高层建筑工程施工中桩基检测技术的运用

2023-01-11沈云山浙江省余杭石油化工集团浙江杭州311100

中国房地产业 2022年16期

文／沈云山浙江省余杭石油化工集团浙江杭州 311100

引言：

桩基是建筑的基础，只有在保障桩基稳定性、承载力等指标达到国家标准的前提下，才能开展上部结构的施工，增强建筑的整体性，消除其中的安全隐患。积极开展桩基工程检测工作，确保其达到验收标准后再开展下一阶段的施工，可以切实提高工程质量效果，为人们带来更好的使用体验。由于桩基工程的范围较大且周期较长，因此给检测工作带来了一定的难度，应该逐渐转变传统理念和方法，提高检测工作整体成效。尤其是要加强对施工技术及工艺的关注，通过技术优化来完善施工流程。

1、建筑桩基工程施工要求

目前，我国建筑工程建设发展迅速，桩基工程是建筑工程的基础结构，其施工质量对工程的整体质量有着重要的影响，影响着工程的安全及施工项目的使用寿命。因此，应根据施工现场的地质条件、桩基的结构和施工工艺的不同，在一定程度上实现对施工质量的控制。同时，桩基施工要遵循以下基本要求：（1）应结合地下水位、桩端支护层深度、土壤成分等土壤条件制定具体要求。（2）选择合理的桩基，桩基施工前从上层到地基，需要估算外加荷载的大小，进行相应的桩设计，这是一个重要的因素。（3）应与机械化设施的需求联系起来，同时评估施工单位可用的桩基设施。

2、桩基工程质量检测的基本内容

在开展桩基工程质量检测工作前，应该做好全面的准备工作，明确施工区域的地形地貌和地质状况，以便选择合适的检测方法，确保检测结果的可靠性。桩基堵管检测往往采用超声波检测技术，在采用钻孔抽芯检测技术时，应该做好钻机的就位，使其获得更具代表性的芯样。当桩径在2m以上，桩长在50m以上时，钻孔抽芯技术会遇到一定的局限性，阻力波会随着桩长径比的增大而不断增强，因此会对低应变反射波检测效果产生影响，在实践工作当中应该加强控制。在成孔检测工作当中，主要是针对孔深、沉渣厚度、桩基位置和垂直度实施检测。合理控制沉渣的厚度，防止对桩基力学性能产生干扰。良好的垂直度效果，也能够防止出现较大的附加力矩，以保障整体稳定性。

3、建筑桩基工程施工质量问题分析

3.1 单桩承载力不符合设计要求以及桩基倾斜过大

造成桩身承载力低于设计要求的原因，往往是桩深不足，达不到设计值，桩身承载力降低，其原因如下：提供的地层剖面和地面承载力等相关数据与实际情况不匹配，如果天花板和桩端的位置不正或变形，容易发生打桩倾斜，造成锤头偏心。桩身坡度过大，预制桩质量不达标，易造成桩顶倾斜；桩端位置不正或变形，造成桩身变形；桩序错误，泥土作用强，基坑开挖不公平，桩身可能因测径误差过大而倾斜等。

3.2 检测报告不规范

对于检测报告编写工作的重视程度不高，在编写过程中存在较大的随意性问题，无法达到行业标准要求，导致部分数据信息出现遗漏和错误等，无法为工程建设提供可靠的参考。缺乏对现场检测工作的有效监管，在工作中采用的检测方法不够合理，无法与当前桩基工程特点保持协同，不仅会降低工作效率，而且难以发现隐蔽性质量问题。

3.3 沉桩没有达到最终的设计控制要求

沉桩达不到设计的质量控制要求，原因如下：（1）勘查点缺乏或勘查资料不详，施工区地质条件特别是支撑层的起伏度不明确；（2）沉桩自身质量（浇筑、养护引起）；（3）运输控制保护不到位，比如倾斜而折断，或被障碍物过度弯曲，从而导致桩断。

