基桩检测技术在嵌岩桩成桩质量检测中的综合运用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：黄远廷（1994），男，汉族，贵州遵义人，本科，金属监督工程师，长期负责火力发电厂的金属材料焊接与无损检测相关工作。-155-基桩检测技术在嵌岩桩成桩质量检测中的综合运用 黄远廷 许鸿胜 李树新 黄安达 朱德军 深圳妈湾电力有限公司，广东 深圳 518054 摘要：摘要：现阶段土木工程建设中嵌岩桩的应用较为常见，因其具有沉降小、承载力强、抗震性能高等特点，被广泛应用于基岩浅埋藏地区。通过穿透覆盖层进行基岩的直接嵌入，可在保证施工质量符合要求的同时，进一步提升建筑物运行稳定性。而作为嵌岩桩成桩质量把控的关键手段，质量检测的实施水平与基桩检测技术应用之间存在密切关联。本文从嵌岩桩成桩检测的意义分析入手，在此基础上阐明在成桩质量检测中基桩检测技术的综合应用。关键词：关键词：质量检测；嵌岩桩；基桩检测技术；综合运用 中图分类号：中图分类号：TU75 近几年我国灰岩地区工程建设中嵌岩桩广泛应用，为保证嵌岩桩质量控制符合标准，除规范混凝土浇筑施工过程之外，还可借助基桩检测技术来判断嵌岩桩成桩是否存在质量缺陷、问题。鉴于此，探讨如何将基桩检测技术综合应用于嵌岩桩质量检测中，对加强建筑物施工质量控制有着重要影响。1 嵌岩桩成桩质量检测的意义 土木工程建设能否获取最大效益，受到嵌岩桩施工质量的直接影响，作为桥梁、建筑物等结构的主要支撑组成，嵌岩桩成桩质量的控制至关重要，具体表现为：一是结构稳定性保障。基于嵌岩桩的高质量建设，可将建筑物荷载传递到岩石层，确保结构的稳定性。若嵌岩桩成桩质量控制不符合要求，极易导致桩身的破裂、桩端的脱空、桩身的变形等问题，进而影响结构的稳定性和承载能力。得益于成桩质量检测开展，可以及时发现并修复存在的问题，确保嵌岩桩的稳定性，从而保障整个结构的安全运行1。二是延长使用寿命。若施工阶段存在嵌岩桩的成桩质量不达标的情况，会增大桩身腐蚀、疲劳断裂等问题的出现概率，甚至在使用过程中出现严重的损坏和变形，缩短嵌岩桩的使用寿命。结合对成桩质量检测的有效开展，可帮助现场人员了解嵌岩桩的质量状况，采取必要的维修和加固措施，不仅可促进嵌岩桩使用年限的延长，亦可实现对维修和更换成本的优化控制。三是工程质量控制。嵌岩桩作为土木工程中的重要组成部分，其成桩质量与工程整体建设胡子良的控制存在密切关联。基于成桩质量检测的实施，可做到对嵌岩桩成桩过程进行监控和控制，及时发现和解决施工中的问题，确保嵌岩桩的质量达到设计要求2。四是经济效益提升。工程经济效益创造，受到嵌岩桩的成桩质量的直接影响。高质且标准的嵌岩桩能够充分发挥承载能力，减少结构材料的使用量和工程施工周期，以期将工程施工成本控制在预期范围内。同时，得益于成桩质量检测的开展，可帮助管理人员及时发现并有效解决，避免因质量问题频繁出现导致维修、重建费用增多，以期为工程经济效益的增大创造提供助力。2 基桩检测技术在嵌岩桩成桩质量检测中的综合运用 案例分析：某工程位置广东省，考虑到该区域地质条件、地理环境等方面，采取混凝土灌注嵌岩桩基础方案，并实施机械冲孔工艺，以桩端入中风化岩层2.0d 为设计标准。该工程施工中，嵌岩桩桩径分别控制在 1000mm、1200mm，桩总数量控制在 37 根，采用C30 等级混凝土。结合对现场条件、地质特点等方面的分析，该项目最终制定成桩质量综合检测方案。相较于检测技术在成桩质量检测中的单独应用，综合应用方案具有以下优势：（1）互补性。在实际检测作业期间，低应变法、高应变法和钻芯法的特点和优势明显不同。其中低应变法能够测量整个嵌岩桩的应变分布情况，提供桩身的整体稳定性信息；高应变法可以捕捉到嵌岩桩中应变的峰值，更准确地评估桩身的承载能力；而钻芯法的实施，则可提供嵌岩桩内部的岩芯中国科技期刊数据库 工业 A-156-样本，帮助现场人员直接观察桩身的结构和岩石性质。基于对上述检测技术的综合运用，可通过技术互补来提供全面、准确的嵌岩桩成桩质量评估结果3。（2）可靠性。即在检测过程中对检测技术的综合运用，可加强成桩质量评估的可靠性。通常情况下，不同检测技术应用均存在一定局限性，单独应用某一技术可能无法全面反映桩身的质量状况。