。4.2.3監(jiān)督力度不足在實(shí)際檢測過程中，檢測技術(shù)人員容易依據(jù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目的地基檢測，缺乏科學(xué)性和規(guī)范性，僵化的管理模式不能依據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行有效調(diào)整，一定程度上影響了監(jiān)控工作的有效性，這種現(xiàn)狀容易造成檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，對建筑工程的安全穩(wěn)定性造成威脅。

4.3現(xiàn)實(shí)條件的局限影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性

地基檢測是一項(xiàng)專業(yè)且細(xì)致的工作，對檢測人員的專業(yè)素質(zhì)有較高的要求，所有工作人員應(yīng)完全由專業(yè)人員組成。在實(shí)際檢測工作中，檢測工作人員需要駐場工作，工作條件較為艱苦，技術(shù)人員要不斷地觀察數(shù)據(jù)。由于地基檢測的工作地點(diǎn)只能在建筑物的基坑中，空間有限且不能有效布設(shè)檢測設(shè)備。工作人員只能住在帳篷里，工作條件比較困難。若建設(shè)單位無法有效地管理特定的檢測系統(tǒng)，容易使檢測人員無法根據(jù)相關(guān)規(guī)定實(shí)施數(shù)據(jù)的監(jiān)控，這種情況下很容易影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.4管理體制不規(guī)范

我國有兩種機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)基礎(chǔ)測試，分別是國家的專業(yè)機(jī)構(gòu)和第三方檢測機(jī)構(gòu)。目前建設(shè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)檢測不能從其中一方進(jìn)行確定，為了解決由檢測流程引起的質(zhì)量問題，有必要在檢測過程中從不同機(jī)構(gòu)獲得所需的檢測數(shù)據(jù)。這種現(xiàn)狀為其他機(jī)構(gòu)提供了牟利契機(jī)，部分機(jī)構(gòu)利用制度上的疏漏，將其他單位的測試數(shù)據(jù)以高價出售，實(shí)現(xiàn)其獲利的目的。此外，檢測中心的管理系統(tǒng)不夠科學(xué)和完善，部分人利用權(quán)力謀取個人利益和進(jìn)行財務(wù)交易，將虛假的審計數(shù)據(jù)出售給建筑公司。這容易使建筑管理者在施工過程中，做出不利的決策，對建筑項(xiàng)目的實(shí)施造成不良后果。所以相關(guān)監(jiān)督機(jī)構(gòu)應(yīng)提高對檢測機(jī)構(gòu)的監(jiān)管力度，保證地基檢測工作得以順利實(shí)施。

5地基檢測方法及適用范圍

常用的地基檢測方法包括靜載荷法、巖心鉆探法、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法、聲波法等，這些方法適用于不同數(shù)量和類型的樁基礎(chǔ)。下面對各種檢測方法的適用性進(jìn)行論述。

5.1靜載荷法

地基的靜載荷檢測是將一個外力施加到樁的頂部，外力通常由樁荷載和錨樁提供，以確定單樁的承載能力、地基的阻力、抗拉強(qiáng)度和水平承載力的測試方法，這也是目前地基檢測的最直接、最可靠方法。此外，可以在測試過程中預(yù)先將內(nèi)力測試元件嵌入基礎(chǔ)中，從而可以充分了解樁體的內(nèi)力、樁之間的接地阻力、樁的接地端阻力之間的關(guān)系，這對地基設(shè)計的優(yōu)化具有非常重要的意義。目前，靜態(tài)自平衡檢測方法也在研究和探索中，這種方法是在地基下部的平衡點(diǎn)處設(shè)置一個負(fù)荷箱，使地基頂部和底部處于受壓狀態(tài)。利用地基的側(cè)向摩擦阻力來達(dá)到平衡載荷與自身反作用力的目的，但是此檢測方法的可靠性還需進(jìn)一步論證。

5.2巖心鉆探法

巖心鉆探法主要用于確定現(xiàn)場澆筑的樁質(zhì)量，包括樁的長度，樁身混凝土的強(qiáng)度和完整性以及樁底混凝土的厚度。這種方法具有簡單、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)。在正常情況下，巖心鉆探檢測法可同時確定樁長、樁身完整性、混凝土強(qiáng)度和沉積物厚度以及樁端承重層。在巖心鉆探檢測過程中，巖心拔動技術(shù)對檢測結(jié)果有重要的影響。因此，用于巖心鉆探的鉆機(jī)和鉆頭應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以確保巖心拉拔質(zhì)量不影響地基測試結(jié)果。

5.3低應(yīng)變法

錘擊地基并通過傳感器接收應(yīng)力波信號，然后評估地基的完整性和樁身缺陷的檢測方法就是低應(yīng)變法。該方法具有檢測速度快、操作簡單的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于地基的檢測中。此方法的檢測質(zhì)量會受到傳感器接收的波形影響。因此，在檢測過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的測試點(diǎn)和錘擊點(diǎn)，并根據(jù)需要安裝傳感器，盡可能多地收集信號，確保數(shù)據(jù)分析波形的完整性。

