建筑工程桩基检测技术探讨

别俊含

(安徽省建设工程测试研究院有限责任公司,安徽 合肥 230051)

0 引 言

我国科学技术发展进一步加快,建筑行业处于上升时期。桩基检测技术在其中占据重要位置,计算桩基自身承载力和相关数值时,在检测阶段,也不会对桩基自身质量造成影响,确保桩基工程施工质量和效果,为建筑工程施工顺利开展提供帮助。

1 建筑工程桩基检测工作中存在的问题

1.1 桩基检测机构内部管理制度不完善

各种类型建筑工程施工阶段,完善的管理体系在其中占据重要位置,而桩基检测工作的顺利开展,也需要具备完善的管理制度。但相关调查数据显示,多数施工企业不具备专业化的管理制度,导致桩基检测工作流程不规范,阻碍了工程施工的顺利开展,同时也降低了建筑工程施工质量。

1.2 检测市场运行体系不完善

当前,满足建筑工程施工质量检测服务机构要求的主要包含国有企业和民营机构,不同检测单位收费标准不统一,造成一些资质水平较差的检测单位为获取相关业务和工作,实行低价竞争的措施,为增加其自身经济效益,导致相关处理工作存在草率的问题和现象,影响检测工作的客观性和数据的准确性。[1]

1.3 检测数据准确度较差

当前,建筑工程在开展桩基检测工作时,由于有关数据不清晰和不准确,导致与执行工作中要求不一致,其主要原因是在检测工作中时间较短,检测流程不规范,同时不具备完善的检测方案,影响建筑工程桩基检测工作的效果。

1.4 人为影响因素

依照相关调查数据,多数建筑工程开展桩基检测工作时,由于检测工作人员编写的报告不规范,其主要原因是检测工作人员自身专业水平与综合素质较差,影响桩基检测工作质量。所以,通过提升桩基检测管理工作力度,提升检测人员专业水平与综合素质,才能够加强桩基检测工作流程的规范性,提升检测工作的质量,同时落实检测团队建设工作,为建筑工程施工顺利开展提供帮助。

1.5 检测方法选择不准确

忽略多种方法综合检测桩身完整性的必要性,尤其在桩身完整性检测过程中极为突出。低应变法桩身完整性检测,因其实施快捷、轻便、造价低等特点,应用于几乎每个桩基检测工程,但其自身也存在理论假设条件、检测精度、有效深度及应用桩型等限制条件,国家相关标准规范也多次倡导了多种方法检测桩身完整性的综合应用。低应变法常因检测精度或有效深度等问题,导致低应变检测存在误判可能。如对大直径灌注桩、预制管桩,只采用低应变完整性法检测,就忽视了声波透射法、钻芯法、孔中摄像法及高应变法等多种方法优势互补的综合应用,导致检测结果准确性大大降低。

2 桩基检测技术要点内容和方法

2.1 低压变检测技术

通过对多种类型工程桩基检测技术的了解,只有固定规格的桩基才能够运用低压变检测技术,符合建筑工程施工中的要求与标准。低应变法检测目的是对受检桩的桩身完整性进行检测,其原理是将波动理论应用于基桩检测,即以波在不同阻抗和不同约束条件下传播特性来判别桩身质量,并根据弹性波的传播速度推算桩混凝土平均强度。

2.2 超声波检测技术

当前,多数建筑工程开展桩基检测工作时,普遍运用超声波检测技术,在实际运用的过程中,通过对工程检测工作要求和标准的了解,控制桩径符合相关规定与标准,确保桩基自身稳定性和牢固性能够满足相关规定与标准。[2]另外,在运用超声波检测技术开展桩基检测工作时,需在开展钢筋孔加工工作时,将检测管放置在桩基底部,同时绑扎在钢筋笼内侧,通过这样的方式,确保检测管自身的牢固性和顺直性,进而确保定位的准确性。

2.3 钻孔抽芯检测技术

钻孔抽芯检测技术的应用,通过取出桩基内部的芯,对桩基内部缺陷和混凝土质量以及桩基长度检测。而钻孔抽芯检测技术,还能够满足桩段岩石检测工作的需求与标准,在对不同类型物品检测工作应用情况下,会体现不同的优势和价值,而通过对钻孔抽芯检测技术的应用,会对桩基自身造成影响,同时检测数据也存在偏差,所以,当前在开展桩基检测工作时,需通过对实际情况的了解和掌握来选择科学合理的检测技术。

