浅议建筑基桩检测技术要点及事故处理

陈鹏

（福建省中正辉煌工程检测有限公司　福建省　福州市　350000）

浅议建筑基桩检测技术要点及事故处理

陈鹏

（福建省中正辉煌工程检测有限公司福建省福州市350000）

随着建筑业的不断发展，桩基工程被广泛运用于建筑工程中，近年来，由地基引发的安全事故频频发生，严重危及人们的生命健康及财产安全。地基的质量关乎整个建筑物的结构安全，对地基采取检测技术是保证施工质量的重要环节。笔者以实际工程为例，对地基基础检测工作中引发的安全事故进行分析，总结安全事故发生的原因及处理方法，针对桩基检测过程中易发生的危险事故，提出针对性地预防措施。

建筑业；桩基工程；检测技术；质量

随着经济的不断发展，各种基础设施逐渐完善，建筑行业的规模随之不断扩大，人们对建筑质量的要求越来越高，天然地基已不能满足当前建筑发展需求。我国目前的地基处理方法包括：强夯法、水泥土搅拌法、换填法、振冲法及化学加固法等，这几种地基处理方法虽然已经发展成熟，但地基是建筑的核心环节，存在着多样性、不定性及复杂性等特点，使得地基工程不能完全掌控[1]。因此，地基工程结束后，必须进行地基检测，确保地基质量的同时，对整个建筑物的质量起到基本的保障作用。

1　高应变动力桩基检测技术及案例分析

此种检测技术为凯斯法和波动方程拟合法。其在现场采集而来的波形曲线是FU-t曲线的Fmax，Vmax前面曲线重合，F、V峰值之间存在一定的比例，两种曲线最终归零。要确定高应变动力检测得到的总静阻力是否能作为基桩最终承载力的代表，主要查看的是众多数据中的最大锤击力及最大动位移[2]。

实际地基工程检测中，高应变动力检测报告给出的FU-t曲线通常会出现Fmax与Vmax前面曲线无法重合，F、V峰值没有形成比例，两种曲线最终未归零等现象。出现上述现象说明现场检测到的波行曲线不能满足检测要求，属于不合格检测，使得采集而来的数据不正确，这时无论采用凯斯法还是波动方程拟合法，得出的结果均是错误的。导致此种结果的主要原因是：检测人员缺乏高应变动力检测知识；安装传感器的方法有误；对先进仪器设备过分依赖，使得所得数据误差大等。检测结果一般通过计算机完成，其对现场数据加以采集，系统直接对数据进行分析，计算出最终结果。计算机采集方便快捷，节约人力物力，但其存在的弊端是：无法识别现场检测的波形曲线是否合格、采集的数据是否正确，采集的错误信号计算机照样采用，根据错误数据算出计算结果[3]。由此可见，计算机检测不够灵活，误差大，对高应变检测记录到的波形曲线未经分析直接得到的检测报告，准确度不高，如不经分析检验直接采用，其危险系数极高。例如：福建炼油化有限公司在福建泉州市的泉惠石化工业区项目，该工程所在区域地质构造为浙闽活化陆台，基底由变质岩系组成，盖层分布着中生代火山岩系，境内褶皱不发育，第三纪以来的新构造活动强烈，本区地震基本防设烈度为Ⅶ度，地震动峰值为0.1g。地基下卧地质情况以深厚残积土层为主，混凝土强度为C80，采用曲线拟合法理论判定基桩承载力，利用高应变动力检测基桩质量，检测前保持试桩周边的平整性，地坪保持一定的承载力，清除试桩周围的障碍物，确保导向装置的平稳安装；深基坑工程，选择挖土运输通道未挖成时委托的方式，采用挖机进行辅助运输，确保落锤的导向。桩头顶面平整、密实，桩头中轴线与桩身轴线重合，桩头面积与桩身相等，灌注桩接桩头，桩头混凝土强度比桩身高1个等级，各主筋在同一高度，使用5mm钢板围成护筒，加以木板，采用50mm细沙，均匀覆盖在桩顶面，高应变测点截面尺寸与桩身相同。结果测出，桩身最大应力小于桩屈服强度，由此可见，根据工程实际情况，采用合适的检测方法，有利于工程的计算与预测，为桩基实质质量提供保障。

2　低应变动力桩基检测技术及案例分析

PIT法检测的理论基础是一维弹性波动理论，是利用应力波在混凝土中的传播与反射来判断基桩缺陷的一种方法，即在桩顶部给桩施加竖向激振，此时，弹性波会沿着桩身不断向下传播，一旦桩身存在明显波阻，会产生反射波。因此要求手锤要垂直桩顶面，锤击点要平整，锤击动作干脆，形成单扰动应力波，这里值得注意的是单扰动，但实际施工现场却存在各种大型（重型）设备工作时产生超强的地面震动以及机器工作时因轰鸣声而产生的超强声场，主要有以下主要影响因素：