得益于综合运用方案的制定，可从多角度观察和评估嵌岩桩的成桩质量，减少误差和不确定性，提高评估的可靠性。（3）精确性。综合运用相关检测技术，可作为提高成桩质量评估精确性的重要支撑。实际检测期间，不同检测技术的数据可以相互验证，并通过数据比对和分析来降低误差和主观因素对评估结果的影响，以帮助现场人员准确地判断嵌岩桩的成桩质量。2.1 低应变法在成桩质量检测中的应用 作为非破坏性检测技术之一，低应变法主要是通过测量嵌岩桩在荷载作用下的应变变化，来评估桩身的质量和稳定性。相较于其他检测手段而言，低应变法存在以下优势：一是实时监测和反馈。即在检测作业期间，可借助低应变法做到实时监测嵌岩桩在荷载作用下的应变变化，并保障反馈信息的提供符合实时、全面的要求，能够让现场人员随时了解嵌岩桩的质量状况，及时发现异常情况，采取必要的措施进行调整和修复，避免质量问题存在影响到嵌岩桩功能体现。二是非破坏性测试。将低应变法应用于成桩质量检测中，无需对嵌岩桩进行破坏性采样，并保障桩身完整性、承载能力不受影响，不仅有助于减少工程干扰，还可实现对工程施工风险的有效规避4。图 1 B5、D8 信号不明显图示 在该工程嵌岩桩成桩质量检测中，需结合现场条件与特点的分析，按照以下步骤来开展低应变检测作业：（1）传感器布置。以相关检测制度为参照，要求人员在嵌岩桩不同部位布置应变传感器，并根据需求来选择电阻应变片或光纤光栅等，其位置应覆盖嵌岩桩的整个长度，并合理分布在桩身的不同截面上。同时，需结合现场情况来确定传感器数量和布置情况。（2）荷载施加。以传感器的合理布置为前提，需视情况将荷载施加到嵌岩桩上。同时依据检测目的与要求进行静载或动载的施加，并保证施载过程平稳控制5。（3）应变数据采集。基于施加荷载的前提下，应借助数据采集设备对传感器上的应变数据进行实时采集。数据采集设备通常与传感器相连，并能够记录和存储应变数据。需注意，采集频率控制应根据实验设计和要求来合理设定。（4）数据分析与解释。要求相关人员对采集应变数据需要进行分析和解释，依托于对应变变化量、应变分布情况、应变峰值等参数的计算，准确评估嵌岩桩的成桩质量。若条件允许，还可将采集到数据与预设标准进行比对分析，以判断嵌岩桩是否达到设计要求。（5）结果评估与报告。该工程低应变普查的实施，其检测结果中显示个别基桩嵌岩信号较差，如图 1 所示。以场地、条件相同为前提，对 B5 桩与其它桩检测信号进行比对，发现信号不明显的主要成因是桩端部分与持力层阻抗相匹配。而 D8 信号不明显的原因则是桩身截面呈现出多变的状态。2.2 高应变法在成桩质量检测中的应用 在成桩质量检测中合理应用高应变检测技术，可在保证检测结果精准、全面的前提下，实现对桩身竖向承载力的有效检测。相较于其他检测手段的应用，高应变检测技术优势表现为：（1）灵敏度和准确性。在成桩检测中有效应用高应变法，可实现对嵌岩桩微小应变变化进行高灵敏度和准确的测量。基于对精密传感器、采集设备的有效配备，可做到对桩身应变变化的实时监测，并通过数字化数据的转化来加强桩身质量控制，以帮助现场人员准确了解桩身的变形和稳定性，及时采取措施进行调整和修复。（2）数据处理和分析灵活。高应变法的数据处理和分析具有灵活性特点，可根据实际需求进行定制化处理。通过计算应变变化量、应变分布的图像化展示和数据模型的建立，中国科技期刊数据库 工业 A-157-实现全方位分析和评估，为工程决策提供科学依据6。（3）长期监测能力。在实际检测作业期间，高应变法除了可应用于短期成桩质量检测之外，还可作为长期桩身监测的重要手段。通过定期采集和分析应变数据，可做到对桩身长期荷载作用下变化情况的全面监测，及时发现和解决潜在问题，继而为桩身稳定性、安全性控制提供支撑。在该工程成桩质量检测实施期间，为充分展现出高应变检测技术的作用，需注意以下几点：首先，在嵌岩桩不同部位布置应变传感器，其位置应覆盖嵌岩桩的整个长度，并合理分布在桩身的不同截面上。其次，需对嵌岩桩进行荷载施加，采取施加静载或动载的方式，并对施载过程进行平稳控制。再次，应使用数据采集设备对传感器上的应变数据进行实时采集。数据采集设备通常与传感器相连，并能够记录和存储应变数据。同时，需注意采集的频率和持续时间应根据实验设计和要求进行设置。