桩基检测技术在工程中应用和质量评价结果分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 22 日 作者简介：马泽彬（1994），男，汉族，广东汕头人，本科，进度计划工程师，研究方向为工程管理。-100-桩基检测技术在工程中应用和质量评价结果分析 马泽彬 李少龙 贺凌志 黄安达 许鸿胜 深圳妈湾电力有限公司，广东 深圳 518054 摘要：摘要：得益于我国建筑工程行业的飞速发展，桩基质量控制已然成为项目工程建设的必要环节。作为质量管控的主要手段之一，检测技术的应用与桩基能否可靠、稳定运行之间存在密切关联。本文从建筑工程中桩基检测技术的应用分析入手，在此基础上进行桩基质量评价结果分析。桩径检测实施不仅是保障建设工程质量控制符合要求的关键所在，亦对增大建设项目效益创造有着重要影响。关键词：关键词：桩基检测技术；承载力；质量评价；完整性 中图分类号：中图分类号：TU47 0 引言 近几年我国建设工程数量的持续增多，对桩基施工提出更高要求。而因桩基施工存在隐蔽性特征，使得桩基质量控制难度增大。作为判定桩基质量是否符合标准要求的基础手段，桩基检测技术的应用发挥重要作用。鉴于此，探讨在建设工程中桩基检测技术的应用及其质量评价，有助于促进桩基工程的高质量建设。1 桩基质量检测内容与技术 1.1 桩承载力检测 1.1.1 静荷载试验法 现阶段桩基承载力检测作业中，静荷载试验法的应用较为常见，可实现对桩基竖向、水平承载水平的精准测定。要想在桩基质量控制中发挥出静荷载试验法的最大效用，需严格按照以下步骤来开展试验检测：（1）桩基选择。工程建设期间，要求人员依据工程要求、设计参数等方面的分析，选择适当桩基进行试验，具体类型涉及到钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩、灌注桩等1。（2）试验方案设计。为保证静荷载试验得以顺利开展，需以试验荷载的大小和施加方式确定为前提。鉴于此，需根据设计要求和实际情况，确定试验荷载的持续时间和加载方式。（3）试验设备准备。即在检测准备阶段对所需设备和仪器完善配备，包括静力探头、应变计、位移计等。（4）荷载施加。以试验方案为基准，逐渐施加荷载到设定值。需注意，施加荷载期间应做到对桩基变形响应的实时监测和记录，包括沉降、倾斜、弯曲等。（5）荷载卸载。试验期间当达到最大试验荷载后，逐渐卸载荷载，记录桩基的恢复变形情况。（6）数据处理与分析。基于对数据进行处理和分析，计算桩基的承载能力和变形特性，可结合实际情况的分析，合理采用荷载-沉降曲线的绘制、荷载-位移曲线的绘制、弹性模量的计算等方法2。（7）结果评价：根据试验结果和设计要求进行评价，判断桩基的承载能力是否满足工程需求。若桩基经检测发现存在问题，需要在深度剖析原因的前提下，采取对应措施进行修复或加固。相较于其他检测手段而言，静荷载试验法优势表现为试验过程简单、结果直观可靠、适用于各种类型的桩基等。1.1.2 高应变动测法 要想加强工程桩基质量控制，需借助高应变动测法来优化开展桩基检测工作。作为常用检测手段之一，高应变动测法对于桩基承载力的检测主要以应变变化评估为基准。在实际检测期间，要求人员严格按照以下流程来开展检测作业：一是试验设备准备。结合检测技术要点的分析，提前准备应变计和数据采集系统，并依据现场条件来合理选用电阻应变计或光纤应变计度3。二是应变计安装。视情况将应变计粘贴或固定在桩身的表面，需注意，应变计的布设位置应考虑到应力集中区域和桩身的变形情况。三是数据采集。依托于数据采集系统的构建，可做到对应变计数据实时的记录和采集，为保证数据采集、存储符合要求，需加大对采集仪器或传感器的应用力度。