建筑地基基础检测新技术初探

2015-10-29汤阳光

建材与装饰 2015年9期

关键词：基桩承载力荷载

汤阳光

（广州开发区建设工程质量检测中心广东广州　510530）

建筑地基基础检测新技术初探

汤阳光

（广州开发区建设工程质量检测中心广东广州510530）

随着科学技术的快速发展，建筑地基基础检测的新技术不断涌现出来，大幅提升了建筑地基基础检测的水平。但是在技术应用过程中，也存在着一些不容忽视的问题，也有一些迫切需要解决的技术难题，比如超大承载力、复杂试验场地基桩承载力的检测等等。在本文中，笔者总结了近年来应用于建筑地基基础检测中的新技术类型，以更好的完善地基基础检测方法。

建筑工程；地基基础；检测；新技术

当前，我国新型城镇化进程不断加快，建筑工程的投资规模和数量不断增加，但是在建筑地基基础检测中也遇到了一系列的难题。比如既有建筑地基基础质量的评定、地基基础检测技术与智慧、数字城市的结合问题等。在本文中，笔者主要介绍了建筑基桩自平衡静载试验技术、基桩钻心监测钻孔成像技术等新技术类型，以及其在建筑地基基础检测中的实际应用。

1　建筑基桩自平衡静载试验技术

建筑基桩自平衡静载试验技术是一种接近于竖向抗压（拔）桩实际工作条件的试验方法，是指在桩身钢筋笼或者桩底岩土层上安装一种特殊的装置，这种特殊的装置称之为荷载箱，同时将其位移棒与高压油管引到地面。其中，高压油管的作用是充油加载，然后将力传递到桩身，在这种条件下，荷载箱上部桩侧极限摩阻力自动与下部桩侧极限摩阻力保持相对平衡，进而维持加载，获得桩承载力[1]。但是对于这种试验方法的原理，尚未有统一的认识，且技术应用中的一些问题也需要认真解决。基桩自平衡静载试验技术原理，详见图1。

图1　基桩自平衡静载试验方法原理示意图

在桩基自平衡静载试验中，存在的问题包括以下几个方面：①预埋位移丝与位移棒破坏时，会对测试数据的可靠性产生影响；②荷载箱附近的混凝土质量，通常无法有效保障，易出现混凝土骨料分布不均的状况，降低了混凝土的强度，在这种条件下，如果荷载箱上下部混凝土遭到破坏，则由于荷载箱量程过大，可能导致试验失败；③桩身预埋油管如果遭到破坏，则可能导致试验失败。

2　现场钻芯检测视频监控系统

在建筑地基基础检测中，出现的一种新技术称之为现场钻芯检测视频监控系统，该系统包括视频信息采集、监控中心和传输系统等三部分。其中，视频信息采集系统主要是负责视频信号的采集、转换和压缩，并经无线路由器、互联网等途径，将处理后的数据传输至电脑、手机等监控端和监控中心，实现对各个钻芯检测现场的远程视频控制[2]。而系统中监控系统的功能和作用，包括以下几个方面：

（1）监控中心为系统的核心组成部分，由存储服务器、视频监控终端等，主要是负责全网视频和告警，同时也管理、存储、分发和控制信号，并负责系统的设置、权限分配和用户管理等。

（2）监控中心支持多种监控终端，比如电视墙、PC和投影等，均可由监控中心负责监控，而监控的灵活性也比较好，检测人员可通过掌上电脑、手机等移动设备实现对各种设备的监控。

（3）对电视墙图像的实时监控，同时可进行数码录像，管理用户，并协调控制信号，并根据实际需要，将视频数据存入存储服务器，并可存储、检索、回放与备份录像。

（4）监控中心的另外一个功能位将控制指令传送到监控点，主要是来自于镜头、云台等设备的控制指令，而传送至监控点是经无线设备完成的。根据实际需要，用户可通过控制中心，对现场的任意设备进行控制，比如远程控制电源、摄像机开关等。

3　既有建筑物地基基础检测新技术

在当前建筑地基基础检测中，对既有建筑物地基基础承载力的检测评价为一个难点问题，主要包括天然基础、桩基础的承载力的检测。不过在既有建筑物地基基础监测技术上，也取得了一定的进展：

3.1基础下荷载试验方法

基础下荷载试验方法是由河北建筑科学院张振全等提出的，需要的设备包括钢板、测力计、试验压板、百分表、千斤顶和静加荷载试验仪等。试验安装图，详见图2。

图2　基础下荷载试验方法图

3.2原位取样检测技术

原位取样技术的使用，首先需要测试既有建筑物地基土的物理学指标，而测定物理学指标需要进行原位取样，然后开展土工试验。按照地基土的抗剪强度指标a、β标准值，以及规范的计算公式来确定基础承载力。

3.3旁孔透射波检测方法

在各种地基基础检测方法中，旁孔透射波法属于钻孔检测法，通过检测桩身长度来发现桩身的缺陷，而且这种检测方法还能够提供桩周围土层速度剖面图[3]。而技术的采用，需要的测试设备包括传感器、信号分析仪及振源等，由上述三部分构成数据采集系统。其中，系统中的振源通常使用内部安装制动器的锤子，在桩顶联结的建筑物上，使用锥子敲击产生剪力波与压缩波，这两种波回向周围土层透射，通过检波器来接受透射波信号，来分析和判断土层的承载力。

3.4桩侧激振接收检测方法

检测既有建筑物地基基础还可采用桩侧激振接收法，这是一种利用低能量瞬态激振方式于桩身侧面进行激振，然后分析由此而绘制的速度时间曲线，进而判断桩身的完整性。该检测方法的理论基础为，一维弹性应力波理论。但是在实际应用过程中，应注意与反射波法的区别，且传感器应安装于桩身侧面，而非桩顶面。

另外，基桩钻芯检测钻孔成像技术也是出现的新的检测技术，利用钻孔成像仪分析基桩钻芯检测成像。其中，钻孔成像仪由电缆、探头及主机三部分组成。在建筑地基基础检测中，该技术的特点包括：①直接显示桩基钻芯孔混凝土内的沟槽、离析和蜂窝等，并可测量桩底沉渣厚度；②方位判断准确，可分析钻芯孔的偏出方向；③对断层、夹层、地层岩性等，均可成三维柱状图。

通过本文的分析，可得出的结论，主要包括以下几点：

①基桩钻芯检测钻孔成像技术可更加科学、准确地判定基桩的质量，是对基桩钻芯检测的一种有效补充；②基桩自平衡静载试验技术在检测复杂试验场地、高承载力基桩中具有很大的优势，但是这种试验方法仍存在一定的不足，需要加以改进和完善；③基桩试验现场视屏监控系统，主要是利用了现场钻芯检测视频监控技术与在线传输技术，可实时监控现场钻芯检测；④既有建筑物地基基础检测的新技术类型多样，在检测中具体采用何种检测方法，需要根据既有建筑的特点来选择，以确保评价的科学性和准确性。