随着建筑工程规模的不断扩大,地基基础结构检测的重要性愈发凸显。在现代建筑工程中,地基基础作为整个建筑物的根基,其质量直接关系到建筑物的安全性、稳定性和耐久性。
首先,我国地域辽阔,不同地区的地质条件差异巨大。例如,南方地区可能存在软土地基,北方地区则可能有季节性冻土等特殊地质情况。这种复杂的地质环境要求我们必须根据具体情况选择合适的地基基础检测技术,以确保施工的顺利进行。如果不能准确掌握地基的实际情况,就很容易出现施工质量问题。比如在软土地基上施工,如果没有进行有效的检测和处理,可能会导致建筑物不均匀沉降,严重影响建筑物的使用安全。
其次,建筑工程规模的扩大意味着对地基基础的承载能力要求更高。大型建筑物的重量巨大,需要地基基础具备足够的强度和稳定性来支撑。通过地基基础结构检测,可以准确评估地基的承载能力,为设计和施工提供科学依据。如果地基基础的承载能力不足,可能会导致建筑物在使用过程中出现裂缝、倾斜甚至倒塌等严重安全事故,给人民生命财产带来巨大损失。
此外,地基基础施工具有隐蔽性,一旦出现质量问题,后期修复难度极大。因此,在施工过程中进行及时、准确的检测,可以及早发现问题并采取相应的措施进行处理,避免质量问题的扩大化。同时,地基基础检测还可以为后续施工提供数据支持,确保各环节施工质量的有效性。例如,根据检测结果可以确定合理的施工工艺和参数,提高施工效率和质量。
综上所述,随着建筑工程规模的扩大,地基基础结构检测愈发重要。它不仅可以避免施工质量问题和安全隐患,还能为后续施工提供数据支持,确保建筑物的安全、稳定和耐久。
二、常见检测案例分析(一)西安地区建筑工程实例在西安地区,三个建筑工程分别采用了灰土垫层、灰土挤密桩地基及振冲卵石桩地基处理方式。灰土垫层在西安地区应用广泛,但由于施工操作方法落后、干扰因素多,质量稳定性差,如不严格监督,后果严重。尤其是大面积垫层施工,更要合理安排检测工作,确保工程质量。灰土挤密桩在验证对西安东郊 Ⅲ 级自重湿陷性黄土地基的有效性方面,经验尚欠,虽在杂填土地基上有应用经验,但也因质量管理不严出现过地基事故,引发对其加固效果的怀疑。而振冲复合地基的评价也存在问题,目前国内外尚无理想的检测方法,对振冲后周围土的物理力学性质变化认识不足,需要继续积累经验深入研究。
(二)回填土强夯地基实例鄂西某地公路建设的居民搬迁工程采用回填土作为住宅楼地基,回填深度 10 至 40 米,采用分层回填并用强夯法对回填土进行夯实处理。强夯施工完毕后施工方进行了一组地基平板静载荷试验,结果表明地基承载力特征值大于 180kPa。但验收合格后居民住宅楼施工过程中部分住宅楼产生了较明显的不均匀沉降并造成局部梁、墙体开裂。业主委托检测单位重新进行静载荷试验和动力触探试验。静载荷试验采用 1m² 的正方形板,结果表明该场地的承载力特征值存在一定的不均匀性,且略低于前期 0.5m² 荷载板试验值。分析结果表明,对于人工回填土场地强夯质量的评价不能仅仅依靠平板静载荷试验,只有采用静载荷试验与动力触探相结合的方法才能更加准确地评价回填土体的承载力特性,发现有可能存在的加固深度不足等问题。
(三)既有建筑地基基础加固实例既有建筑地基基础加固需进行检测与资料收集。检测要点包括充分了解建筑历史、考虑地基基础隐蔽性及质量检验评价难度,结合加固原因和目的确定检测重点、内容和方法,采用物探与常规勘探结合的方式进行检测。所需资料包括建筑历史情况、原勘察报告、室内土工试验结果、原位试验数据等。在地基承载力确定方面,对于沉降已稳定的建筑或经过预压的地基,可适当提高地基承载力,通过室内土工试验、原位试验和经验法确定地基承载力特征值。天然地基变形计算需根据不同情况采用不同方法,桩基础变形计算要考虑刚度匹配和变形协调。基础加固需满足抗弯、抗剪、抗冲切承载力和耐久性设计要求,验算基础结构作用力时应按加固后的结构体系分析确定上部结构传递的作用效应,根据实际基底压力分布确定基底反力。
三、检测的重要性及关键技术(一)重要性体现地基基础检测对建筑工程质量、安全至关重要,能够有效降低事故率。首先,通过检测可以准确掌握地基基础的实际情况,确保其能够满足建筑工程的承载要求。如果地基基础存在质量问题而未被检测出来,在建筑物使用过程中可能会出现不均匀沉降、裂缝、倾斜甚至倒塌等严重安全事故,给人民生命财产带来巨大损失。例如,墨西哥城的国家剧院建在一个厚厚的火山灰基础上,建成后沉降了 3000 毫米,大厅变成了半个地下室,影响了剧院使用。
