地基基础检测的重要性和关键技术研究

2023-03-13卓仕克

建材与装饰 2023年7期

卓仕克

（惠州市惠城区建设工程质量技术服务中心，广东惠州 516001）

0 引言

在工程建设过程中，地基施工质量对整体建筑的荷载能力以及稳定性具有重要的影响，地基质量存在问题时，容易引发地基沉降变形以及其他质量问题，严重影响工程建筑质量。因此，在施工前应进行全面的地基基础检测工作，了解地基范围内环境实际情况。在该过程中，工作人员应加强对检测技术的掌握效果，以进一步提高工程地基检测的准确性。

1 地基基础检测的重要性

现代化背景下，建筑工程规模不断增大，同时，建筑物高度大幅度地增高，这使得建筑物对地基工程质量的要求不断加大，只有保障地基质量和稳定，才能够有效保障整体工程的安全性。基于此，对建筑物工程进行地基基础检测十分必要。通过地基基础检测，不仅能够全面掌握建筑物地基质量和现状，同时，能够为设计和施工单位提供具体参数，便于工程进行合理设计和施工。地基基础检测对建筑工程施工具有重要作用，一方面，能够提高建筑安全性。工程建筑最重要的根本要求是提升建筑安全性，通过地基基础检测能够了解到地基实际情况，以便结合实际需求构建相应的施工方案，进一步保障建筑物的安全性。另一方面，能够优化建筑设计方案。通过对建筑物地基基础的检测，了解到其中存在的不足和缺陷，便于设计人员结合实际情况优化施工方案，使工程建设效果得到保障。因此，应加强对地基基础检测工作的重视，相关工作人员应加强对检测技术的学习和掌握，提高检测准确性，为相关工程施工建设提供优质服务。

2 地基基础检测项目内容

建筑工程地基基础检测过程中，主要检测内容包括地基承载能力的检测以及地基沉降变形值的检测。地基承载力大小关系到建筑工程施工技术方案以及施工技术选择等方面内容，并且对建筑稳定性和安全性存在较大的影响，因此在检测过程中，应重视地基承载能力方面的计算和分析，为工程设计和施工人员提供准确的地基检测结果。地基沉降值和变形值主要对地基工程强度和刚度产生影响，沉降值过大或变形值不均匀等情况，将会使建筑物在使用过程中出现沉降不均匀情况，极易造成严重的安全事故，因此需要对其进行合理检测，确保其在标准范围内，若存在问题，应提前进行合理调整。

3 地基基础检测中的难点

地基检测过程中存在一定的难点，首先，检测环境复杂，我国地域幅员辽阔，不同地区的地形地貌存在相应特点，地质环境同样存在较大差异，这使得在检测过程中，工作人员需要在了解当地地质环境大致基础的条件下，选择恰当的检测技术并制定相应的检测计划，才能够有效提高检测精准度。其次，地基检测影响因素多。工程地基基础检测时需要对地下较深处的地基结构进行全面检测[1]。在该过程中不仅会受到环境因素影响，同时受到设备功能、检测技术等方面的影响，使地基检测工作开展难度相对较大。最后，检测难度大。在进行地基基础检测过程中，部分区域地基可能未被开发过，部分具有工程建筑施工历史，土地内部不完整，因此判断难度较大。

4 地基基础检测关键技术

4.1 高应变检测

高应变检测主要的检测内容为单桩竖向抗压承载力和桩身完整性，在检测过程中，需要在桩基础顶部施加冲击力，使其产生足够的贯入度，在该过程中检测桩身中的质点应力以及加速度变化情况，介质波动理论或凯斯法等方式进行分析和判断，了解单桩结构中竖向抗压承载力情况以及桩身完成性变化。在检测时，使用重锤在桩顶部锤击，产生较大的冲击力，同时，对其变化情况进行检测，在该情况下，动态土阻力R与静载时的静阻力Q以及总阻力Z之间的关系如式（1）所示。

利用计算机软件计算和分析检测数据，最终得到相关的桩基变化情况，以便合理分析建筑工程中桩基质量和状态。

施工人员选择使用高应变检测技术时，首先，应明确高应变检测技术的适用范围，该技术主要对打入式预制桩进行检测，在打桩过程中检测桩体进入过程，在。单桩静载试验中检测桩体结构的承载力和完整性。同时，能够检测简单的二级建筑基础竖向抗压能力。其次，由于建筑桩基数量较多，在检测时一般通过利用打桩记录来抽取其中质量较差的桩基结构，对该类型桩基础进行全面检测，避免存在任何一个不合格基础桩。结合高应变检测相关要求，工程中检测的总桩基数量应大于建筑物桩基础数量的5%，若桩基数较少，在检测时应避免检测数量小于5。在检测过程中，发现桩基础质量存在问题，需要增加抽检数量，以进一步提高检查的准确性。最后，选择设备时，为使桩基能够在土中产生一定的位移，因此需要击打设备具有较大的能量，在选择设备时，可以选择重锤装置，以提高锤击效果[2]。重锤装置应大于桩基预估的承载力极限值1%左右，同时为避免击碎桩基顶部，应控制落距在2m以内，不超过2.5m。

