水利工程桩基检测技术要点研究综述

发表时间:2021/8/10   来源:《建筑科技》2021年8月下   作者:李贵福
[导读] 水利工程的桩基检测难度较大,受限于工作环境和桩基结构问题,检测技术应用受限。针对这种情况,必须要加快新技术研究,通过引入计算机技术、通信技术、传感器技术,将检测过程完成数字化转变。

北京韩建水利水电工程有限公司  李贵福   北京 100000

摘要:水利工程的桩基检测难度较大,受限于工作环境和桩基结构问题,检测技术应用受限。针对这种情况,必须要加快新技术研究,通过引入计算机技术、通信技术、传感器技术,将检测过程完成数字化转变。同时要利用综合测量代替单一测量方法,实现相互验证,利用大数据处理技术,做好数据的筛选分析,提高我国水利工程桩基检测水平。
关键词:水利工程;桩基检测;综述
        引言
        水利工程建设中桩基工程作为极为重要的一个模块,建设质量对于整个工程质量影响明显。同时考虑到水利工程桩基施工环境较为复杂,主要是地下工程和水下工程,进一步增加了桩基施工的难度。同样的对于施工质量的控制难度增大,所以如何做好水利工程桩基的施工质量检测成为了水利工程建设中不可缺少的环节。针对这一问题,科学家和施工人员研发了多种检测技术应用到桩基检测之中,取得了较好的效果。相较于传统的检测手段,目前水利工程的桩基检测更加全面系统。
        一、水利工程桩基检测内容
        水利工程桩基检测主要包括两个方面的内容,分别是桩身的完整性检测。其次是桩基的承载力检测。桩身完整性包括各类桩、墩墙体结构完整性的检测,还有结构受力变形情况的检测。桩基承载力检测主要是各类桩基结构体的横向、纵向受力检测,既要检测单桩承载力还需要检测群桩承载能力。
        除了上述的两个检测方面以外,还需要考虑施工中环境影响的检测,例如振动、噪音等,对于水利工程桩基而言,还需要考虑流水侵蚀以及腐蚀等多方面的内容。
        二、水利工程桩基检测技术研究与应用
        2.1信息化技术在桩基检测技术方面的应用
        随着信息化和工业化深度融合,将数字思维应用到工程管理建设之中依然成为了现代工程建设的一个发展趋势。在水利工程桩基检测方面,信息化技术也在不断深耕,并且取得了一定的成果、信息化技术在桩基检测方面主要可以分为两种情况,一种是依靠数字仿真模拟,第二是检测数据的收集和分析。前者一般是应用在设计建设阶段,后者则是利用于工程完工后的检测分析。研究员陈曦鸣, 朱克亮, 吴自明等(2020)介绍了一种桩基成孔智能检测设备,该设备可以利用超声波频谱特征对检测队形进行深入探究,继而将反馈的数据利用GABOR对数据进行预处理,采用大数据处理技术对数据进行筛选纠正拟合,并将数据与单一的检测技术想必对,相互验证检验结果的准确性,并且利用智能检测平台可以输出准确的检测数据和监测结果,提高了整体检测准确性和分析效率。对于第一种方法应用方面,例如季永兴, 卢永金, 陈海英等(2007)通过对苏州河河口水闸桩基础设计与检测中,利用三维有限元分析法对钢管桩进行内里分析计算,并且与实际接检测结果对比分析,为后期的工程施工提供了较为准确的参考数据。另外孙晓辉, 王建德, 肖发光等(2012)在南水北调工程中,对中线湍河渡槽进行桩基仿真实验,完成了单桩竖向抗压静载实验、高应变检测实验、钻芯法测试实验以及超声波检测实验,这些实验与实际结果想对比,对仿真结果进行修正,为后续的工程仿真分析提供了参考。同时从仿真实验也可以看出,现阶段水利工程桩基仿真软件应用范围较广,基本包含了桩基检测的主要内容,未来仿真分析会成为桩基辅助检测中不可缺少的一项。
        2.2桩基检测标准化技术研究
        桩基检测是一项系统性动作,通过桩基检测来判断桩基状态以及施工质量,可以为后续的工程施工和工程应用提供数据参考。