其次,地基基础检测能够为建筑工程的设计和施工提供科学依据。在设计阶段,根据检测结果可以合理确定建筑物的结构形式和基础类型,确保建筑物的安全性和稳定性。在施工阶段,检测可以及时发现施工过程中的问题,如施工质量不达标、材料不符合要求等,以便采取相应的措施进行整改,保证施工质量。
此外,地基基础检测有助于提高建筑工程的整体质量。通过对地基基础的检测,可以确保建筑物的各个部分都能够协调工作,共同承受建筑物的重量和外部荷载,从而延长建筑物的使用寿命。
(二)关键技术介绍挖孔桩检测:人工挖孔桩检测主要有应力波反射法(小应变)、超声波和抽芯等方法。小应变有其局限性,对于多缺陷桩判断复杂且不准确,不能定量计算桩底沉渣厚度,只能对桩身质量作定性描述。
静载试验基准桩与基准梁:静载试验法是公认检测基桩及地基承载力最直接最可靠的实验方法。基准桩要满足可靠、稳定等要求,如设置基准桩应满足可靠性、稳固性、易读性和系统性。基准梁应具有足够的刚度,宜采用工字钢,高跨比不宜小于 1/40。
确保建筑沉降值不超允许变形值:建筑物容许变形值与建筑物本身的强度和刚度有关,还需结合建筑物后期使用要求综合分析考虑。不同建筑物的容许变形值各不相同,如部分建筑物局部沉降存在差异,在容许变形值控制方面选择局部倾斜值;在地质荷载分布较为均匀的建筑物方面,容许变形值的控制选择地基沉降相关弯曲值;在水塔等较为高耸建筑方面,选择整体倾斜值方式。
基础检测主要包括对基础的强度、完整性、尺寸等方面的检测。结构钻芯法是一种常用的基础检测方法,它可以从混凝土结构中钻取芯样,以测定普通混凝土的强度、检测现浇混凝土灌注桩成孔质量等。在钻芯位置的选择上,应选取混凝土强度质量具有代表性的部位,避开结构的钢筋和预埋件或管线等。钻芯数量一般按单个构件检测时,每个构件数量不少于 3 个,较小构件不少于 2 个。
回弹法也是基础检测中常用的方法之一,它通过回弹仪测定混凝土表面硬度,进而推算混凝土强度。该方法操作简便、快速,但精度相对较低,通常与其他方法结合使用。
(二)支护工程检测方法支护工程检测内容主要包括锚杆及土钉墙支护工程质量检测等。钻芯法可用于检测支护锚杆和土钉的长度、强度等。低应变法在支护工程检测中也有广泛应用,如通过对传感器的安装,施加外力产生应力波,分析应力波在建筑地基中的传播情况,判断建筑地基是否存在缺陷。目前对地基进行低应变法检测的主要设备为压电式加速传感器,一般工作人员会将电压设置在 2000Hz 之内,并根据实际情况调整。
土钉和支护锚杆验收试验也是重要的检测方法之一。检查数量方面,主控项目中锚杆锁定力每一典型土层中至少应有 3 个专门用于测试的非工作钉,锚杆土钉长度检查至少应抽查 20%;一般项目中砂浆强度每批至少留置 3 组试件,试验 3 天和 28 天强度,混凝土强度每喷射 50m³~100m³ 混合料或混合料小于 50m³ 的独立工程,不得少于 1 组,每组试块不得少于 3 个。质量标准和检验方法包括对墙体强度、浆体强度、注浆量、钻孔倾斜度、锚杆或土钉位置、土钉墙面厚度偏差等方面的检测。
(三)基桩、基础锚杆检测方法基桩、基础锚杆检测内容主要包括桩身完整性、承载力以及锚杆的锁定力等。低应变法可用于检测桩身完整性,通过对桩顶施加振动载荷,采集桩体振动的信息数据,利用波动原理对结果进行判断分析。高应变法可以更准确地测定桩的承载力,但操作相对复杂,成本较高。钻芯法可对桩身混凝土质量进行直观检测,同时也可用于检测基础锚杆的长度和强度等。
(四)地基检测方法地基检测内容包括确定地基的承载力、变形特征、土质状态等。平板载荷试验是确定地基承载力的常用方法之一,通过在地基上放置承压板,逐级施加荷载,观察地基的沉降情况,确定地基承载力。钻芯法可用于检测地基的强度和完整性。标准贯入试验和动力触探试验则通过将标准贯入器或触探杆打入地基中,根据贯入阻力或触探击数来判断地基土的密实度和承载力。低应变法在地基检测中也可用于判断地基是否存在缺陷。岩基载荷试验可用于确定完整、较完整、较破碎岩基作为天然地基或桩基础持力层时的承载力,应采用直径为 300mm 圆形刚性承压板,测量系统的初始稳定读数观测应在加压前,每隔 10min 读数一次,连续三次读数不变可开始试验,采用单循环加载,荷载逐级递增直到破坏,然后分级卸载。土工试验则可对地基土的物理力学性质进行全面检测,为地基设计和施工提供依据。