2.4 成孔质检方式

桩基工程在实际施工过程中,桩基自身成孔质量与整体工程施工效果之间具有密切联系,如果出现不合理问题,会对整体成桩施工质量造成影响。当基桩孔径较小的情况下,会降低基桩自身的承载力,同时影响其自身的承载效应,反之,如果桩基自身孔径较大,会提高桩基自身的阻力,限制桩基自身的作用和价值。[3]另外,建筑桩基工程施工阶段,当桩孔出现偏斜问题的情况下,也会对桩基自身承载力造成影响,所以,成孔质检工作具有重要作用和意义。但由于成孔质检工作环境非常复杂,经常会遭到人为因素和自然因素的影响而出现坍塌,对工作人员生命和财产安全造成威胁。

3 优化建筑工程桩基检测技术措施

3.1 完善相关规章制度

当前,通过对国家相关规定和标准的了解,不断优化和完善建筑工程施工质量检测管理制度,同时针对桩基施工质量检测工作的开展,建立规范化的工作方案和流程,为建筑工程桩基施工质量检测工作开展提供制度方面的支持。

3.2 建立完善监管机制和体系

随着国家和政府部门对于桩基检测工作的关注和重视,逐渐落实监管机制,而桩基检测工作监督工作的开展具有重要作用和意义,站在政府相关部门的角度,强化监督和管理工作力度,引导企业提高对建筑工程桩基工程施工质量的重视程度,在这样的情况下,需要政府相关部门通过对建筑行业市场发展状况的了解,建立完善施工质量监督体系,并提高执法工作力度,打击不符合质量要求的工程项目,促进企业逐渐重视质量监督工作的开展。

3.3 提高检测工作人员专业水平与综合素质

建筑桩基工程施工的顺利开展,检测工作人员在其中占据重要位置,但当前多数检测工作人员存在专业水平与综合素质较差的问题,同时没有较强的责任心,如不能够及时对其处理,会对桩基检测数据和结构造成影响,突出检测工作人员专业水平与综合素质的重要性。站在施工企业发展角度来看,应定期开展相关培训,培养检测工作人员自身综合素质。检测工作人员在符合相关要求与标准后,才能够参与桩基检测工作。[4]对此,检测工作人员的发展,只有通过定期开展培训活动,才能够提升检测工作人员专业水平与综合素质,满足桩基检测工作开展的要求与标准,加强建筑桩基工程检测工作的效率和质量。

3.4 提高管理体系模式化管理工作水平

建筑工程在开展桩基检测工作时,保障管理体系的规范性,逐渐形成科学合理的管理模式,控制桩基检测工作流程中不规范的问题和行为。另外,通过提升检测单位内部管理工作,鼓励检测单位依照国家质量规定标准和体系,开展桩基检测工作,并完善桩基质量检测体系,强化桩基检测工作流程的规范性,确保管理工作在各个检测工作中体现其自身作用和价值,从而促进桩基检测工作顺利开展,强化建筑桩基工程施工质量。

3.5 保障管理工作流程的规范化

当前,管理工作在桩基检测工作开展阶段中占据重要位置,但只有保证管理工作的规范化,才能够避免检测工作中出现不规范的行为和操作,只有通过对相关规定和要求的了解,强化管理工作规范化水平,才能够强化工程施工的规范性。[5]另外,在开展建筑工程桩基检测工作时,应明确检测工作的情况,将相关内容汇总为桩基检测手册,以提升内容的真实性,引导检测单位重点关注手册内容监督和检查工作的开展,在出现问题的情况下,及时采取处理措施,明确主要负责人,保障桩基检测工作的质量和效果。

3.6 运用合同管理和市场监督方式控制桩基检测工作

工程施工质量检验工作的效果,如果不符合建筑行业市场发展要求与标准,证明建筑桩基工程施工质量不合格。所以,市场规范施工质量的方式具有重要作用和意义,对于提升检测工作质量和效果也占据重要位置,体现市场监督工作的作用和价值,同时融合合同管理工作的作用,提高约束力度,强化检测人员对于检测工作开展的重视程度,避免桩基检测工作的开展出现形式化的问题。

3.7 规范各方主体责任

加强试桩的检测控制。试桩数据是为设计提供依据的重要参考,不容小觑。试桩的确定应由建设单位组织,设计单位主导,监理、勘察、施工、检测单位共同参加,明确试桩数量及位置,并形成书面材料。情况特殊时可采用专家论证会的方式确定。

落实建设单位的首要责任。桩基检测工作应由建设单位委托,并对检测方案进行确认,检测过程应使用信息化系统,实时上传,不得人为干预,发现问题及时上报主管部门。

3.8 运用现代化网络技术

中国科学技术发展水平不断提升和进步,先进技术在各个行业中得到广泛推广和运用,当前桩基检测工作的开展,通过对现代化技术的运用,掌握网络管理信息资源,提高桩基检测工作的效率和质量。当前通过对网络管理信息资源的运用,实现资源交流的发展目标,简化数据查阅流程,及时发现施工中存在的问题,采取科学合理的处理措施,以进一步提升建筑桩基工程施工质量。