因此我国建立了一整套的桩基检测标准,在工程检测中,第三方检测单位必须要按照相关的标准进行检测分析,保证检测结果的科学性。但是不同的国家关于桩基检测规范也有所不同。研究员朱建民, 鲁少毅, 裴进玉等(2019)针对桩基静载实验,对比越南规范和《Piles-standard test method in situ for piles under axial compressive load》(TCVN 9393:2012)与中国规范《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014),发现二者之间参数设定和方法应用方面存在一定差异,发现我国标准相对制定较为严格,而越南标准存在一定的浮动空间,一般设定为下限值,实际项目建设时,则根据工程建设情况适当参数调整。
        2.3声波检测在桩基检测中的应用分析
        声波检测技术应用到桩基检测之中,优势较为明显,作为无损检测技术的一种,一般不会对桩身产生破坏,同时能够根据反馈的数据对桩基内部情况进行分析,所以声波检测技术在桩基检测中应用十分广泛。但是实际应用中对整个桩基检测利用统一方法,则造成了声波检测质量下降的问题。研究人员张玉明, 岳强(2010)通过多参数综合分析也验证了这一结论,他们首先通过声波曲线来判定可疑位置,然后依靠超声波声时、声幅和PSD数据进行综合判定,解决了单一参数容易误判问题,同时多参数综合使用进一步提高了声波检测质量。同样的研究员黄锦雄, 韩卫东, 朱幸科(2013)等人利用超声波透射法检测桥梁桩基,对比不同管距下波速的变化情况,并且对波速检测结果进行分析,发现声波透射法能够准确判别长桩的缺陷,而利用超声波检测混凝土则效果更佳。陈龙珠, 杜烨, 吴宝杰(2015)等对桩旁孔进行声波检测,认为对于顶部裸露的在建工程桩,由桩身透射到旁孔的弹性波路径短,干扰小且能反映缺陷以下桩身质量及桩底位置的信息,比常用的反射波法能够更为全面可靠地评价基桩质量状况。
        2.4承载力检测新方法探究
        除了桩身结构完整性检测以外,重要一点事桩身的承载力检测,在承载力检测方面最为常用的就是抗压静载实验。但是随着水利工程桩基建设复杂程度的提升,抗压静载实验所需的外部条件更加严苛,检测成本进一步提升。针对此类问题,研究人员积极探究多种检测方法来改善这一情况。韩晓林, 王五平(2000)研究了准静载实验方法,吸收了静载和动载实验的优势,提高了单桩检测能力,但是因为设备复杂贵重,影响了其推广。研究人员单旭辉针对单桩承载力越来越大,静载实验越来越贵的情况下,应用一套的大吨位工程静载实验自平横检测方法,通过寻求桩基上下段平衡位置,通过对上下两段体分别实验,然后记录仪器的位移情况,根据位移数据来间接的获知桩基的极限承载力,相对于静载实验,该方法经济性更好,具有较好的推广价值。
        另外在承载力检测方面,针对特殊的地质情况,我国科研人员也在积极探索,如边智华, 文松霖, 庞正江(2008)针对软岩地基桩基承载力检测实验进行了探究,结合南水北调第一期工程,针对软基利用模拟桩极限侧阻力实验、自平横桩等多种新方法,来完成了软土地基的检测,并且还结合使用了计算机仿真模拟和离心机模拟实验,提高了检测整体水平。
        结束语
        水利工程的桩基检测难度较大,受限于工作环境和桩基结构问题,检测技术应用受限。针对这种情况,必须要加快新技术研究,通过引入计算机技术、通信技术、传感器技术,将检测过程完成数字化转变。同时要利用综合测量代替单一测量方法,实现相互验证,刘勇大数据处理技术,做好数据的筛选分析,提高我国水利工程桩基检测水平。
参考文献
[1]陈曦鸣, 朱克亮, 吴自明,等. 桩基成孔智能检测平台的研究与设计[J]. 计算机技术与发展, 2020(9).
[2]朱建民, 鲁少毅, 裴进玉,等. 中越桩基检测规范抗压静载试验差异探讨[J]. 工程勘察, 2019, 47(001):30-34.
[3]季永兴, 卢永金, 陈海英,等. 苏州河河口水闸桩基础设计与检测[J]. 水利水电科技进展, 2007, 27(A01):44-47.

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