建筑工程領(lǐng)域的樁基檢測(cè)新技術(shù)

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摘要：隨著建筑高度的不斷增高，樁基礎(chǔ)成為一種常用的基礎(chǔ)形式，而樁基檢測(cè)是樁基質(zhì)量評(píng)價(jià)的一種有效手段。近些年來(lái)，樁基檢測(cè)技術(shù)也在不斷地發(fā)展，梳理樁基檢測(cè)的新技術(shù)是一項(xiàng)非常有意義地工作。鑒于此，整理了目前主要的樁基檢測(cè)技術(shù)和樁基檢測(cè)新技術(shù)的發(fā)展方向，供其他工程參考。

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；樁基檢測(cè)；新技術(shù)；工程參考

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑物不斷的增高和建筑物不斷向地質(zhì)條件差的地方發(fā)展，導(dǎo)致了樁基成為一種非常常見(jiàn)的基礎(chǔ)形式，而如何保證樁基基礎(chǔ)的質(zhì)量是一項(xiàng)非常重要的工作。樁基檢測(cè)是一種保證樁基基礎(chǔ)質(zhì)量的一種有效保障，能夠保證工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。本文梳理了樁基檢測(cè)目前技術(shù)手段和方法，并介紹了一些樁基檢測(cè)發(fā)展的新方向，希望能夠促進(jìn)樁基檢測(cè)行業(yè)快速良性的發(fā)展，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全和使用。接下來(lái)將從樁基檢測(cè)內(nèi)容、樁基檢測(cè)的技術(shù)與應(yīng)用和樁基檢測(cè)的發(fā)展新方向三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行闡述。

1樁基檢測(cè)內(nèi)容

樁基檢測(cè)是為了檢測(cè)工程領(lǐng)域樁基的完整性、承載力和穩(wěn)定性的一種技術(shù)手段。樁基檢測(cè)的內(nèi)容主要包括：（1）樁、墩、樁墻的水平承載力和豎向承載力；（2）樁基端部承載力是否正常；（3）對(duì)樁體、墩體和墻體的完整性進(jìn)行檢測(cè)；（4）對(duì)樁體與土層之間的摩擦系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；（5）對(duì)施工期間的施工噪聲、土的變形、土的震動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)；（6）在初步設(shè)計(jì)階段需要進(jìn)行檢測(cè)、在施工中需要進(jìn)行施工質(zhì)量檢測(cè)、施工結(jié)束需要進(jìn)行施工的驗(yàn)收檢測(cè)。

2樁基檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用

2.1樁基檢測(cè)技術(shù)

樁基檢測(cè)主要的方法有靜載荷試驗(yàn)法、反射法、鉆芯法、高應(yīng)變法、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法、超聲波檢測(cè)法和鉆孔內(nèi)水下攝像，接下來(lái)將針對(duì)這些方法分別進(jìn)行介紹［1］。（1）靜載荷試驗(yàn)法：主要用于檢測(cè)樁基的豎向承載力，是最為簡(jiǎn)單的樁基承載力的檢測(cè)方法。常用的試驗(yàn)方法為堆載試驗(yàn)法和錨樁法。（2）反射法：該方法是目前最為常見(jiàn)的一種方法，且檢測(cè)儀器小巧和檢測(cè)速度快。但該方法也存在一些缺點(diǎn)，比如樁體受到摩擦阻尼力的影響，使用儀器檢測(cè)時(shí)容易出現(xiàn)難以檢測(cè)缺陷類(lèi)型的現(xiàn)象，會(huì)給后期的檢測(cè)帶來(lái)檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)。（3）鉆芯法：常用于混凝土灌注樁的樁基檢測(cè)中，是最常用和最有效的方法。鉆芯法可以檢測(cè)混凝土樁基的強(qiáng)度、樁體的完整性和樁底部承載能力。樁芯法檢測(cè)過(guò)程中需要格外注意的是需要按照工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)操作和取樣過(guò)程。該方法也可用于深基坑的樁體檢測(cè)中。（4）高應(yīng)變法：主要用于檢測(cè)樁基的豎向承載力是否符合設(shè)計(jì)要求，可以根據(jù)此方法判斷樁基的縫隙和存在接頭等缺陷時(shí)，可根據(jù)缺陷的情況來(lái)判斷樁基缺陷的大小，同時(shí)可用于驗(yàn)證低應(yīng)變法檢測(cè)的其他問(wèn)題。（5）低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法：該方法是通過(guò)檢測(cè)人員使用小錘等工具對(duì)樁基進(jìn)行敲擊，然后通過(guò)在樁體上粘貼的應(yīng)變片發(fā)送的應(yīng)力信號(hào)來(lái)判斷樁體是否存在缺陷。（6）超聲波檢測(cè)法：超聲波檢測(cè)法類(lèi)似于低應(yīng)變法，超聲波檢測(cè)法通過(guò)在樁體內(nèi)部發(fā)射超聲波，根據(jù)超聲波的回彈對(duì)樁體的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，從而確定樁體的質(zhì)量，該方法對(duì)樁基檢測(cè)人員的業(yè)務(wù)水平要求較高，需要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的分析才能得到精確的分析結(jié)果。（7）鉆孔內(nèi)水下攝像檢測(cè)技術(shù)：鉆芯取樣法在部分工程中存在一定的爭(zhēng)議，比如樁體芯樣樣本由于機(jī)械原因破損，這時(shí)就需要采用光學(xué)攝影技術(shù)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。通過(guò)拍攝的圖像進(jìn)行觀察，就可以獲得準(zhǔn)確的樁體破損信息。

