建筑工程领域桩基检测新技术探究

2021-12-06王明杰威海市建筑工程质量检测站有限公司王海市建筑工程服务中心

门窗 2021年4期

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1 前言

近年来，随着科学技术的快速发展，很多先进技术运用到我国建筑行业中，助其发展更为迅速。在当前建筑工程开展过程中，桩基检测技术应用相对较多，且其对于桩基检测技术要求也在不断提高。

桩基检测技术在当前的发展过程中还是较完善的，但由于我国国土辽阔在使用的过程中很容易受到一些其他因素影响。相应的技术人员需根据实质情况对建筑工程项目进行准确掌握与研究，才能将桩基检测技术有效引用，以此提高桩基检测技术的整体运用水平。加强建筑工程领域桩基检测新技术探究有着非常重要的意义。

2 桩基国内外研究应用现状

现阶段，美国及欧洲等国家在波动理论上的桩基检测技术得到了巨大的进步，同时又将工程的应用技术进行了改进与完善，在不同的时间阶段都有不同侧重点的桩基被研究。

美国研究人员根据相应的波动方程及速度时域波形，综合了桩基的承重能力、桩身质量及性能等，制造出了相关的仪器及设备。荷兰与法国等国家也制造出了具有自己国家特色的桩基检测设备。经过不同国家的努力都为桩基技术的发展起到了积极作用。

我国研究出RSM及DJ-3等桩基检测仪，通过学者的不懈研究，也充分了推动桩基检测技术的理论知识及桩基动力检测技术在实践过程中的应用。桩基检测技术是一种不会损坏建筑物的检验技术，受到不少学者的关注与研究，桩基的动力检测技术已成为我国普遍推广的桩基检测技术。

3 桩基检测内容

桩基检测是为了检测工程领域桩基的完整性、承载力和稳定性的一种技术手段。桩基检测的内容主要包括以下几种。

①桩、墩、桩墙的水平承载力和竖向承载力；

②桩基端部承载力是否正常；

③对桩体、墩体和墙体的完整性进行检测；

④对桩体与土层之间的摩擦系数进行检测；

⑤对施工期间的施工噪声、土的变形、土的震动情况进行检测；

⑥在初步设计阶段需要进行检测、在施工中需要进行施工质量检测、施工结束需要进行施工的验收检测。

4 桩基检测面临的问题分析

①桩基检测设备部分地区偏差，由于各区域经济发展的不平衡，桩基检测单位的设备也存在一定的差距。部分桩基检测单位仪器老旧或者检测仪器的保养和维护不到位，这样造成了桩基检测的内容存在巨大的误差，甚至是错误。

②桩基检测单位缺乏内部的监管体系，桩基检测是一个技术领域，但是部分单位技术人员匮乏，做桩基检测的员工很多非专业出生，没有桩基检测专业证书。同时部分企业，没有建立好严格的桩基检测校审制度，导致桩基检测报告的有效性和真实性存在问题。

③桩基检测单位归档不及时，桩基检测报告是非常重要的技术文档，有助于检测单位提升检测业务水平。但是部分单位由于资金和管理的问题，并没有建立严格的档案归档制度，导致部分项目的技术文档归档不及时和不归档现象。而归档不及时，就不能建立项目桩基基础的信息资料，不利于桩基检测行业的健康持续发展。

5 桩基检测技术与应用

5.1 桩身的完整性检测

对桩身的完整性检测是为了有效评估桩基的承载力，发现桩基结构中的缺陷并对其进行处理，减低建筑工程的安全隐患。其技术原理是：桩身及其附近的土体结构会因为桩顶上的激振能量而出现振动，导致桩身发生变形，检测人员通过对桩顶的转动时间以及速度等数据进行详细记载。

对于试桩中记载的数据通过利用波动理论进行分析就可以评估出桩身的整体质量，从而做出精确的检测质量报告。

①低应变检测法。低应变法是采用低能量瞬态或稳态方式在桩顶竖向激振，实测桩顶部的速度时程曲线，或同时实测桩顶部的力时程曲线。通过波动理论的时域分析或频域分析，检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别的检测方法。

②钻芯检测法。钻芯法是用钻机在被检桩桩顶钻进取芯，根据取出的芯样可检测灌注桩桩长、桩身缺陷及其位置、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判定或鉴别桩端持力层岩土性状，判定桩身完整性类别的检测方法。