最后，可通过计算应变变化量、分布情况、峰值等参数来评估嵌岩桩的成桩质量，以此为基准判断嵌岩桩是否达到设计要求。该工程中 B5、D8 桩径高应变法测量得知，其桩径控制在1000mm，以 2300kN 作为竖向承载力设计标准值，实际检测结果如下图所示。图 2 B5 桩应变实测曲线 图 3 D8 桩高应变实测曲线 同时，以检测结果为基准采取曲线拟合法进行分析，结果如下表所示。表 1 以检测结果为基准采取曲线拟合法进行分析 桩号 承载力设计值（kN）曲线拟合法分析 桩身完好性评价 极限端承力 极限摩阻力 极限承载力 类别 完整性描述 B5 2300 1300 3400 4850 桩身完整 D 8 2300 1400 3200 4700 桩身完整 2.3 钻芯法在成桩质量检测中的应用 作为常见基桩检测手段之一，钻芯法在嵌岩桩成桩检测的中的应用，以桩身混凝土质量检测为主要任务。在实际检测作业过程中，钻芯法的应用优势包括：（1）代表性强。钻芯法的有效应用，可在检测期间获取嵌岩桩内部的岩芯样本，这些样本具有较高的代表性。基于岩芯样本的分析，可让现场人员了解桩身内部的结构、岩石性质、连续性等信息，从而判断桩身的成桩质量。岩芯样本的代表性使得钻芯法能够提供准确的桩身质量评估7。（2）实时性。在实际检测过程中，钻芯法可实现快速开展，以保障取样和测试环节的高效开展。相关人员可在取得岩芯样本后立即进行物理性质的测试和分析，得出初步的成桩质量评估结果，实现对桩身质量反馈信息的及时提供。（3）可视化展示。得益于钻芯法的有效应用，可获取岩芯样本可以进行切片和成像处理，通过岩芯切片的观察和图像的分析，以直观化的形式展示桩身内部的结构和岩石性质，进而为决策者提供直观的参考。在该项成桩检测实施期间，钻芯法的应用需遵循以下步骤：一是钻孔布置。要求人员根据现场情况的分析，在嵌岩桩不同部位布置钻孔。需注意，钻孔位置应覆盖嵌岩桩的整个截面，并且根据需要进行分层布置，以保证采集到代表性的岩芯样本。二是岩芯取样。钻孔作业技术后借助岩芯钻等设备从钻孔内部取得岩芯样本。需注意，岩芯样的获取应符合标准长度要求，以确保可以代表桩身内部的物理性质。取得的岩芯样本应进行标识、编号和保护，以防止样本变形和污染。三是物理性质分析。取得岩芯样本后，需要对样本进行物理性质分析，包括密度、孔隙度、抗压强度、岩石组分等参数的测试8。同时，可采取实验室测试和现场测试相结合的方式开展检测作业，以获得更全面和准确的数据。检测结果表明，该工程中 B1、B8 桩桩身砼胶结情况良好，其保持在连续、完整的状态，局部区域仍存在蜂窝、沟槽缺陷。同时，B1 号桩中国科技期刊数据库 工业 A-158-端持力层、B8 号桩桩端持力层在 2 倍桩径范围内存在溶洞、石灰岩夹层等地质，无法满足实际施工要求。鉴于此，需采取针对性措施来优化不达标桩处理，并采取其它手段开展承载力检测作业。3 结束语 综上所述，成桩质量检测不仅是提升嵌岩桩运行可靠性的重要前提，亦与土木工程建设效益的创造存在密切关联。鉴于此，需在明确成桩质量检测实施意义的前提下，做到对工程地质特点、现场条件、建设要求等方面的综合分析，并通过低应变法、高应变法、钻芯法等检测技术的综合应用，实现对嵌岩桩桩身质量、承载力、完整性等参数的精准检测，为工程项目高质量建设提供技术支撑。参考文献 1李倩.建筑工程基桩检测技术在桩基质量控制中的应用分析J.建筑建材装饰,2019,000(011):94-95.2陈亚平.建筑基桩检测技术在桩基质量控制中的应用分析J.建材发展导向,2019,17(18):1.3张宗艳.探究无损检测技术在桥梁桩基检测的应用J.市场调查信息:综合版,2021(6):1.4喻永明.桩基质量控制中建筑基桩检测技术的应用探讨J.中文科技期刊数据库(引文版)工程技术,2022(9):4.5田彦伟,高伟.超大断面盾构隧道近距离侧穿嵌岩桩基础影响分析J.广东建材,2022,38(7):49-51.6姚妮.桥梁桩基嵌岩桩施工技术的应用分析J.运输经理世界,2022(33):3.7谢一凡 朱寿增 谢宝成.嵌岩桩在软质岩石地层中的单桩承载力计算J.土工基础,2020,34(6):4.8侯迎彬,张宁,张瑞锋,等.井下电视在岩溶发育区嵌岩桩检测中的应用J.科学与信息化,2022(13):16-18.