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建筑地基基础检测方法和检测中应关注的要点问题研究

2021-11-26杨汉臣

中国建筑金属结构 2021年12期
关键词:基桩垫层荷载

杨汉臣

建筑地基根据建设区域土质特点和地势特点的不同需要采取不同的地基施工方法,地基结构特点也存在显著差异,进行地基基础检测的主要目的是检验地基结构的强度和荷载能力,确定其是否能够满足上层建筑的荷载需求,保障建筑结构的稳固性,对检测结果的准确性具有较高要求。但实际上,地基基础检测会受到诸多因素的影响,致使检测结果缺乏可靠性。为此,研究地基基础检测要点问题具有积极意义。

1.地基基础检测方法

目前来看,根据地基施工方法的不同,可以将地基基础分为天然型地基、人工挖桩地基和复合地基三种类型。由于每种地基基础的施工工艺不同,在进行检测时也需要根据地基基础的特点选用不同的检测方法。

1.1 天然型地基的检测方法

针对天然地基的检测相对简便,无需借助多种检测技术,只需参照地层勘察报告中有关持力层的相关指数和数据与地基勘察数据进行对比即可。由于天然地基的地基结构较为稳定,两个数据很少出现较大偏差。但当地基施工区域的条件相对复杂时,则无法直接参照勘察数据,需要对地基进行仔细勘验,尽量保障检测结果的准确性。常用的检测方法包括静压检测和低应变检测法等。

1.2 人工挖桩地基的检测方法

人工挖桩地基与天然地基的主要差异在于基底层与上层覆土层的分区十分明显,这也意味着对持力层的检测十分方便,但当遇到相对复杂的岩层结构时,也会加大持力层检测的难度。尤其是当地基基础中夹杂着较为软弱的土层时,需正确区分持力层的位置,有效确定软弱土层的分布状况,对地基基础的荷载能力有较为全面的了解。无论是普通的楼层建筑还是高层建筑,地基基础薄弱都是十分危险的因素。因此,在进行地基基础检测时需要尽量考虑到最严重的风险问题,并对相关检测参数进行多次核对,保障检测结果的准确性。在人工挖桩基础检测中常用的检测方法为高应变法、低应变法和换填垫层法等[1]。

高、低应变检测技术是相对而言的,其中的低应变检测技术指的是通过激振的方式检测桩身的完整度,判断其是否存在缺陷问题的一类检测技术。常用的激振方法为反射波法,主要通过在桩顶进行竖向激振产生弹性波,并使弹性波向桩身延伸和传播,当桩身截面出现变化时,弹性波会由于阻抗作用发生变化,产生反射波,此时便可通过传感器接收反射信号,对反射信号进行数据处理后,可以及时了解桩身的缺陷问题。而高应变检测方法是在桩身顶端施加一个冲击力,根据这一冲击力在桩身的贯入度和波动理论检测桩身是否完整。

1.3 复合地基的检测方法

复合地基是指通过特定的手段将地基结构中的部分土体结构增强来提升地基荷载能力的一种地基施工手段。在针对此类型的地基基础进行检测时,需要根据所用施工手段,选择对应的地基检测方法。例如,对采用强夯手段和换土法处理的复合地基需要采用动力触探检测方法。又如,对采用搅拌桩以及碎石桩等处理的复合地基则需要采用荷载测试方法。在实际施工中,需要根据地基检测结果确定接下来的作业内容,当出现荷载能力不足或者地基强度不足的情况下,则需再次进行地基处理,直至地基结构满足后续的施工需求。

动力触探检测主要是借助重锤将特定规格的探头打入土中,通常打入30cm,计算所需的锤击次数,以此明确土层的力学特征。该种检测技术根据重锤质量的不同被分为轻型、重型和超重型几类。在实际检测工作中,可根据地基基础的土层特征选择特定的落锤质量。其中,轻型重锤适用于粘土土质和沙土土质的地基基础结构,而重型和超重型动力触探则分别适用于砂土或者砾卵石的地基基础检测。荷载试验又指静载荷试验,主要通过对桩顶施加轴向压力、轴向上拔力以及与标高相同的水平应力检验桩身变化。主要用于判断桩身的沉降量、上拔位移量和水平位移量。通过对荷载与位移关系的数据分析,能够绘制出Q-S曲线,以此来反映桩身的抗压承载力和水平承载力等[2]。