四是施加荷载。以试验要求为基准，在检测期间采用液压缸、液压泵等设备对桩身施加适当的荷载或应变。五是数据分析。以应变数据采集、整合为前提，对应变变化量和变形中国科技期刊数据库 工业 A-101-特征进行计算分析，评估桩基的承载能力。高应变动测法的优点包括试验过程简单、快速、无需施加大荷载、适用于各种类型的桩基等4。同时，现场人员可借助该手段来实时监测桩身的应变变化，对桩基的变形特性进行分析，为桩基的设计和施工提供参考依据。1.2 桩完整性检测 1.2.1 低应变动测法 当前桩身完整性检测中低应变动测法的应用十分广泛，因其具有费用低、效率高、设备简单等优势，可在预应力混凝土、钢筋混凝土灌注桩检测中取得良好成效。要想充分展现出低应变动测法的功能，需在检测作业期间注意以下几点：第一，将应变计粘贴或固定在桩身表面，在布设位置选择时，应考虑到可能存在的缺陷或损伤区域5。第二，通过数据采集系统实时记录和采集应变计的数据，并依托于数据采集仪器、传感器来实现数据有效采集和存储。第三，依据现场情况对桩身施加适当的激励，例如敲击桩身或施加轻微的荷载，以期引起桩身的应变变化，为检测桩体完整性提供支持。第四，根据试验结果和设计要求进行评价，判断桩的完整性是否满足工程需求。如果存在问题，需要进一步分析原因并采取相应的措施进行修复或加固。1.2.2 声波透射法 桩身完整性评估与桩基完整性检测开展之间存在密切关联，而作为无损检测之一，声波透射法主要是通过声波传递与特征测量来实现桩基参数的科学评估。在实际检测过程中，声波透射法的应用囊括以下流程：（1）试验设备准备。检测准备阶段，要求人员提前配备声波发射器和接收器，例如借助超声波传感器来实现精准测量6。（2）发射器布设。通常情况下，可在桩身的一端进行声波发射器固定，以发挥产生声波信号的作用。同时，发射器的位置应与接收器应保持相对应，并充分考虑到桩基存在缺陷或损伤区域。（3）接收器布设。视情况在桩身另一端进行声波接收器固定，主要作用体现为对传播声波信号的接收。需注意，接收器的位置应与发射器的位置相对应，并确保能够准确接收声波信号。（4）发射与接收。检测期间依托于发射器产生声波信号，信号沿桩身传播，并被接收器接收。并自动对声波传播时间和特征进行记录，包括传播速度、衰减情况等。（5）数据分析。基于声波数据的全面采集，借助相关软件来实现自动化分析和处理。通过比较不同位置的声波传播时间和特征，评估桩的完整性和质量，借助时域分析、频域分析和波形分析等方法判断桩基是否存在缺损问题7。1.2.3 钻芯法检测 现阶段建设工程桩基施工中，钻芯法多应用于混凝土灌注桩强度、桩长、完整性、沉渣厚度的检测中。通常情况下，钻芯法检测实施需遵循以下步骤：（1）试验设备准备。即在检测前准备好钻芯钻具和取芯器具，其中钻芯钻具组成涉及到钻杆、钻头、管芯器，取芯器组成则囊括芯管、芯架等。（2）钻孔准备。要求人员以相关标准为参照，对待检测桩身进行一定直径的孔洞的钻取，在实际检测过程中，钻径控制应根据桩的类型和尺寸确定，确保能够顺利取得芯样8。（3）取芯过程。依托于钻芯钻具开展钻孔作业，并保证芯样的获取符合预期要求。通过旋转钻杆，钻头在桩身内部切削材料，芯样随着芯管被带出钻孔口。（4）芯样处理。严格按照相关要求对获取芯样进行处理和分析，通过芯样物理性质测试、显微镜观察、化学成分分析来评估桩的完整性和材料质量。2 桩基检测技术的实例应用与质量评价结果分析 本文以某建设项目为例，依据现场情况制作人工挖孔混凝土灌注桩 6 根，其中 5 根灌注桩涉及到完整性检测，1 根涉及到承载力检测，且灌注桩桩径、桩长分别控制在 800mm、68m，采用 C25 强度等级的混凝土。