3.4 制度体系缺失

桩基工程质量检测的专业性较强且环节较多，如果缺乏完善的制度体系，则会对工作实施效果产生负面影响，无法保障检测结果的可靠性。在制度建设中未能考虑到国家标准、行业标准和地方标准等，因此其执行效果不佳，无法起到良好的约束作用。质检设备缺乏统一性，在原理和型号等方面具有较大的差异性，如果未能构建统一的管理机制，则会使检测报告的真实性和准确性下降。

3.5 桩孔直径的问题

在灌注桩施工过程中，如果桩孔的直径较小，则桩的横向摩擦阻力和承载力桩端变小，整体桩质量下降。如果桩孔顶部直径增大，桩顶阻力增大，但底部阻力不充分工作，一根桩上要铺设的混凝土量就迅速增加，如果倾斜到一定程度，桩垂直方向的荷载力特性发生变化，桩的荷载力变弱。

4、桩基检测技术

4.1 钻芯法

钻芯法作为一种直接法，作为能够直接控制桩基完整性的直接方法，也可以对强度进行测试。直接从桩中取中心，可以直接测量桩的长度和砂土的厚度，直接观察桩的质量。等检查方法无法实施。取心部分的测试可以确定混凝土的强度，评价桩的质量。钻芯法也存在一些缺陷，首先不能检测桩径小的桩基，只能应用于桩径大于800mm的桩基检测，只能反映大面积桩的部分缺陷，对小缺陷检测效果不好，不能有效反映。

4.2 低应变检测技术

低杆检测技术主要是指炉顶部受到外界冲击力的作用，桩基的顶部会产生以桩体为轴线的纵向应力波。该应力波在特定的传递过程中，通常伴有生殖路径长度的一定变化，因此，如果检测人员发现某个桩基波段出现异常情况，可以立即判断桩基结构出现缺陷。与传统的基于堆栈的检测技术相比，该无损检测技术运行过程方便，经济性强。从实际应用的角度看，该检测方法在实际应用过程中有一定的局限性。

4.3 反射和声波透射法

建设过程要受到多种因素的制约，实际地质情况和实际土层结构变化需要改变桩基和地基的实际承载力。因此，对桩基和地基的实际检测工作必须完善，检测方法也必须不断精益求精和发展。近年来，声波透射法与先进的检测仪器配套使用，在检测中取得了良好的使用效果。在检测中，声波传输方法具有突出优点，结合先进的技术手段和检测设备，使检测效果基本符合现有技术指标是重大的质量提高。声波透射法可以结合投影设备评价基桩质量问题，进行全方位无死角精密检测，同时结合有效的技术手段对基桩和地基进行超声波检测。脉冲星是一种先进的检测设备，主要能发射周期性信号进行检测，穿透混凝土表层物质评估内部情况，接收端安置评测仪器，直接接收和采集返回信号。

4.4 高应变应力检测波法

高应变应力检测波法是一种动态测桩法，其原理是重锤撞击时的力和速度信号是通过在离桩顶一段距离的桩内打孔并对称设置力和速度传感器来采集的，在此基础上确定桩的完整性。通过重锤的位置，会产生旁通的冲击，导致桩土之间发生塑性位移，凸起桩侧与桩端之间产生摩擦，因此在传感器采集的信号中存在承载力因素，因此还可以确定桩基的极限承载力。由于检测准备时间长、成本高，一般只用于桩基承载力检测工作，对结构的完整性检测应用很少。

4.5 结合静载试验法

在实际测试过程中，必须选择合理有效的测试方法，使实际测试值接近实际情况。在现场测试过程中，应结合现场实际情况，选择合适的测试方法，以获得最准确的值。桩基和基础检查工作中最重要的是承载力测试。也就是说，测试桩基的实际载荷力，结合桩基的载荷力进行准确的测试，确保在垂直状态下进行有效的测试，测量实际载荷力。驻波实验是一种较好的检测手段，是方向性较强的检测方式，其检测方法较为简单，在实际工作中也能保证准确度。在具体检查过程中，操作过程和方法如下:（1）建设辅助设施，在桩基底部增设辅助设备，增加部分实际荷载，然后控制和加固荷载，通过技术手段进行有效控制，通过技术手段促进桩的均匀受力。（2）对档案及地基进行有效的技术观测，记录不断观测时的数值变化，检测荷载增加过程的变化数值，观察档案的实际作用。（3）准确比较这些数据，记录变化值，结合实际因素编制荷载变化曲线，结合曲线进行技术分析，评价桩基实际承载力，评价工程质量，全面评价施工效果。

