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浅谈地基基础检测的技术

文章编辑:【河南彬豫强夯地基基础工程有限公司】发布日期:2018-11-08 14:19:39

    本文对既有建筑地基基础的载荷试验、原位取样、剪切波速、探地雷达、低应变动力测试、沉降观测技术等研究,这些测试与评定技术有很好的适用性和可靠性,在工程中可推广应用。
  1、前言
  地基基础质量检测是工程质量保证的重要环节,是保证建( 构) 筑物结构安全的重要手段。工业与民用建筑中的质量通病和重大质量事故多与基础工程的质量有关,其中有不少桩基工程的质量问题直接危及主体结构的正常使用与安全。近年来高层、超高层建筑不断涌现,建设规模日益增长扩大,建设工程大量采用复合地基和桩基础。影响地基质量的因素很多,涉及地基工程质量的安全事故将直接影响建( 构) 筑物结构正常使用,因此加强建设工程地基基础检测单位的质量监督管理,规范地基基础检测市场,提高地基基础检测质量,保证检测工作的科学性和公正性,对确保建设工程质量和使用安全有着重要的意义。所以对地基基础检测尤为重要。
  既有建筑:原来就有的建筑,比如在既有建筑上加一层。现在一般是指业主本来就拥有的建筑,既有建筑在原有的荷载上增加荷载是一项相当复杂的技术工作,它与地基土的种类和状态、基础的类型和尺寸、基础材料的耐久性、上部结构体系、作用荷载的性质与大小、房屋使用年限、既有建筑的使用情况以及对不均匀沉降的敏感程度等许多因素有关。既有建筑在增层改造时,使其增加的荷载应尽量小、适用性和安全性、经济和美观等应满足多种条件,坚持用材少、投资省、工期短、见效快和施工简便的原则。要达到这一目的,除对既建筑上部结构进行鉴定外,对地基基础的评定是一个关键,而检测技术则是更重要的
  2、检测与评定技术的研究
  2. 1 载荷试验技术
  建筑物增载和增层改造是一项技术难度较大的工作,其中对地基承载力的评价是关键技术之一。对既有建筑物的地基承载力的评价有多种方法,但都是以载荷试验的结果为依据。因此对既有建筑采用载荷试验技术测试地基承载力是行之有效方法,是目前测试承载力方法中不可代替技术。载荷试验选取独立基础或条形基础的典型建筑,在基础旁开挖竖向试坑,然后在基础下开挖试验位置,应用载荷试验技术测试地基承载力,判断基础下载荷试验技术的可行性和适用性,并根据工程施工前载荷试验和既有建筑基础外载荷试验进行对比,分析地基承载力在建筑物长期荷载作用下的变化规律。
  2. 2 原位取样技术
  既有建筑地基土的物理力学性质指标主要有含水率、密度、孔隙比、压缩模量、粘聚力、内摩擦角等。土的物理力学性质指标测试的准确程度直接关系到地基基础及上部结构的安全度,因此准确测试既有建筑地基土的各项物理力学性质指标至关重要。确定既有建筑地基土物理力学性质指标最直接的办法就是在基础下方直接取原状试样,进行土工试验。为了对比选取典型试验场地,在基础中心及边界和基础外分层取土样,测试土样的物理力学性质指标,分析基础下和基础外地基土物理力学性质指标的变化特点。
  既有建筑基础下和基础外地基土的物理力学性质指标相比,基础下地基土的密度和压缩模量均有提高; 根据地基土的抗剪强度指标c、φ 标准值,利用规范公式确定基础下和基础外地基承载力特征值;随着地基土层深度的增加,基础中心、基础边界以及基础外地基土的各指标逐渐趋于一致。通过原位取样技术可对既有建筑地基土各项指标的变化规律进行研究。
  2. 3 剪切波速试验技术
  剪切波速可以进行土的物理力学指标的判定,包括地基士的泊松比μ、剪切模量G、弹性模量E、阻尼比D; 推求饱和土层的孔隙率和容重,计算场地的固有周期,确定建筑场地类别划分,检验地基加固效果等。剪切波速与标准贯入击数建立的关系来确定地基承载力特征值。在试验场地上选取合适的位置,紧靠基础尝试标准贯入试验技术判断既有建筑的地基承载力。
  地区不同土的性质也不同,可以采用相同的研究方法根据地区的特点,建立相应的关系式。通过剪切波速试验可应用于既有建筑场地类别的判定和建立剪切波速与标贯击数的关系式。
  2. 4 探地雷达测试技术
  选取某桥梁的桩基础和某建筑的桩基础为试验对象,尝试在桩基础侧面应用探地雷达检测桩位,研究探地雷达测试技术的可行性。探地雷达测试技术可较准确的确定基桩的位置和埋置深度。根据实测成果可知,探地雷达天线的选取与基础的埋深有关。当基础埋深在2. 0m 以内选取400MHz 的天线较好; 当基础埋深大于2.0m小于5m时,270MHz 的天线较为适用; 100MHz 的天线可探测较深的距离,但是测试精度较低。地下水对雷达测试的影响较大,对地下水位较高的的既有建筑桩基础的测试有待进一步研究。
  2. 5 低应变动力测试技术
  低应变反射波法检测桩身结构完整性。在复合地基中选取素混凝土桩,进行低应变动力测试; 采取特殊的测试措施,对比建筑基础施工前后的测试数据,验证低应变动力测试在既有建筑地基中应用的可行性。低应变基桩反射波法测试技术,在洞内锤击的激振方式,可以采集到典型的动测曲线,具有较好的适用性。
  2. 6 沉降观测技术
  沉降观测是对既有建筑高程变化所进行的测量,确定建筑物在不同时期的沉降变形和变化状态及特征。为了保证增层或增载建筑物的正常使用和安全,为以后的改造工程的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,同时从沉降数据可以了解既有地基基础的变化状态,因此既有建筑沉降观测是必不可缺少的。
  建筑物的地基变形特征可分为沉降量,沉降差,倾斜、局部倾斜。对不同结构,地基变形特点不同,故对不同结构形式应采用不同的变形特征来评价。对砌体承重结构,应由局部倾斜控制其变形,对多层建筑还应控制其基础的整体倾斜值。
  3、结束语
  目前国内对既有建筑地基基础的检测主要采用对新建场地的勘察和测试技术进行检测和评定,如载荷试验、标准贯入试验、圆锥动力触探、原位取样等测试技术。这些技术通过改进和改变测试条件才能适用,改变和改进的技术则是既有建筑地基基础检测和评定的热点和难点。
  在国内外很多学者通过原位测技术测得数据,经过数理统计和分析,得到了既有建筑地基承载力计算公式。为既有建筑地基基础检测和评定提出了地方公式和研究成果,有很好的指导作用。但都缺少实测数据和系统的测试方法及评定技术。本文对既有建筑地基基础系统的检测与评定是一次有效尝试。

 

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