经资料分析与现场勘查得知，项目所在区域分布强风化泥岩层、砾砂层、粉土层、粘土层，以强风化泥岩层为基准进行桩端持力层的设置。2.1 桩承载力检测分析 结合对该项目实际情况的分析，采用静力荷载、高应变检测对灌注桩进行承载力检测，并按照先高应变检测后静载试验的顺序进行。通过将两只变式力传感器、加速度计对称安置于桩侧表面，并借助锤下落形成的瞬时冲击力来生成力信号与加速度，并经过桩基动测系统转换、放大处理，微机接收来转化后的数字信号，经软件处理后以波形来显示具体测量结果。中国科技期刊数据库 工业 A-102-在实际检测期间，参与此次检测项目的单位超过20 家，灌注桩竖向承载力的检测结果处于 14702500kN 范围内，而因不同单位之间检测结果存在较大差异，所以无法将检测结果作为灌注桩竖向承载力的判定标准。对于静荷载试验的开展，则是依托于对配重加载法的应用，其结果表明灌注桩的极限承载力控制在 2300kN 左右。考虑到静荷载检测方法应符合精准度控制要求，故将检测结果作为灌注桩极限承载力的判断依据。综上所述，若桩基承载力检测仅采用高应变检测手段，无法保证其检测结果的准确性。纵观当前建设工程施工，其中仍有个别单位习惯单独采用高应变法进行桩承载力检测，致使工程施工质量控制无法满足预期要求。鉴于此，为进一步加强桩基检测的精准性控制，需将静力荷载试验作为主要方案。若受到地质条件、现场环境等因素的影响下导致项目无法使用静力荷载试验，则需采取高应变检测与其他检测手段联用的方式来提升检测准确性，通过综合判定来加强桩基施工质量控制9-10。2.2 桩基质量评价指标构建 要想实现对桩基质量的客观、全面评价，离不开对评价指标体系的构建。鉴于此，可结合建设工程施工要求的分析，构建契合桩基检测实际情况的指标体系，具体包括：（1）承载力。承载力主要是指桩基所能承受的垂直荷载大小，通常情况下，相关人员可借助静载试验或动载试验等方法来测量和计算桩基的承载力，以确保其能够满足工程设计要求。（2）沉降。沉降是指桩基在受到荷载作用后发生的垂直位移，在实际桩基建设中，沉降量的大小直接影响桩基的稳定性和承载能力。鉴于此，可通过静载试验或监测沉降仪器，评估桩基的沉降性能，确保其在设计寿命内的稳定性。（3）变形。受到荷载作用的影响，使得桩基在使用阶段极易出现形状和尺寸的改变。桩基的变形特性对工程结构的稳定性和安全性具有重要影响，所以需依托于静载试验或动载试验开展，以测量和分析桩基的变形情况，以评估其变形特性和质量状况。（4）钢筋质量。若桩基施工涉及到钢筋加固，钢筋的质量和布置情况对桩基的强度和稳定性有着重要影响，对此可评价钢筋质量的指标包括钢筋的直径、长度、抗拉强度、弯曲度等。通过对钢筋的检测和测试，以确保桩基的钢筋质量符合设计要求。（5）检测误差。检测误差出现不仅影响到桩基质量控制，甚至会导致建设工程整体质量下降，所以相关人员需提高对检测误差的重视度。通常情况下，检测误差包括设备误差、人为误差等。评价检测误差的指标包括测量精度、重复性、准确性等。3 结束语 综上所述，桩径检测实施不仅是保障建设工程质量控制符合要求的关键所在，亦对增大建设项目效益创造有着重要影响。但在实际检测作业期间，不同检测手段的优势、局限存在差异。鉴于此，需在明确各检测技术特点与优势的前提下，依据对建设项目环境条件、标准要求等方面的分析，通过检测手段综合应用来提升桩基质量检测的精准性、可靠性，通过检测方法的相辅相成、相互补充来保障检测结果的准确性，进而为建设工程的高品质施工提供技术支撑。参考文献 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