5、施工要点

5.1 桩基施工准备

施工前必须进行建筑桩基工程调查，同时，要做好现场勘察及准备工作。（1）对施工现场及周边环境进行实地调查。施工前对桩基施工现场进行综合调查，提供必要的资料，提供选型管理。（2）技术准备。主要包括：组织、制定施工计划，并规定桩机、桩法、施工顺序、邻近建筑或地下管道、轨道的防护措施。施工进度计划应当包括按照施工总体进度计划进行的打桩施工计划，从而确定技术工艺参数。

5.2 做好现场仪器设备的管理工作

桩基检测方法多种多样。使用的专业工具也不同。在现场管理各种测试工具时，必须做好4件事。（1）要做好设备的进场管理。根据桩基工程的实际情况，选择适当的桩基检查方法，根据检查过程有秩序地引进设备，避免进入检查工作区。（2）做好电气设备检查工作，确保设备漏电保护装置状态良好，电缆及电气设备的绝缘装置不受损坏。同时要做好手动电动工具的绝缘检查工作，保证电钻、手动研磨机等设备的绝缘性能良好。（3）做好大型机械设备的档案管理，确保运输设备、起重机设备、焊接设备信息齐全，在使用过程中不出现大型设备问题，造成人员伤亡。（4）做好起重设备的检查和管理。检查起重机设备支撑支架的稳定性、是否存在未完全伸展问题、是否存在支撑架下沉问题。确保起吊设备运行良好，防止起重设备发生翻车问题，造成人员伤亡。

5.3 优化管理体系

当前管理模式无法适应新时期建筑行业的发展需求，因此应该及时总结管理经验，引入先进的管理理念和方法，提高桩基工程质量检测水平，增强各个流程及环节的规范性。质量认证和ISO质量体系在实践中的应用效果较好，应该对当前质量标准予以细化，从不同角度出发衡量桩基的施工质量，在完善的质量保证体系下增强质量控制效果。在实践工作当中应该对《桩基检测工作手册》予以全面完善和优化，明确桩基检测、现场测量和记录分析中的要点及难点，以达到动态化管理的目的。

5.4 做好未处理桩孔的安全管理

加强对施工人员的现场安全教育，提高安全意识，使施工人员在施工中自觉采取安全预防措施。通过加强安全培训，现场工作人员认识到改进桩孔加工、处理桩孔和减少安全风险的重要性。提高现场施工人员的专业安全操作能力，使他们能够在桩基交叉作业中掌握正确的危险事故应对措施。做好施工现场安全检查工作，及时检查施工现场安全风险，有效防止安全事故的发生。如果做好现场安全疏浚管理，管理层可以及时发现未处理桩基洞的安全隐患，并向相关工作部门反映此问题，专家将负责处理桩基洞。

5.5 确保桩基检测工作过程的规范性

对于已完成的桩基工程，在投入后续生产时，应及时进行检查，以确保建筑物的安全和稳定性。在桩基工程检测过程中，按照国家有关规定进行了检测，使桩基工程符合国家有关规定，在后续生产过程中具有更大的生命力，保证了施工的经济效益。

5.6 规范桩基检测的作业流程

调整桩基测试工作程序，使测试人员能够严格按照执行阶段进行测试和执行，同时提高测试工作的质量，避免辅助工作增加执行不安全因素。执行明确的测试任务并集成测试报告模板。审计师确认数据正确后，数据将输入到报告模板中，测试模板将由内部审查机制进行审查。与此同时，制定了侦察行动的安全管理条例，明确了侦察人员在调查时应注意的问题。