水利工程项目中桩基检测的技术研究

2022-11-17朱鹏程

建筑与装饰 2022年21期

朱鹏程

广东建科源胜工程检测有限公司广东东莞 523710

引言

工程建设中使用桩基技术开展地基施工，水利工程是国家基础工程建设的重要环节，良好的水利工程建设能为国家发展提供重要保障，也是当地居民资源利用提供重要保障。桩基施工是水利施工中的重要隐蔽项目工程，施工难度比较大，需要先进施工技术作为支持来提高施工效率。在施工过程中技术人员应做好监督管理，使用科学合理的桩基检测技术验证施工质量，规避水利工程施工的风险。

1 桩基施工技术

桩基技术具备较高承载力，当压力较大的情况下桩基仍旧需要具备较好沉降、抗震能力，这是当前解决特殊地基承载能力的重要方式。桩基施工技术具备良好性能，在水利工程、建筑工程方面的运用十分广泛。进入新时期之后桩基作用性能良好，在水利工程与建筑工程方面的运用，如何验证工程质量备受重视。桩基作用越来越大，为保障工程安全、地基牢靠，桩基检测技术在工程中的运用越发关键。桩基检测、质量控制是当前施工中的重要工作，施工如何检测越发重要。追根溯源，桩基检测技术发展于20世纪80年代，该施工技术广泛兴起，同时在水利工程、建筑工程施工中发挥了越发重要的作用。凭借桩基检测结果评价桩基质量，也是判断桩基质量情况的前提、依据。根据当前的工程实际运用情况而言，桩基检测技术有堆载静负荷试验、桩基的完整性试验。基建项目工程增多，水利工程更是施工中的重要部分，桩基础施工技术非常重要，桩基础工程本身质量决定了施工的安全可靠[1]。倘若建筑施工存在问题，尤其是隐蔽环节存在问题后期难以发现，就会导致项目使用存在隐患。水利工程主要运用在控制与调配自然界地表水和地下水，能够调节水资源起到除害兴利的目的。水利工程建筑形式较多，实际运用有大坝、堤防、水电站、泵站、水闸、渡槽等，这些建筑物工程量大且投资多，工程周期长，条件复杂而受到自然条件的影响。一旦存在隐患就会产生严重后果，对当地人民的生活产生重大影响。

2 桩基检测技术

2.1 静荷载试验

静荷载试验法主要用来检测单柱竖向抗压承载力、竖向抗拔承载力、水平承载力，均是竖向力。具体操作包括在单柱顶部逐级施加竖向方位的压力、拔力、水平推力，通过逐级施加力观测桩基柱位移的情况，比如沉降、上拔位移、水平位移情况，如此来检测桩基的承载能力。在桩基检测中该技术是比较常见的施工技术之一，该技术的优势是可以直观地显示检测数据，但是实际运用过程中由于设备体型庞大、运输不方面、检测周期较长，因此适用范围受到局限。实际使用过程中需要根据水利工程具体特征来选择。

2.2 钻芯检测

该方式使用主要基于对桩基的再检测，在推测、怀疑的基础上进行再检测，比如桩身结构在经过其他检测技术之后人们仍旧怀疑结构存在质量问题，因此可以借助钻芯技术来进行再检测。该方式主要是运用在温度、周围气候环境等对混凝土结构性质产生影响的环境，比如化学、物理因素的侵蚀和破坏，为避免存在质量问题而进行再次检测。钻芯法具体操作主要是利用钻机在桩体内取样检测，观测桩体内桩芯的成型质量。

钻芯法的优势在于可以利用在各个建筑年龄层次中，可以随时检测。但是如果是建筑状体存在破坏，本身设计程度较高的建筑当中不应该使用这种检测方式。实际上这种技术选取出来的样本有限，不能全面展示桩基的整体的质量，最终的检测结果存在偏差。

2.3 高应变法

在桩基检测中高应变法是检测工作中最常见的方式之一，桩基检测中检测结果用于计算桩基的承载力、结构强度，为后续管理提供科学合理的参考数据。具体运用过程中高应变发常常用来检测桩基的承载力，通过该技术检测出来的结果十分精准合理，因此也受到行业内大多数人员的喜爱。高应变法主要是通过波形拟合法、CASE法来进行桩基检测，CASE法是用于计算桩基的支撑阻力，波形拟合法则运用在单桩承载力测试中。通过运用高应变法将二者得到的数据整理分析，得到桩基实际承载力，从而为后期桩基施工提供合理的依据。

高应变法是通过重锤撞击柱顶，在冲击柱顶的过程中通过测量柱顶的力时程曲线和速度时程曲线，通过波动理论来分析得到单桩竖向抗压承载力以及柱身的完整性检测结果[2]。该方式的优势在于检测桩的承载力、桩身的内部缺陷，检测周期段操作简单，如果是使用大直径扩底柱和预估Q—s曲线有缓变型特征的大直径灌注桩，不适合使用高应变法来检测竖向抗压力，高应变法具体使用过程中需要现场实际检测找到符合本地区相近条件的可靠资料。