2.2樁基檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

接下來(lái)將主要介紹最常用的三種檢測(cè)方法的應(yīng)用。（1）靜力載荷試驗(yàn)的應(yīng)用范圍：靜力載荷試驗(yàn)法是目前應(yīng)用最廣的方法，可以測(cè)定樁體的承載力。靜載荷試驗(yàn)僅能對(duì)樁體的豎向承載力進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程需要根據(jù)場(chǎng)地和環(huán)境來(lái)確定加載的荷載，該方法可以檢測(cè)的內(nèi)容偏少，但是是最成熟的一種樁基檢測(cè)技術(shù)，建議在工程中大量使用，但是需要注意樁基檢測(cè)加載期間的安全問(wèn)題［2］。（2）超聲波檢測(cè)法的應(yīng)用范圍：該方法產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，目前主要用于混凝土樁體的檢測(cè)中，廣泛應(yīng)用于土木、水利、鐵路等基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)。該方法具有較高的科技含量，通過(guò)分析超聲波數(shù)據(jù)就能對(duì)混凝土樁體的缺陷和完整性進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，但是需要檢測(cè)人員具有較高的專(zhuān)業(yè)水平，因此目前主要應(yīng)用于大型的工程中，但是其發(fā)展前景非常的光明［3］。（3）高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍：高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)主要用于預(yù)制樁的檢測(cè)中，部分地區(qū)的場(chǎng)地土比較差，需要打樁的深度比較深，所以通常用采用打樁機(jī)來(lái)將預(yù)應(yīng)力管樁打入土壤，而這種樁的質(zhì)量檢測(cè)一直都是一個(gè)難題。高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)能很好的解決這一問(wèn)題，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為高應(yīng)變技術(shù)提供了有力的保證，目前該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)非常先進(jìn)，其技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，建議在動(dòng)力打樁工程中采用該方法進(jìn)行樁基檢測(cè)。

3樁基檢測(cè)的發(fā)展新方向

隨著深度學(xué)習(xí)和傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，樁基檢測(cè)呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展。隨著攝影技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷革新，使得樁基檢測(cè)可以從微觀的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，也使得樁基檢測(cè)更加精細(xì)化。樁基檢測(cè)發(fā)展新方向的大致思路：（1）使用先進(jìn)傳感器和水下微攝影機(jī)，采集樁體的數(shù)據(jù)；（2）將收集的信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)服務(wù)器，并積累若干年數(shù)據(jù)；（3）建立強(qiáng)大的樁基檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。（4）訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)的經(jīng)典模型，并對(duì)樁基檢測(cè)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行優(yōu)化；（5）智能化樁基檢測(cè)設(shè)備和平臺(tái)的研發(fā)；（6）將其應(yīng)用于實(shí)際工程中，不斷的積累和更新樁基檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，讓樁基檢測(cè)深度學(xué)習(xí)模型更加智能化［5］。