2.地基检测过程中应关注的要点问题

2.1 人工挖桩地基检测中应关注的主要问题

总结前期的地基检测经验,在人工地基检测过程中常见的检测问题为并未正确区分试验基桩和竣工验收工程桩的检测目的,致使所采用的检测技术不够合理,对基桩检测结果造成极为不利的影响。在今后的地基检测工作中,要求相关检测人员能够正确区分二者的差异,并且明确检测目的。针对试验桩基桩的检测,为了解特定基桩的设计参数是否与施工工艺相符,通过多方数据比对找出最佳基桩施工参数,全面提升基桩施工质量,满足地基基础的施工要求。而竣工工程桩的检测主要是对基桩的质量进行检验,查看其质量参数是否与工程设计方案相符。竣工检测作为地基基础质量控制的重要环节,通过对试验桩基桩的检验以及对工程桩的抽检,可在一定程度上提升地基基础结构的施工可靠性。

2.2 低应变检测过程中应关注的要点问题

在地基基础检测工作中,为了降低检测过程对地基结构自身的影响,保障桩结构的完整性,通常会采取高、低应变法以及声波透射法等无损检测措施。实践证明,这几种检测技术既存在一定的检测优势,又存在一定的不足。为了达成更好的检测效果,通常建议采用两种或者两种以上检测方法。而目前大部分施工单位均对低应变法产生了较大依赖,并未考虑低应变检测技术存在的不足。有很大部分检测人员不合时宜地采取低应变检测手段,导致检测结果并不能真实反映地基基础的质量问题。因此,在今后的地基基础检测工作中,应参照相关建筑基桩检测规范,合理选用检测手段,并且根据地基基础结构特性以及施工工艺的不同对检测指标进行合理选择,尽可能保证检测结果的准确性。

2.3 换填垫层检测过程中应关注的要点问题

换填垫层检测技术在一些低层建筑的基础检测工作中较为常用。而部分低层建筑物对基础结构的荷载能力要求并不高,此时无需进行换填垫层检测,只需进行静力触探检测或者动力触探检测即可。当建筑结构的上层荷载压力较大时,则对地基基础结构的荷载能力提出了较高要求。此时,需要对地基基础进行荷载试验,检验地基基础的荷载能力。在此过程中,需要结合地基基础的深度进行荷载能力检验,如不考虑地基基础深度,则会影响最终的检测结果。需要特别注意的是,荷载试验过程中的试验深度必定要超出换填垫层处理深度。同时,确保荷载试验所选用的压板规格能够满足特定需求,即试验压板边长以及直径均要超出垫层厚度的三分之一以上。可以认为,荷载试验时的压板规格与换填垫层的厚度直接相关。

2.4 地基基础竣工检测阶段应关注的要点问题

在地基基础施工完成后,为了检验地基基础质量,通常会采用静载试验的手段检验地基基础结构的承载能力。需要特别注意的是,对于静载试验时的加载量要进行科学控制。一旦静载试验的加载值设置不当,便会导致静压检测结果不合理。通常来讲,需要将最大加载量控制在初期设计荷载数值的二倍以上,并增加一个等级,此时实现对整个地基基础结构荷载能力的有效检验。

2.5 其他需要关注的要点问题

目前来看,灌注桩施工过程中采取压浆处理的手段能够有效提升灌注桩的承载能力,在现阶段还没有较为可靠的检测手段针对压浆处理后的灌注桩荷载能力进行检验。但一些实践施工经验表明,采用桩端和桩侧后部位压浆处理的手段较基桩压浆处理手段相比,其承载能力超出两倍左右。因此,可以认为压浆处理工艺是提高地基基础承载性能的关键。但由于缺乏有力的检测技术作为支持,很难保证该类技术的大范围推广与应用。因此,在今后的地基基础检测工作中,应注重对压浆处理工艺施工后灌注桩承载能力检测技术的研究。通过多方实践与检验提高检测技术的可靠性,使其能够为今后的地基基础施工提供可靠的检测技术保障。

另外,为了保障地基基础检测结果的可靠性,所选用的检测计量器具也必须符合实际检定需求。如荷载检测传感器,要求对其测量误差进行合理控制,最大误差应小于1%。对压力测试中所使用的压力表则要求其精度在0.4 级以上。沉降测试中选用的位移传感器测量误差应控制在1%以下。地基基础检测中,对各类计量器具产生了较大程度的依赖,如果计量器具的精确度难以满足实际需求,则会影响最终的测量结果。因此,在地基基础测量工作中,还需关注各类测量计量器具的准确度。

3.结语

地基基础检测的主要目的是提高地基基础施工质量的可靠性,为后续建筑施工奠定良好基础。为了保证检测结果的准确性,应结合以往的地基检测经验,对各类检测技术中存在的不足和需要关注的问题进行重点明确,合理划分地基检测技术的应用范围,使其在地基检测工作中均能发挥作用,及时查处地基施工的质量问题,促使相关人员根据地基质量的检测结果进行返工处理,进一步提升地基基础的施工质量。

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