2.4 低应变法

低应变法使用主要是达到桩身低幅度振动的效果，使用低能量瞬态、稳态等方式对桩身进行激振，在桩身弹性限度范围内达到降低桩身振动幅度的目的。因此，技术人员应该通过波力原理、振动理论等对桩身的稳定性和承载能力进行判断，在检测过程中使用新型技术创新检测技术。结合当前科技发展来看应力波反射法是当前桩身检测的主要选择，技术人员只需要通过分析应力波反射情况，就可以极好的反映桩身情况，精准判断桩身的使用，从而满足检测效率、检测质量。低应变法检测优点在于操作方便快捷，能够节省一部分资金。但是该技术使用仍旧存在缺陷，倘若桩径直径较大，反射波就不容易被桩顶传感器接收，这导致检测方法只能反应柱顶的缺陷。因此，建议使用该技术的时候可以使用高应变法来作为辅助技术。

2.5 声波法

声波对测法是通过超声脉冲对混凝土内部发射高频弹性脉冲波，借助专业的仪器设备记录下声波情况，根据声波的波动情况预测混凝土内部，判断混凝土是否有畸形的情况。声波对测法的优势在于检测体积比较小，运载方便、采集数据精准、结果客观可靠。声波对测法也存在缺陷，如无法获取被测量物体的承载力信息，实际操作难度比较高，部分水利工程中不能获取承载力信息数据，也可以配合静载法与高应变法来使用[3]。

声波透射法主要是检测桩基的完整性，这种方法不会对桩基造成损伤，也可以检测桩基结构。通过桩基的方式来精准分析应力波传播路径，根据波形、波速、巅峰值等。如果传播路径均匀传播则表示桩基结构完整，反之，应力波传播呈现出不规则特征，表明桩基存在受损情况。技术人员发现此现象之后要及时跟进维修，安排后期的桩基检修维修工作，为桩基工程提供合理的保障。

3 水利工程的桩基检测方式选择

水利工程施工中桩基检测常使用2～3种检测方式，具体组合形式有：①灌注桩，使用静载、低应变组合；静载与钻孔抽芯组合；静载与超声波透射法组合；高应变法与钻孔抽芯组合；高应变法与超声波透射法组合；②管桩检测有静载与低应变组合或者是高应变组合；③水泥土搅拌桩可以使用静载与钻孔抽芯组合。具体使用种灌注桩因为自身结构特征，五种检测技术均可以检测，只是不同检测方式的侧重点有所区别，水利工程施工现场条件允许的基础上可以设计出承载力不大于8000kN的桩用静载钻孔抽芯，或者是超声波透射法检测，均可以全面反映桩基质量。现场条件不允许则使用高应变为主或者是结合抽芯或者是超声波透射法，结合地质的实际情况来判断桩基质量，如果主要检测承载力，使用静载与低应变组合即可，能够明确判断桩的承载力是否满足设计的需要。设计承载力大于8000KN的桩，静载检测的成本极高，因此使用高应变法与超声波透射法即可[4]。

管桩是空心结构，管壁厚度一般，使用静载结合低应变检测即可。倘若受到施工现场条件限制，可以使用高应变组合来进行检测。水泥土搅拌桩桩身较软，声阻极大，声波在桩内传播的距离有限，因此不能使用高应变、低应变、超声波透射法，这种桩身应使用静载、钻孔抽芯组合检测，可以全面反应桩基的整体质量。具体检测方式选择、检测目的参考下表：

表1 水利工程检测方式与目的

4 桩基检测试验存在问题

其一，市场不规范。检测单位具备效益性质，桩基检测需求比较大，市场上检测单位越来越多，其中就有浑水摸鱼的部分，为得到桩基检测业务而压低市场价格，市场价格较低的情况下降低效益成本。市场较低的环境下开展检测业务就要降低经济成本，因此草率处理数据，检测不认真忽视了桩基检测的重要性，最终导致数据失去可信度。要解决问题就需要从市场入手；其二，管理存在问题，检测单位为快速获取检测结果，因此收购不符合资历的证书，实际检测随意完成，检测人员存在流动性，档案文件管理不合理，部分不正规桩基检测单位资料管理混乱，并没有执行档案标准，也没有固定存放的地方，资料与档案无专门人员管理，为质量安全埋下隐患。其三，影响检测结果的因素较多，桩基检测结果不准确的原因主要在两个方面，一方面是人为因素，另一方面是设备使用问题。具体来讲，执行检测标准执行不合理、基准梁安放等问题都会影响到施工检测情况，这些因素都导致桩基检测结果不合理。

5 强化桩基检测质量的对策

水利工程桩基检测技术的强化可以从几个方面入手：其一，重点提高检测团队综合素质，对于水利工程桩基检测队伍而言综合素质包括很多方面，比如检测队伍的专业素养、责任心等[5]。技术人员在招聘技术人员的时候应提高门槛，重点考察招聘人员的理论知识与实践能力。成熟的检测人员中团队应提高自身综合素质，定期安排专业教师参与培训管理中。另外为激发检测人员的工作积极性，可以制定奖惩制度约束检测行为。在检测过程中出现失误的人员应做好反思总结，进行适当惩罚作为约束和督促力量，以更高标准要求自己。其二，使用先进的检测技术。进入新时期之后水利工程发展速度加快，传统检测技术已经不能满足当前人们的需求，只有使用大量桩基检测技术督促施工人员才可以保证桩基施工质量。因此桩基检测工作需要先进的检测技术作为支持，需要现代技术的支持来促进水利工程的良性发展。其三，优化市场、完善制度管理体系。桩基检测工作离不开市场体系、制度支持。当前的桩基工程仍旧处于相对混乱的状态，缺乏管理条例导致工程无法有序进行，因此需要根据施工具体流程来完善施工流程，促进水利工程的高质量发展。