5.4高應(yīng)變法

高應(yīng)變法使用帶有導(dǎo)向裝置的打樁機(jī)來測定基礎(chǔ)的垂直承壓能力和樁身的完整性。同時可以通過觀察樁身應(yīng)力和沖擊力的傳遞比，確定樁身缺陷的程度。為打樁工藝參數(shù)和樁長的確定提供參數(shù)依據(jù)，目前被廣泛用于地基檢測。

5.5聲波法

聲波法是利用聲波的傳輸特性確定樁身完整性的檢測方法,具體設(shè)置見圖1。聲波法可以確定樁身缺陷的程度和位置。該方法在實(shí)際工程中可以實(shí)現(xiàn)較全面的檢測，具有較好的工程適用性，需注意，待檢測樁的直徑應(yīng)大于0.6m。

6基礎(chǔ)檢測技術(shù)的應(yīng)用

6.1確定地基承載力

確定地基承載力是地基檢測的重要內(nèi)容。使用合適的檢測技術(shù)能夠準(zhǔn)確確定地基承載力。最直觀的檢測方法是靜載荷法，該檢測法通過樁載荷或錨樁施加反作用力來確定樁沉降與壓力之間的關(guān)系，并確定地基承載力和其他的工程參數(shù)。高應(yīng)變法通常用于確定地基的承載力。首先使用沉重的自由落錘沖擊地基頂部，然后使用傳感器接收樁頭的縱向位移數(shù)據(jù)。在評估地基的承載能力時，檢測誤差會受到荷載率的強(qiáng)烈影響，負(fù)載率越高，誤差越大。將靜態(tài)載荷法的結(jié)果與高應(yīng)變法的動態(tài)檢測結(jié)果進(jìn)行比較，靜態(tài)載荷法獲得的負(fù)載能力結(jié)果更加準(zhǔn)確，但是高應(yīng)變法的動態(tài)檢測法可以配合光纖檢測技術(shù)（如BOTDR和FBG技術(shù)），通過鋪設(shè)光纖傳感器提高檢測精度。

6.2判斷地基完整性

在檢測地基的完整性時，最常用的檢測法是聲波法、低應(yīng)變法和巖心鉆探法。聲波法的主要依據(jù)是超聲波在混凝土中傳播速率的特性。在樁身缺陷位置評估樁身完整性時，傳播速率和超聲波振幅等超聲參數(shù)會發(fā)生變化；低應(yīng)變法的動態(tài)檢測是收集錘擊產(chǎn)生的應(yīng)力波，結(jié)合地基的變形情況，分析地基的承載力和地基的完整性；巖心鉆探法是用于評估可鉆孔巖心完整性的最直觀檢測方法。直接觀察地基中是否存在缺陷，或發(fā)生碎樁等其他問題。巖心鉆探檢測法的缺點(diǎn)是成本高、速度慢以及檢測會對地基局部造成損壞。聲波法與動態(tài)低應(yīng)變法的比較分析可知，聲波法的應(yīng)用范圍較廣，不受地質(zhì)條件的影響?？蓹z測超長樁并識別樁體內(nèi)的多個缺陷，同時能夠?qū)θ毕葸M(jìn)行定量描述，檢測的準(zhǔn)確性和可靠性較高。但在實(shí)際使用中，聲波法需要預(yù)先嵌入聲學(xué)測量管，并且無法確定在聲學(xué)測量管范圍之外的樁質(zhì)量。聲波容易受鋼套深度的干擾，因此聲波信號容易被削弱，一定程度上會影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。低應(yīng)變法操作簡單、快速，但只能用于定性分析。當(dāng)檢測到超長樁時，可能無法捕獲聲波信號，對檢測結(jié)果影響較大。對巖心鉆探法和低應(yīng)變法的檢測結(jié)果進(jìn)行比較分析，低應(yīng)變法受樁底承壓層的巖性、裂縫發(fā)展程度和狀態(tài)的影響較大，可能會對地基完整性產(chǎn)生錯誤判斷，建議可與巖心鉆探法一起使用。

7結(jié)語

綜上所述，地基結(jié)構(gòu)的質(zhì)量會直接影響建設(shè)項(xiàng)目的施工質(zhì)量和安全性。因此，需要采取合適的地基基礎(chǔ)檢測技術(shù)。對樁基礎(chǔ)檢測時，可根據(jù)實(shí)際情況選擇多個檢測方法，以便比對不同的檢測結(jié)果提高結(jié)論的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。采取適合工程具體情況的檢測方法確定樁體的承載能力和完整性，并采取必要的糾偏措施，確保建筑工程的施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。

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作者：張繁祥 單位：甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司