4 创新检测方式提升检测效率

4.1 预埋载荷箱法基桩载荷试验

桩基承载力是桩基工程质量控制的首要目标。目前,常规检测方法采用堆载法提供反力,对桩身施加荷载,通过基桩本身的位移来判断承载力是否符合设计及规范要求。此检测方法虽然直观,但耗费的施工成本相对较大。预埋载荷箱法基桩载荷试验是一种新型的检测方法,在我省完成了数百个大中型检测项目,效果良好。桩基深层静载荷试验是在桩底持力层或桩身要求测试部位预先埋置加荷装置,利用加荷装置上下端桩土体产生的作用力和反作用力,对桩底持力层或桩侧进行应力-位移试验,根据实际测试结果按照规范给出桩端阻力或桩侧摩阻力及单桩竖向承载力。

某工程东侧部分区域采用钻孔灌注桩基础,总桩数为10根,桩身混凝土强度等级为C40,桩径为1 000mm,桩端持力层为④层粉质黏土+粉土层。该层桩端阻力极限标准值为qPK=1 200kPa,单桩设计承载力特征值分别为2 500kN、4 000kN,采用预埋载荷箱法单桩静载试验检测单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。本次试验采用慢速维持荷载法,加载时分级荷载为最大试验荷载的1/10,第一级取分级荷载的2倍加载。卸载时每级卸载量均为加载时分级荷载的2倍,逐级等量卸载。检测数据如下:

(1) 2#桩加载至4 400kN时,载荷箱下位移为3.07mm,上位移为1.88mm,Qb-sb、Qs-ss曲线在加载范围内为缓变形曲线,载荷箱下段桩极限承载力为4 400kN,载荷箱上段桩极限承载力为4 400kN。W =346kN,Quu=4 400kN;Qud=4 400kN;γ1=1.0,根据JGJ/T403—2017第5.0.4条,推算得出该桩的单桩竖向抗压极限承载力可取8 453kN。

(2) 7#桩加载至2 700kN时,载荷箱下位移为4.63mm,上位移为1.62mm,Qb-sb、Qs-ss曲线在加载范围内为缓变形曲线,载荷箱下段桩极限承载力为2 700kN,载荷箱上段桩极限承载力为2 700kN。W =288kN,Quu=2 700kN;Qud=2 700kN;γ1=1.0,根据JGJ/T403—2017第5.0.4条,推算得出该桩的单桩竖向抗压极限承载力可取5 111kN。

通过预埋载荷箱法静载试验推算出单桩竖向抗压承载力满足设计要求,较常规堆载检测大幅度提升了检测效率。

4.2 高应变法基桩竖向极限承载力检测

高应变法基桩竖向极限承载力检测是采用重锤在桩顶施加足够大的冲击力,使得桩身在冲击应力波的作用下产生纵向弹塑性位移,桩身及桩底与周围地层介质产生相对位移和形变,使得基桩侧阻力和端阻力被激发出来,不同深度的地层对基桩产生的阻力应力波通过桩身向上传播至桩端检测面,采用专用的高分辨率工程测试设备在桩端检测面接收力及加速度信号,应用CCWAPC波动理论拟合方法进行桩身各单元的阻力、阻抗等参数计算, 可以获得桩身摩阻分布、端阻及内力分布等,最终可计算出单桩极限承载力、桩身受力性状、桩身质量等,为设计和建筑物基桩承载力验收提供依据。

某工程基础采用PHC管桩,设计桩长为11～12m,设计桩径为500mm,桩端持力层为⑥层强风化泥质粉砂岩层,设计单桩竖向抗压承载力特征值为1 000kN,桩身混凝土强度等级为C80。前期试桩采用堆载法静载试验,三根试桩极限承载力达到2 000kN,满足设计要求,为提高检测效率后期工程桩检测采用高应变检测基桩单桩竖向极限承载力。检测数据如表1所示。

表1 检测数据

通过动静试验对比,可以得出高应变法基桩竖向极限承载力检测能够满足单桩极限承载力检测需求。同时,提升了工作效率,大大减少了委托方工期要求,是验证桩基承载力的有效手段。

5 结束语

当前,建筑业已由高速发展向高质量发展转变,每次建筑工程质量检测至关重要。因为建筑工程桩基检测工作的开展非常复杂,检测人员需要通过对施工现场状况的了解来选择先进化检测技术。同时明确工程施工中的要点内容,并在检测工作阶段丰富其自身工作经验,开展合理桩基评价工作,不断优化和创新桩基检测技术,提升其自身专业水平,从而强化建筑工程施工质量。