（1）检测现场正进行柴油（静压）打桩机打桩时；

（2）检测现场正进行基桩高应变法、钻芯法检测时；

（3）检测现场正进行灌注桩机械冲孔施工时；

（4）检测现场正进行电锯砍（切）桩工作时；

（5）检测现场锚杆机（土钉机）正进行护坡钻孔工作时；

（6）检测现场吊车、塔吊、大（重）型卡车在卸掉的重物与地面接触时。

显然，地面震动可能会引起土体带动桩身振动，干扰检测信号；设备运转噪音会与检测波发生干涉，影响反射波信号质量。而施工现场的震动现象无法避免，因此反射播发受干扰因素太多，影响检测结果的准确性，有待进一步完善。例如福建福州市某住宅楼工程面积7891m2，建筑面积4089m2，设计人工挖孔灌注桩50根，桩径600mm，单桩最大承载力800kN，混凝土强度为C20，此地层以沉积粉质粘土为主，按照施工要求，采用低应变动力桩基检测技术，对工程基桩进行检测，用锤敲击桩顶，给桩顶施加力量，由此产生应力波沿桩身纵波向下传播，应力波产生的阻抗形成反射波，接收的数据经过放大及滤波后，能识别桩身不同部位反射信息，由波形判断桩身完整性、缺陷部位。采用美国PDI公司研制的桩身完整性检测仪PIT，在桩顶安装加速度传感器，保证传感器与桩顶垂直，将传感器与基桩动测仪连接，人工产生激振波，对检测数据进行采集与储存。通过反射波法对波普进行分析，检测出各桩成桩质量良好，无断桩或离析现象，桩径无变化。

3　静载桩基检测技术及案例分析

静载桩基检测技术目前发展较为成熟，是确定桩基承载力及对应沉降方面最为准确的一种检测方法。但静载桩基检测技术也有一定的操作要求，须按照国家规定的标准流程和步骤正确应用，以此确保检测结果的准确性。

（1）采用锚桩反应梁方式及锚桩反应梁堆载联合方式时，要注意试桩、锚桩及基准桩之间的间距，保证测量结果的准确性。此种操作方法已有明文规定，以确保静载检测尽可能满足基桩实际工作条件，使得检测结果尽量接近准确值。实际地基工程检测中，多数采用常规工程桩作为试桩及锚桩，此种检测方法的弊端是间距不能满足规范要求，往往忽视试桩、锚桩及基准桩之间的间距，使得检测结果不准确，对建筑物安全产生一定的威胁。采用上述检测方法的原因是：不理解荷载传递机理和规范操作原理；检测机构为了迎合业主要求，扩大业务量；降低检测成本，放低检测技术要求等。

（2）记录试桩位移的百分表及位移传感器的安装，一般采用型钢制作基准梁，两端一般为粗钢筋，连接处一端是固定连接的方式，一端是自由连接的方式。此项规定的目的是：环境温度变化的时候，基准梁出现收缩变形现象时，使得百分表及位移传感器的误差减少。实际地基工程检测中，多数忽视上述内容，基准梁两端连线不是全部固定就是放置在块状物体上，一旦环境发生变化，基准梁容易变形，百分表或位移传感器的数据不准确，使得基桩承载力的判定结果受到影响。主要原因是：检测机构图安装时操作步骤简化；不了解基准梁设置的要求等。

（3）荷载架为静载桩基检测提供反力，其刚度能否满足设计要求是基桩检测是否合格、检测数据是否准确的重点。如果其刚度不够，试验到高吨位时容易出现安全事故，因此，根据设计要求规定，荷载架的承载力不可低于基桩承载力的1.5倍。

例如：某工程检测为竖向抗压静载荷试验，以试验桩为中心，平面尺寸为2m×5m，深度500mm，铺设的砂石厚度为150mm。严重平台上每个支座由两层水泥块组成，支座离试坑最近距离30cm，下层3个水泥块，上层2个，两支座对称，压重平台为工字钢排架，与挑梁焊接一体，上负配重1500kN，由5层水泥块同向放置而成。第一根试验桩2012年7月20号开始试验，7月29日第五根桩达到稳定状态，持续浸水24h，7月30日继续试验，加载至第十级，第十级5min读数记录时，出现崩落现象。出现倒塌的主要原因为：试验桩桩头没有达到设计标高，桩头部位无紧箍筋，桩头外露部位产生应力集中现象，配重压力通过千斤顶传至桩上后，试验发生剪切破坏，导致千金顶倾倒，配重压力落在支座上，连续下雨后地面承载力低，无法承受配重的动荷载，导致试验配重平台倒塌。静载试验可通过以下途径消除安全隐患：①总配重1500kN，两支座分别承担750kN，天然地基受力面积为3个水泥块面积，2.8m×0.6m×0.5m×3=2.52m2，天然地基承受力为297kPa；根据勘探报告得知，天然地基承载力特征值为160kPa，满足试验荷载要求，地基不会发生承载力不够失稳现象；②试桩桩头需做专门处理，保证试验过程中桩头不会因为破裂发生安全事故。桩顶设置钢筋网片，素混凝土桩可在桩头一定范围使用钢套筒箍紧；③配重码放平衡，保证重心与主梁在同一垂直高度，且与千斤顶垂直重合。

4　结束语

综上所述，建筑施工中，基桩是建筑的根本，基桩检测技术关乎整个工程的质量，不容忽视。现场工作人员只有对验收环节加以重视，将存在的安全隐患考虑全面，按照严格的操作规范，才能排除一切不利因素，保证建筑的施工质量，保证人们的生命及财产安全。

[1]徐卫明.基桩检测技术在建筑工程中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2011，22（20）：11～12.

[2]马凤生.基桩检测技术常见问题分析[J].山西建筑，2011，37（22）：58～59.

[3]朱小娟.论基桩低应变法检测技术的应用[J].建筑工程技术与设计，2014，13（28）：38.

[4]梁中天.高校学生公寓基桩检测技术应用研究[J].海峡科学，2014，12（7）：78～80.

[5]刘冀.建筑工程基桩检测技术[J].科技传播，2012，10（2）：93，83.

TU473.1+6

A

1673-0038（2015）04-0080-02

2015-1-6

陈鹏（1985-），男，助理工程师，本科，主要从事地基基础工程检测工作。