地基基础检测新技术探讨

摘要：地基基础是建筑物的根基所在，其质量检测非常关键，伴随科技持续发展，地基基础检测方面不断出现新的技术。这些新技术包含很多种类，从新型无损检测技术一直到高精度传感器的应用等等，同传统检测技术比起来，新技术常常具备更高的精度，更强的适应性，而且成本更低，深入探究这些新技术有益于提升地基基础检测的质量和效率，保障建筑工程的安全稳定。

关键词：地基；基础检测；新技术探讨

Exploration of New Technologies for Foundation Testing

Zhou Zhiyang

Changzhou Academy of Building Sciences Group Co., Ltd. Changzhou 213000, Jiangsu

Abstract: The foundation is the foundation of a building, and its quality inspection is crucial. With the continuous development of technology, new technologies continue to emerge in the field of foundation inspection. These new technologies include many kinds, from new nondestructive testing technologies to the application of high-precision sensors, etc. Compared with traditional testing technologies, new technologies often have higher accuracy, stronger adaptability, and lower cost. Deep exploration of these new technologies is beneficial to improving the quality and efficiency of foundation testing and ensuring the safety and stability of construction projects.

Keywords: foundation; Basic testing; Exploration of New Technologies

前言：

地基基础检测始终是建筑工程领域非常重要的部分，传统的地基基础检测技术在长期的工程应用中起到了很重要的作用，但它也存在一定的局限性。现代建筑向着更高，更大，更复杂的方向发展，所以对地基基础检测的要求也就不断提高，在此情形下，很多地基基础检测新技术就产生，这些新技术有可能解决传统检测技术所遭遇的问题，还会给建筑工程质量的改善带来新的契机。

一、地基基础检测新技术的种类

（一）高应变动力检测技术

高应变动力检测技术就是这样一种检测方法，给桩顶施加高能量冲击荷载，促使桩土体系进入高应变状态，依靠装设在桩顶周边的传感器来量测桩顶的力和速度回应信号，遵照桩的波动理论去剖析桩的承载能力，桩身是否完整等特性，此技术可在较短时间内得到桩的许多性能指标，适合拿来检测各类基桩。

（二）低应变反射波法

低应变反射波法需在桩顶施加低能量的激振力，以使桩身产生弹性波，弹性波沿桩身传递时，若遇桩身瑕疵或者桩底界面便会产生反射波，可在桩顶安置传感器以采集反射波信号，并对反射波的流传时间，幅值以及波形特性等加以剖析，以此来评判桩身是否完整并确定桩长等参数，该技术具有操作简单，检测快捷的特点，被全面应用于基桩普查当中。

（三）声波透射法

声波透射法预先把数根声测管埋设在灌注桩内，以此作为声波发射与接收换能器的通道，凭借量测声波在混凝土里的流传时间，波幅，频率等声学参数的改变状况，评判桩身混凝土是否完整，这项技术对桩身混凝土内部存在的瑕疵颇为敏感，特别适合应用于大直径灌注桩的检测工作。

（四）探地雷达检测技术

探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）属于无损检测技术的一种，这种技术依靠10MHz-1GHz频率范围的高频电磁波来探测地下介质的分布情况，探地雷达借助发射天线朝着地下发射高频电磁波，一旦电磁波碰到像地层界面，空洞，埋设物之类不同介质的分界面就会产生反射，而反射波会被接收天线捕捉到，凭借反射波的时间，幅度，相位等数据便能够推测出地下目标体所在之处，形状及其性质。探地雷达具备分辨率较高，检测速度较快而且无损等优势，在地基基础检测的时候，可以用来探寻地下空洞，古墓，地下管线等隐藏起来的目标。

（五）卫星定位技术（GPS、北斗等）

卫星定位技术能够应用于地基基础的变形监测，在地基基础或者其周围安装卫星定位接收装置，该装置即时接收卫星信号，得到高精度的位置坐标信息，对比不同时刻的坐标数据，便可以算出地基基础的位移量，沉降量等变形参数，此项技术具备监测范围大，自动化水平高，不受通视条件约束等长处，适合于大型地基基础工程（诸如大坝，大型桥梁等）的长期变形监测。

二、地基基础检测新技术的原理

（一）高应变动力检测原理

高应变动力检测依靠一维波动理论，桩顶遭受冲击荷载时，桩身生成压缩波与拉伸波朝下流传，在桩身有瑕疵之处或者桩底会出现反射波，遵照应力波在桩身的流传速度，桩身材料的弹性模量这些参数，再加上桩顶实际测量到的力与速度曲线，便可用波动方程求出桩的承载能力，桩身完整程度系数等指标，要是桩身存在缩颈之类的问题，反射波就会从问题所在之处反射回来，引发桩顶力和速度曲线出现变化，剖析这种变化就能判定桩身问题处于什么地方以及严重与否。

（二）低应变反射波法原理

低应变反射波法同样以波动理论为依照，把桩看作一维弹性杆件，在桩顶施加激振力之后，所产生的弹性波就会沿着桩身传递。当桩身的截面出现改变（比如扩径或者缩径这样的情况），又或者桩身的材料性质发生变化（譬如混凝土产生离析现象），再加上到达桩底界面的时候，弹性波就会出现反射和透射现象，凭借反射波和入射波之间的时差，反射波的幅值这些特征，便可以算出桩身缺陷所处的位置及其严重程度，倘若反射波的幅值比较大而且反射的历时比较短，大概就显示着桩身的浅部存在比较严重的缺陷。

