建筑工程地基基础检测技术要点及优化对策研究

2021-11-27王帝

魅力中国 2021年32期

王帝

（安徽省建设工程测试研究院有限责任公司，安徽合肥 230000）

在建筑工程的建设发展中，地基是建筑工程的重要基础，对工程的整体质量具有非常重要的影响。工程地基的任何一处建设不规范或质量不达标，对建筑工程的整体质量具有非常大的影响，因此，在对建筑工程地基完成建设后，要对工程地基基础进行全面的检测，保证其能够达到建筑工程的建设需求标准，为建筑工程的施工发展提供有效的保障。

一、地基基础检测概述

（一）检测方法

承载力测试是天然与人造地基检测的主要方法。在基础检测时，检测项目的施工应能满足工程承载力的要求。常见的方法主要有有声投射法、高应变检测法。

（二）测试依据

地基检测的主要目的是确定其承载能力能否满足工程施工的要求。在施工前，必须依据专业的技术规范与操作规程进行合理测试。

二、基础检测工作中的问题分析

（一）检测人员的安全受到威胁

负责基础检测工作的技术人员所处的环境往往较为艰苦，为了实施监控，需要驻场进行检测。很多工程在建设前期施工条件较恶劣，甚至道路通行都不能得到基本保证，检测使用的是大型机械设备，因此整个基础检测工作会造成危害人身安全的问题。此外，在对建设项目的地基检测时，所有技术人员必须在基坑内实施检测，深基坑的安全隐患对检测人员的安全构成了较大的威胁，这就要求检测技术人员在进行基础检测过程中，需要周到、细致地考虑安全问题。

（二）基础测试的正确性得不到满足

很多基础检测工作缺乏系统的统一管理，在实际操作过程中，难以保证检测结论的准确性和真实可靠性。

（三）现实条件的局限影响检测结果的准确性

地基检测是一项专业且细致的工作，对检测人员的专业素质有较高的要求，所有工作人员应完全由专业人员组成。在实际检测工作中，检测工作人员需要驻场工作，工作条件较为艰苦，技术人员要不断地观察数据。由于地基检测的工作地点只能在建筑物的基坑中，空间有限且不能有效布设检测设备。工作人员只能住在帐篷里，工作条件比较困难。若建设单位无法有效地管理特定的检测系统，容易使检测人员无法根据相关规定实施数据的监控，这种情况下很容易影响最终结果的准确性。

（四）管理体制不规范

我国有两种机构负责基础测试，分别是国家的专业机构和第三方检测机构。目前建设项目的基础检测不能从其中一方进行确定，为了解决由检测流程引起的质量问题，有必要在检测过程中从不同机构获得所需的检测数据。这种现状为其他机构提供了牟利契机，部分机构利用制度上的疏漏，将其他单位的测试数据以高价出售，实现其获利的目的。此外，检测中心的管理系统不够科学和完善，部分人利用权力谋取个人利益和进行财务交易，将虚假的审计数据出售给建筑公司。这容易使建筑管理者在施工过程中，做出不利的决策，对建筑项目的实施造成不良后果。所以相关监督机构应提高对检测机构的监管力度，保证地基检测工作得以顺利实施。

三、地基检测方法及适用范围

常用的地基检测方法包括静载荷法、岩心钻探法、低应变法、高应变法、声波法等，这些方法适用于不同数量和类型的桩基础。下面对各种检测方法的适用性进行论述。

（一）静载荷法

地基的静载荷检测是将一个外力施加到桩的顶部，外力通常由桩荷载和锚桩提供，以确定单桩的承载能力、地基的阻力、抗拉强度和水平承载力的测试方法，这也是目前地基检测的最直接、最可靠方法。此外，可以在测试过程中预先将内力测试元件嵌入基础中，从而可以充分了解桩体的内力、桩之间的接地阻力、桩的接地端阻力之间的关系，这对地基设计的优化具有非常重要的意义。目前，静态自平衡检测方法也在研究和探索中，这种方法是在地基下部的平衡点处设置一个负荷箱，使地基顶部和底部处于受压状态。利用地基的侧向摩擦阻力来达到平衡载荷与自身反作用力的目的，但是此检测方法的可靠性还需进一步论证。

