浅析建筑地基检测技术方法

黄东亮

（中航勘察设计研究院有限公司，北京 100098）

0 引言

在全球经济一体化建设进程不断加强和城市化建设发展规模持续扩大的推动下，建筑工程建设正面临着前所未有的发展与挑战。从建筑工程结构的角度上来说，基础是连接建筑物主体结构与地基之间的最主要载体，基础的施工质量对建筑安全性具有决定性的影响［1］。从这一角度上来说，如何最大限度地发挥并应用建筑工程地基基础检测的作用，确保建筑结构质量，已成为检测管理和技术人员最亟待解决的迫切问题之一。

1 建筑地基及其检测

地基是指建筑物下支承基础的土体或岩体，基础指建筑底部与地基接触的承重构件，它的作用是把建筑上部的荷载传给地基。因此地基必须坚固、稳定可靠，这就要通过检测手段对地基的使用性能进行检测评价，地基检测工作是建筑地基基础质量控制的最后一个环节，在整个工程项目建设中所占据的重要性地位是可想而知的。

2 地基检测技术方法分析

根据建筑特点和场地地层特性，建筑地基形式是多样的。根据不同的地基，规范有明确的检测方法。下面列举一些常用的地基检测方法，分析其特点和适用性。

2.1 成孔质量检测

成孔质量检测适用于灌注桩/成槽的质量检测，检测指标包括成孔孔深、孔径、垂直度、沉渣厚度。实践研究结果表明，在桩基施工中，偏小的桩孔径或垂直度差可能会导致整桩承载力的下降和控制沉降的作用降低，同时，桩孔上部位置孔径参数的扩大可能会导致成桩桩体上部侧阻力参数明显增大，进而导致桩体下部侧阻力性能无法得到有效发挥。通过成孔质量检测，能够直观反映桩孔孔径的实际情况、孔垂直度和桩底沉渣的厚度，这些指标都是影响桩承载力和地基安全的关键因素，所以通过成孔质量检测有效控制成孔的质量非常重要。

目前成孔质量检测仪器主要有超声波法和机械式两种，对于桩孔孔径变化大的部位（如机械扩孔、扩底桩），机械式成孔质量检测仪可能无法探测，而超声波成孔质量检测仪则不受此限制，因而使用范围更广，同时由于采用超声测距，测试精度更高。

2.2 静载荷试验检测

考虑到工程桩体检测无法进行破坏性试验，在现阶段技术条件下工程桩体承载作用力的检测主要以静载试验完成。静载试验检测内容包括水平承载作用力检测以及竖向承载作用力检测（现阶段桩基工程实践应用最为广泛的为竖向承载作用力检测）。其最为显著的优势在于：检测过程当中的模拟受力条件与桩基础实际受力条件较为一致。实践研究结果表明：静载试验在应用于桩基础质量检测中的检测精确度较高，检测结果相对误差保持在±10%范围之内，应用较为普遍。

随着超高层建筑的发展，基础桩也朝着大直径桩和高承载力方向发展，这类桩的静载检测出现新的问题，无论是堆载法还是锚桩法，因为桩径大，按照规范要求，基准桩与锚试桩（或支腿）的距离也更长，基准梁变长，同时随着试验进行，对锚试桩（或支腿）周围受沉降影响土体范围扩大，这就要求提高基准梁长度和刚度，增强稳定性，另外还需要对基准桩的稳定性进行监测，根据基准桩的监测结果对静载试验的桩身位移进行必要的修正，才能确保大直径桩、大吨位桩静载检测结果的准确性［2］。

2.3 声波透射法桩身完整性检测

声波透射法作为一项传统的检测方式，在交通系统投资力度持续加大，大直径钻孔灌注桩下得到了广泛地应用与推广。同传统声波透射法相比，新时期的数字化声波仪装置将声时判读、声幅参数以及声频参数作为了分析判断指标，其有着极为深远的应用价值。

声波透射法在工程应用中越来越受到重视，相比低应变法具有明显的检测优势：对于工艺复杂的桩，低应变法无法细致分析桩身变化情况；对于长桩，由于受到长径比的制约，很难探测到长径比大（一般认为是30左右）的桩的深部问题。而声波透射法相当于沿桩身给桩做CT，适合于任何工艺、任何桩长的桩，且结果更为直观、便于判读。当然，声波透射法也有一定的局限性：由于声测管是在钢筋笼内部绑扎，因而它不能检测钢筋笼及其以外的保护层混凝土情况，另外，由于是采用高频声波检测的原理，可能存在由于声测管周围较薄的水泥浆（或夹泥），高频声波无法穿透造成声测信号衰减强烈，从而放大桩身缺陷，这时应结合低应变法结果进行综合判定［3］。

2.4 钻孔取芯法检测

该方法一般用于对问题桩的验证，能够直观准确反映桩身质量，包括桩身混凝土强度、胶结以及离析程度等问题。由于该方法有较高的成本投入与较慢的响应速度，这是制约该检测技术普遍应用的最根本性因素。不得不予以重视的是：钻孔取芯法在实际运行过程当中势必会导致桩基础桩身结构或是部分构件出现局部性破坏问题，需要后期进行注浆加固处理。由于大多数灌注桩较长（如大于40 m）、桩径相对来说也不大（一般直径在1200 mm以内），因此使用此方法往往因为钻孔偏移（也可能是桩本身倾斜）无法对桩身下部混凝土情况进行验证［4］。

2.5 高应变法检测

高应变法相对静载荷试验来说，具有速度快、成本低的优势，但相对来说，承载力检测误差也比较大（一般认为误差可达20%），同时检测过程中质量控制比较难，因而其应用受到限制，一般在无法进行静载荷试验的情况下，采用高应变法作为承载力检测的补救措施［5］。

高应变法检测要取得好的测试效果是不容易的，主要的影响因素有以下几点：

1）传感器的安装不符合要求，安装面不平、桩两侧相对的传感器不通过桩轴心、应变传感器处于明显的变形状态、传感器固定不紧；

2）桩头处理不符合要求，桩顶不平，桩顶加固处理不符合要求；

3）锤重不符合要求，尤其是大承载力时，锤重过轻无法打动桩，承载力未充分激发；

4）无导向装置，重锤偏心导致锤击力偏心。

上述几点综合作用下，现场一般很难取得满意的速度和应变波形。这就要求现场检测技术人员有很强的高应变检测理论知识，现场能够及时发现问题，解决问题，获得比较满意的测试曲线，这样后续分析才有可靠的数据作为支撑，否则结果可想而知。

3 结论

工程建设质量不仅关系到国民经济的发展，同时也关系到现代经济社会优化与完善。而建筑结构安全性的保障在当前技术条件下多以丰富多彩的地基检测技术予以完成。本文针对部分地基检测相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

收稿日期：2018-11-23