③声波透射检测法。声波透射法是在灌注基桩混凝土前，在桩内预埋若干根声测管，作为超声脉冲发射与接收探头的通道，用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声参数，然后对这些参数进行处理后，给出桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别的检测方法。

5.2 低应变法和声波透射法的综合运用分析

综合以上两种方法的原理和检测特点、适用范围情况分析可知，单一采取某种检测方法都存在检测的局限性和片面性，很难真实、准确地判断和评价基桩内部的真实状况。所以，在实际工程应用中，大多数结合工程实例、地质勘探数据、设计要求等选取两种检测方法综合应用，从而进行互补，充分发挥其优点。

通常对于桩身长或直径大的基桩工程，需要100%提前预埋好声测管，确保声测管不堵塞、倾斜或偏离。一旦检测时发现声波穿透异常或声测管堵塞，则应采取钻芯法检测措施，以确保工程质量达标。对于桩身短或直径小的灌桩，则以采用低应变法检测为主，预埋部分声测管进行声波透射法检测为辅的策略。

总之，采取低应变法和声波透射法综合运用的方法具备可行性，不仅消除了单一检测方法的局限性和片面性，而且能够对检测结果进行相互印证，从而提高基桩完整性检测的准确性，切实提高了工程质量。

6 新技术探究

6.1 孔内摄像检测

新技术探究是预应力管桩上要具备平行桩身的竖向孔，然后采用孔内摄像头对桩身进行拍摄，摄像头需具有高精度、高清晰度和高分辨率等功能，最后结合现场观察情况对拍摄的照片逐帧观察，分析桩身的缺陷位置、形式及大小。

孔内摄像检测的优势在于：不受地质条件、场地条件等因素的限制；效果直观，可对缺陷的位置和形式做出准确的测量和描述；可对深部缺陷和桩端缺陷进行检测，不受长度限制。该检测方法检测结果直观，适用于工程桩反射波法低应变完整性复合性检测，特别适合于司法鉴定或仲裁。

但该方法的局限性在于：只能看到桩的内壁情况，无法看到焊缝的情况；要求管桩内没有杂物；对于斜桩，造成摄像头移动困难和摄像死角；由于摄像头光源限制，对距离稍远或孔内水体浑浊的情况，难于采到清晰图像，造成检测数据的不准确。

6.2 网络平台助力行业健康发展

加强检测单位检测平台的建设，用于检测业务的建档，使得桩基检测报告数据化。一旦时间成熟，希望能够建立桩基检测全行业的管理平台，使得检测报告更加公开化，这样方便全社会的人对桩基检测行业进行监督，有利于桩基检测行业的健康快速发展。

6.3 低应变法现场检测技术

①检测之前的准备工作，第一，确定基桩和基桩周围土质的高度比例。第二，对波形变化因素进行分析。第三，确定基桩周围的数值大小程度。结合以上多项要点落实有关对策，引进合理的工艺。除此之外，基桩图形有四方面，这几方面内容都是在分析基桩缺陷期间非常重要的几项因素，对于存在的各项异常现象来讲，必须制定出完善的措施加以解决，确保被检测基桩的准确性，禁止发生误差问题，应用性能极高且合格的检验仪器对数据进行检测，从而确保测量数据的准确性。

②检测技术相关规定，当前阶段，在对传感器进行安装的过程中，要想确保持有的良好的黏合性，就可以使用黄油或者是牙膏等黏合，这两部分产生的黏合作用非常高，将传感器进行黏合以后，能够使其与桩基顶部位于相同的范围中，而且规范性安装传感器也有利于高效率收集信息，产生良好的效果，需要认识到的一方面是，对传感器进行安装的时候，还必须保持其和基桩顶部能够直接地接触，禁止用手对传感器进行触摸，以免发生不良滑动情况。而且需要在桩顶中心部位设置混凝土灌注桩，明确激振点位置，采取实验比较方式获取准确的参数。通过相关分析来看，可以将冲击震应用于短桩或者是浅部缺陷桩检测环节中，而重锤宽脉冲激振则适合应用于大直径的检测环节中，或者是应用垂电对激振脉冲宽度进行合理调整。