（二）岩心钻探法

岩心钻探法主要用于确定现场浇筑的桩质量，包括桩的长度，桩身混凝土的强度和完整性以及桩底混凝土的厚度。这种方法具有简单、直观、实用的特点。在正常情况下，岩心钻探检测法可同时确定桩长、桩身完整性、混凝土强度和沉积物厚度以及桩端承重层。在岩心钻探检测过程中，岩心拨动技术对检测结果有重要的影响。因此，用于岩心钻探的钻机和钻头应符合规范标准，以确保岩心拉拔质量不影响地基测试结果。

（三）低应变法

锤击地基并通过传感器接收应力波信号，然后评估地基的完整性和桩身缺陷的检测方法就是低应变法。该方法具有检测速度快、操作简单的特点，被广泛应用于地基的检测中。此方法的检测质量会受到传感器接收的波形影响。因此，在检测过程中，应根据实际情况选择合适的测试点和锤击点，并根据需要安装传感器，尽可能多地收集信号，确保数据分析波形的完整性。

（四）高应变法

高应变法使用带有导向装置的打桩机来测定基础的垂直承压能力和桩身的完整性。同时可以通过观察桩身应力和冲击力的传递比，确定桩身缺陷的程度。为打桩工艺参数和桩长的确定提供参数依据，目前被广泛用于地基检测。

（五）声波法

声波法是利用声波的传输特性确定桩身完整性的检测方法。声波法可以确定桩身缺陷的程度和位置。该方法在实际工程中可以实现较全面的检测，具有较好的工程适用性，需注意，待检测桩的直径应大于0.6m。

四、基础检测技术的应用

（一）确定地基承载力

确定地基承载力是地基检测的重要内容。使用合适的检测技术能够准确确定地基承载力。最直观的检测方法是静载荷法，该检测法通过桩载荷或锚桩施加反作用力来确定桩沉降与压力之间的关系，并确定地基承载力和其他的工程参数。高应变法通常用于确定地基的承载力。首先使用沉重的自由落锤冲击地基顶部，然后使用传感器接收桩头的纵向位移数据。在评估地基的承载能力时，检测误差会受到荷载率的强烈影响，负载率越高，误差越大。将静态载荷法的结果与高应变法的动态检测结果进行比较，静态载荷法获得的负载能力结果更加准确，但是高应变法的动态检测法可以配合光纤检测技术（如BOTDR 和FBG技术），通过铺设光纤传感器提高检测精度。

（二）判断地基完整性

在检测地基的完整性时，最常用的检测法是声波法、低应变法和岩心钻探法。声波法的主要依据是超声波在混凝土中传播速率的特性。在桩身缺陷位置评估桩身完整性时，传播速率和超声波振幅等超声参数会发生变化；低应变法的动态检测是收集锤击产生的应力波，结合地基的变形情况，分析地基的承载力和地基的完整性；岩心钻探法是用于评估可钻孔岩心完整性的最直观检测方法。直接观察地基中是否存在缺陷，或发生碎桩等其他问题。岩心钻探检测法的缺点是成本高、速度慢以及检测会对地基局部造成损坏。

声波法与动态低应变法的比较分析可知，声波法的应用范围较广，不受地质条件的影响。可检测超长桩并识别桩体内的多个缺陷，同时能够对缺陷进行定量描述，检测的准确性和可靠性较高。但在实际使用中，声波法需要预先嵌入声学测量管，并且无法确定在声学测量管范围之外的桩质量。声波容易受钢套深度的干扰，因此声波信号容易被削弱，一定程度上会影响检测结果的准确性。低应变法操作简单、快速，但只能用于定性分析。当检测到超长桩时，可能无法捕获声波信号，对检测结果影响较大。对岩心钻探法和低应变法的检测结果进行比较分析，低应变法受桩底承压层的岩性、裂缝发展程度和状态的影响较大，可能会对地基完整性产生错误判断，建议可与岩心钻探法一起使用。