4新技術(shù)探究

4.1孔內(nèi)攝像檢測(cè)

新技術(shù)探究是預(yù)應(yīng)力管樁上要具備平行樁身的豎向孔，然后采用孔內(nèi)攝像頭對(duì)樁身進(jìn)行拍攝，攝像頭需具有高精度、高清晰度和高分辨率等功能，最后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀察情況對(duì)拍攝的照片逐幀觀察，分析樁身的缺陷位置、形式及大小?？變?nèi)攝像檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于：不受地質(zhì)條件、場(chǎng)地條件等因素的限制；效果直觀，可對(duì)缺陷的位置和形式做出準(zhǔn)確的測(cè)量和描述；可對(duì)深部缺陷和樁端缺陷進(jìn)行檢測(cè)，不受長(zhǎng)度限制。該檢測(cè)方法檢測(cè)結(jié)果直觀，適用于工程樁反射波法低應(yīng)變完整性復(fù)合性檢測(cè)，特別適合于司法鑒定或仲裁［4］。但該方法的局限性在于：只能看到樁的內(nèi)壁情況，無(wú)法看到焊縫的情況；要求管樁內(nèi)沒(méi)有雜物；對(duì)于斜樁，造成攝像頭移動(dòng)困難和攝像死角；由于攝像頭光源限制，對(duì)距離稍遠(yuǎn)或孔內(nèi)水體渾濁的情況，難于采到清晰圖像，造成檢測(cè)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。

4.2預(yù)埋管

抽芯法預(yù)埋管抽芯法適用于檢測(cè)樁基底部與持力層之間的沉渣厚度和樁端持力層的巖土性狀，其操作步驟為：(1)在每根樁基澆注砼之前，在樁中心位置沿著平行樁身方向預(yù)埋一根空心管(內(nèi)徑大于取芯鉆頭，底部離樁基的底部約0.5~1.0m，管底密封)；(2)等樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求齡期后，通過(guò)空心管把鉆具放到管底，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)要求的持力層深度。與取芯方法相比，預(yù)埋管抽芯法更加簡(jiǎn)單直接，重點(diǎn)突出，提高了效率降低了費(fèi)用，使得大直徑樁基進(jìn)行大比例檢測(cè)成為可能。而且還.可通過(guò)量取預(yù)埋管的長(zhǎng)度準(zhǔn)確的計(jì)算樁基的深度，幫助業(yè)主更好的控制工程量的計(jì)算［5］。

5結(jié)論

本文系統(tǒng)的介紹了樁基檢測(cè)的內(nèi)容、現(xiàn)有的樁基檢測(cè)方法和樁基檢測(cè)未來(lái)發(fā)展的方向，得到了如下結(jié)論：（1）現(xiàn)有的方法比如靜力載荷試驗(yàn)法非常實(shí)用，是目前的主流方法，但是存在一定的問(wèn)題，需要進(jìn)行一定的技術(shù)革新。（2）鉆芯法需要按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做，可以用鉆孔內(nèi)水下攝像技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。（3）樁基檢測(cè)將會(huì)向大數(shù)據(jù)、智能化方向發(fā)展，深度學(xué)習(xí)未來(lái)將會(huì)助力樁基檢測(cè)的快速發(fā)展。（4）質(zhì)量是建筑工程的最重要指標(biāo)，而樁基質(zhì)量又是整個(gè)建筑工程中重要的部分，所以樁基質(zhì)量的檢測(cè)是關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量能否達(dá)標(biāo)的重要方法。各種樁基檢測(cè)方法各有其局限性和優(yōu)勢(shì)，在樁的設(shè)計(jì)階段和施工驗(yàn)收階段都應(yīng)結(jié)合多種檢測(cè)方法，秉持科學(xué)、客觀、慎重的態(tài)度進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)具體的施工、地質(zhì)條件，選擇最佳的組合檢測(cè)方法，提高檢測(cè)精度，降低檢測(cè)費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

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作者：杜羅武 單位：江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院