水利工程中桩基检测的技术分析 陈伟

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:陈伟
[导读] 摘要:近年来,我国的水利工程建设有了很大进展,为了提升施工质量,对于各个环节的施工改革都要提高重视。
        云南省水利水电工程有限公司  云南省  650500
        摘要:近年来,我国的水利工程建设有了很大进展,为了提升施工质量,对于各个环节的施工改革都要提高重视。桩基检测是一个关键环节,自然也要在施工过程中予以充分关注,明确技术要点,才能做好检测工作,保证检测准确性,这是本文探讨的主题,目标是为后续检测工作提供参考。
        关键词:水利工程;桩基检测;技术要点
        引言
        桩基的种类十分多,各桩基之间的施工工艺存在明显的差异,再加上不同地区的复杂地层变化状况,桩基很有可能会在地底出现断桩、离析、扩径等现象,严重影响建筑桩基基础质量。桩基验收与监测评价尤为重要,是保证桩基质量性与安全性的必要前提。研究桩基检测技术的综合应用,对我国建筑行业在未来桩基础工程的发展中具有十分深远的意义。
        1水利工程中常见的桩基检测技术
        1.1钻拉检测法
        在桩基检测技术分类中,钻拉检测法属于应用体系比较完善的检测方法,该技术的应用原理在于,借助钻孔设备在已经完成的桩基结构上钻取直径微小的钻孔,该钻孔并不会对桩基结构的应用强度造成影响。将采集到试验样品运送到实验室中,对于样品的抗拉强度、综合应用强度进行检测,将获取的试验数据和标准数据进行对比,从而判定出成桩质量是否可以满足既定要求,如果成桩质量较差,则需要及时采取措施进行补救,从而提高桩基工程的施工质量。
        1.2声波透射法
        在桩基检测技术中,声波透射法属于一种十分传统的检测技术,在以桥桩为代表的桩基础工程中有极为广泛的应用。以往的声波透射法需要用到模拟声波仪,但是现如今数字化声波仪早已完全可以将传统声波仪取而代之,显著提升了检测效率与检测质量。在分析声波过程中需要用到声波CT手段,对桩基桩身的完整性检测有极其优异的检测效果。在应用声波透射法中,需要在桩基内预埋几根声测管道,同时灌满清水,注意要将声测管道在预埋过程中要保持与桩基处于同一纵轴之中。然后再利用超声换能器来发射超声脉冲,用其他超声换能器所接收,在转化为电信号过程中显示于计算机中,并移动超声换能器来实现桩基内部检测工作,根据超声脉冲的主要特征及变化状况来观察桩基质量、位置以及完整性等。声波透射法的检测步骤如下:(1)将声波换能器在深度标识的应用下放置在两根声测管中的测点处部分。(2)声波换能器需要保持同一标高或固定高差来进行同步升降,且测点间距要≤250mm。(3)在显示时程曲线之际,需记录好声时、周期值以及首波峰值,主频值与频谱曲线应同时显示。(4)继而将多根声测管两两合一,并对这些检测排铺面分别开展检测。注意,如果某一桩身部位质量可疑,在其测点周围需要利用加密测点进行复测,确定好具体的缺陷位置。
        1.3低应变法
        在我国工程领域,应力波反射法是对于桩身进行检测时的一个主要手段。在应力波向桩身进行传播过程中,对应力波的反射特征进行分析,能够进一步明确桩身完整性。并且结合反射波的振幅、相位、频率以及地层信息、实际施工经验、施工记录等等,可以更加精准地对桩底与桩身问题进行明确。但是这一方式主要有以下几点问题需要重视。其一是波形曲线因受到桩周土体影响。因桩周的土层具备力学性能,这会使应力波出现较为明显的损耗差异。如果缺乏桩侧土质信息则很容易产生检测结果误差。其二是对于桩身浅部存在的问题难以判断。无论是大桩亦或是小桩,都无法完全依据一维应力波理论对于桩顶近端进行分析。其三是对于定量的分析不足。利用低应变法进行检测,依靠单一波形是无法对沉渣及离析段厚度、缩径程度、裂隙宽度等进行定量分析的。