以河南岸第二社区卫生服务中心（区疾病预防控制中心）工程项目为例进行分析，项目拥堵面积为6237m2，含有一层地下室，在进行高应变检测过程中，应在桩基础结构中安装应力应变检测设备和加速度传感器，同时在击打过程中收集桩基变化移动数据。借助桩基计算工具进行合理计算，得到相关准确值，并利用CAPWAP信号模拟器及相关设备完成检测。通过对检测结果进行分析，能够发现桩在冲击力作用下，桩顶处的加速度较大，但整体桩基结构无异常检测结果，桩体检测后完整系数约为0.98，完整性较为良好，由此可见桩基结构无明显缺陷。

4.2 低应变检测

低应变检测同样是建筑工程地基基础检测过程中的重要检测手段之一，该检测主要检测桩身结构的完整情况，分析桩体中是否存在缺陷等情况，同时检测结果能够应用于桩长和混凝土等级校对等方面[3]。在检测时需要在桩顶施加动态力，使桩基结构与土体之间产生动态相应情况，借助传感器探测桩基位移和速度等相关数据，并利用反射波等技术检测桩基完整情况。在检测时，若桩基存在故障问题，会造成反射波的变化，反射效果与正常情况不符。在检测混凝土强度等级时，需要结合桩基故障位置和混凝土中应力波速度进行计算如式（2）、式（3）所示。

在具体检测和计算过程中，可使用低应变检测仪器完成反射波检测，进一步提高桩体检测的精准性和可靠性，检测设备的性能指标如表1所示。

表1 低应变检测仪性能指标

在使用反射波进行检测的过程中，若整体无异常反射情况，并且波动状态较为正常，则可以证明桩身处于完整状态；在波速状态正常，但波形发生畸变时，则表示为桩体存在轻微缺陷，但对整体结构应用效果不存在质量影响；在波速降低并且波形出现较大畸变时，表示桩体结构中存在较为明显的缺陷，会对建筑地基质量产生一定影响；若波形和波速均发生较大的变化，则证明桩体内部出现断裂等情况，严重影响桩基稳定性。

4.3 声波透射检测

声波透射法检测过程中，能够通过测量声波传输频率和波幅变化情况判断地基桩基础完整性和缺陷程度及位置。其主要对混凝土灌注桩桩体进行测量，检测效果较为理想，不仅具有较高准确度，同时能够判断缺陷的具体位置及大小情况。但由于其在测量过程中需要埋设声波测量设备，使整体成本较高[4]。

具体检测过程中，应先校准检测设备，并将声波发射器与接收器分别放置于相应位置。并使发射器与接收器保持同步升降状态，声测线间距应控制在200mm以内，在检测时应精准记录每条声测线具体的声时、首波幅值、信号频率等相关参数，结合检测结果分析混凝土灌注桩桩体完整性情况。

4.4 钻心检测

钻心检测法是一种通过钻机钻孔，在桩基内部取样检测的方法，分析桩基的抗压强度，同时，能够分析桩基中是否存在缺陷故障。由于样品检测过程中得到的数据较多，因此，该方法使用范围较广。检查人员根据检测结果直观的分析桩体质量和强度以及桩基完整性。具体检测过程中，控制液压钻机设备，使其在转速790r/min以上，压力大于1.5MPa的条件下钻进，操纵设备在相应位置完成采样工作。在钻进和切割过程中，为避免桩体出现振动倾斜等情况，影响采样质量，应提前做好固定工作，使用扶正稳定器等加强设备固定效果。采样完毕后将样品转移到实验室中进行进一步检测，获得样品的实际强度和故障情况。

4.5 土壤氡检测

氡（Rn）是一种具有放射性的元素，在自然界往往以单质形态存在，无色无味，其通过空气进入人体内后，将会出现衰变，衰变过程中产生α离子，对人体呼吸系统产生严重的损害，易造成肺部癌变[5]。由于氡在土壤中的含量相对较高，且具有较强的迁移性，因此，在建筑工程使用前，需要对施工单位内的土壤氡含量进行检测。

常见的土壤测氡技术有3种：①α杯测氡法。利用α杯的吸附性，吸收土壤中的氡，在放射性元素动态平衡理论的基础上，氡元素会逐渐向平衡方向发展，促使测量α杯中氡的浓度较为平均，能够代表该范围得到氡浓度。②泵吸α能谱法测氡。该方法原理同样为放射性动态平衡理论，在检测过程中通过泵吸的取样的方式进行分析，具体如图1所示，218Po为氡222Rn的第一代子体，在正静电高压电场环境中，被吸附的氡发生α衰变，在该过程中测量能够体现出α特点的218Po，间接获得氡的含量。③RaA测氡法，该测量方式实施过程中，需要利用活塞型氡气取样设备，抽取土壤中的空气，放入静电吸附腔中，对其中218Po进行测量，推测土壤中氡的浓度含量。

图1 泵吸α能谱法测氡

以隆生金山湖中心项目为例进行分析，该项目位于金山湖岛内，由三块相邻地块徐成，项目内容主要包括高层住宅区、高层办公楼、商务综合体、地下车库以及相关配套设施。整体占地面积约为115440.89m2，建成后人口较为密集，因此需要测量土壤中放射性元素。结合实际情况选择恰当的测量方法，并与相关检测标准进行对比，得到区域内部放射性元素的含量是否符合建筑要求。