（三）声波透射法原理

声波在混凝土里的流传速度，与混凝土的密实度，均质性这些特性紧密相连，混凝土内部一旦有诸如孔洞，蜂窝，夹泥之类的瑕疵，声波的流传途径就会改变，使得流传时间增长，波幅减小，频率发生变化等情况出现。声波透射法经由检测不同声测管之间声波的流传时间，波幅，频率等声学指标，并按照事先确立好的声学指标与混凝土质量的联系，来评判桩身混凝土是否完好，如果某个考察剖面上声波流传的时间大幅超出正常范围，大概就表明这个剖面周边存在混凝土缺陷。

（四）探地雷达检测原理

探地雷达发出的高频电磁波于地下介质里流传的时候，按照麦克斯韦方程组所阐述的电磁流传规律行事，一旦电磁波碰到具有不同介电常数的介质分界面，就会出现反射，折射和散射状况，从而达到对地基执行检测的目的。

（五）卫星定位技术原理

卫星定位系统（比如GPS）包含三部分，分别是空间卫星星座，地面检测系统和用户设备，卫星会朝着地面发射无线电信号，该信号蕴含卫星的位置和时间信息。用户设备即GPS接收机，当它接收到卫星信号之后，按照信号的流传时间算出接收机到卫星之间的距离，若同时接收许多颗卫星的信号，再凭借空间后方交会原理便能够确定接收机的三维位置坐标，在开展地基基础变形监测的时候，于不同时刻获取位于地基基础之上的GPS接收机的坐标，算出这些坐标之间的差值，就可得到有关地基基础位移和沉降的信息。

三、地基基础检测新技术的应用案例

（一）高应变动力检测在桥梁基桩检测中的应用

在修建某大型跨海大桥的时候，基桩不但数量多，而且桩身长，若想快速而精准地检测基桩的承载能力，可以利用高应变动力检测技术，检测之时，用重锤去冲击桩顶，再凭借安装在桩顶周边的力传感器还有加速度传感器来收集力和速度的信号，经由对这些数据加以处理和分析，便可以得出基桩的承载能力特征数值，还能知道桩身是否完好无损。检测结果显示，过半基桩的承载能力符合设计时的需求，不过仍有一小部分基桩因为在施工过程中出现了某些状况，造成桩身存在局部的瑕疵，经过及时补救之后，基桩的质量得以确保，这也为大桥的安全建造给予了支撑。

（二）低应变反射波法在建筑基桩普查中的应用

某城市进行大规模的住宅小区建设，基桩数量庞大。为了快速普查基桩的桩身完整性，采用了低应变反射波法。检测人员使用手锤或力棒在桩顶激振，在桩顶安装加速度传感器接收反射波信号。利用便携式低应变检测仪对采集到的信号进行现场分析，能够快速判断出桩身是否存在缺陷以及缺陷的大致位置，有效提高了基桩检测的效率。

（三）声波透射法在大直径灌注桩检测中的应用

白鹤滩水电站工程闸墩基础施工时用了大直径灌注桩，这种灌注桩直径大，对桩身混凝土质量要求非常高，所以就用声波透射法来检测，在灌注柱施工的时候先埋好声测管，混凝土浇筑完以后，把声波发射和接收换能器放在声测管里面，按一定间距逐个点去测声波的传播时间，波幅，频率这些声学参数。经过对检测数据加以分析，找到部分灌注桩存在混凝土局部不密实的问题，马上采取了补救办法，从而保障了闸墩基础的质量，免除了潜在的工程安全风险。

图 1左岸地下电站主厂房开挖支护形象

（四）探地雷达检测技术在石油生产中的应用

中国石油建立了以北斗导航为技术支撑的能源安全生产综合监管平台实施地下轨道交通建造的时候，中国石油北斗高精度网可实现场景数字化及三维可视化，全面提升企业在安全管控、应急处置、指挥调度等方面的管理水平，为集团公司数字化转型智能化发展提供北斗时空数据支撑。通过这些技术，能够得到地下介质的雷达反射剖面图，在分析雷达图像之后，就能清楚地辨别地下空洞在哪里，有多大，是什么形状，遵照探测的结果，工程设计人员可以更好的检测加油站、油库、管道等地基基础，从而更好的保证石油生产。

图 2中国石油北斗导航能源安全生产综合监管平台稳定运行已超1000个小时

（五）卫星定位技术在大坝变形监测中的应用

三峡大坝为了确保安全运行，建立了基于卫星定位技术（北斗卫星导航系统）的变形监测系统。在大坝的坝顶、坝肩等关键部位安装了北斗卫星定位接收机，实时接收卫星信号，获取大坝的三维坐标信息。通过长期的监测数据积累，分析大坝的位移、沉降等变形参数。根据监测结果及时采取了加固措施，能够避免可能发生的工程事故。

四、结束语

综上所述，地基基础检测新技术给建筑工程领域造成许多积极影响，经由探讨多种新技术可知，它们在提升检测精度，扩展检测范围，改进检测效率等方面具有明显优势，往后要不断改良这些新技术，促使其在地基基础检测中全面应用。

参考文献：

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[2] 王平.地基基础检测新技术探讨[J].黑龙江科学, 2021, 12(6):2.

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