        1.4高应变法
        该检测方法是桩基检测工作中常见的方法之一,可以测量出桩基激发的阻力数据,即为速度波或是应力波,以精确数据为基础,计算桩基的承载力。

在实际应用中,通过波形拟合法和CASE法实现桩基检测,其中CZSE法则是通过构建一维波动方程,计算桩基围岩土形成的支撑阻力,得出该支撑阻力的具体值。假设桩身截面不变,观察应力波传播中的能量损耗情况和信号畸变程度,不考虑桩基周围土体阻力,桩基底部阻土体阻力和桩端运动速度保持一致,呈正比例关系。基于假设条件,根据行波方程和波动方程,推导出极限承载力计算公式,这种检测方法仅限于预制桩检测和预应力管桩检测。波形拟合法大多应用在单桩承载力测试中,通过现场检测出速度波和力波大小,并传输到管理端中迭代计算,假设各个单元基桩信息,基于力波与速度波,对实测波形和计算波形进行拟合处理,直到二者参数吻合,进而得到桩基的实际承载力参数。
        1.5静力触探法
        在无损检测技术组成中,静力物探法的出现时间相对较晚,不过目前已经在许多检测领域发挥出了较大的应用价值。在具体的应用过程中,其检测原理是在桩基结构顶部摆放静压力检测装置,在设备启动之后,装置会检测桩基结构所受到的静压力,采集这些反馈数据信息,确定结构所受到静压力的峰值和谷值以及这些数据信息的持续时间。将检测数据和标准数据进行比对,从而确定桩基施工质量的合理性。如果静压力检测数据并不满足于既定要求,那么则需要及时对结构进行支护,从而提高整个桩基结构的承压能力。
        2水利工程中桩基检测技术的应用途径
        2.1完整性检验
        根据《水利水电工程桩基动测技术规程》中的要求,结合桩身完整性分为以下类型:①Ⅰ类桩,指桩身完整且正常使用;②Ⅱ类桩,指桩身基本完整,但存在轻微缺陷,可以正常使用;③Ⅲ类桩,指桩身有明显缺陷,结构承载力下降;④Ⅳ类桩,指桩身有重度缺陷,无法正常使用。针对高度小于2m的桩基,选择声波透射法,在混凝土灌注之前,检测人员要埋设声测管,单根桩基必须埋设四根内径为5.1cm的声测管,对称分布,保证桩基内侧布设均匀。针对检测出Ⅲ类桩和Ⅳ类桩,采用钻芯法进行二次检验,确定具有质量疑问和比较关键的桩基,设置抽样检测率是5%。针对高度大于2m的桩基,在实际检测中,选择低应变法,主要检测81根桩基,针对检测出Ⅲ类桩和Ⅳ类桩,采用钻芯法进行二次检验,确定具有质量疑问和比较关键的桩基,设置抽样检测率是5%。
        2.2桩基机构的承载能力
        现阶段,高层建筑已经成为城市的主体建筑结构类型,建筑高度的增加,也提升建筑的载荷能力,据相关数据显示,建筑高度每增加一层,其单位面积的载荷将增加1700kN,对于地下结构而言,其载荷在单位面积上会增加2100kN。桩结构作为重要的受压结构,对于结构的承载能力也是非常重要的检测内容之一。在对其进行检测时,一般会通过静荷载实验或动荷载实验来完成,以静荷载试验为例,若结构能够诚承重既定承载压力材料重量的1.2倍,那么结构满足既定的测试要求。
        结语
        综上所述,在水利工程中,由于环境和条件等因素的影响,桩基很容易受到腐蚀而造成承载力下降的情况,需要定期进行桩基检测,根据工程情况选择对应的桩基检测技术,并根据检测结果对桩基进行施工处理,延长桩基的使用寿命,不断提高桩基的承载力和结构强度,进而保证水利工程综合效益的最大化实现。
        参考文献:
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