水利工程中桩基检测的技术要点探讨
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作者:黎锦辉
摘 要：水利工程建设意义重大，甚至关乎社会稳定性，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
中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2019）09-0112-02
桩基施工技术是水利工程施工的一项基础技术，对于施工的结果有着很大影响，决定着施工的效率与质量。为了提升检测质量，必须要明确检测技术要点，并且依照技术要点去开展后续工作，才能保证检测得出的信息具备参考价值。故需要深入探讨，为后续施工提供更可靠的依据。
1桩基施工常见的问题
1.1单桩承载力不足
在对桩基施工进行验收检测的过程中，单桩承载力不足的问题是较为常见的，也是影响很大的。如果桩基存在承载力不足的问题，导致无法支撑整体设计压力，很容易对周遭其他相关桩基产生影响，甚至会影响桩基础的整体施工进程，使得施工受阻。由此可见，对于桩基承载力的测定，是水利工程桩基施工质量验收环节的必要任务，有了单桩承载力的相关数据，才能在后续做好整改。
1.2桩的倾斜度过大
桩的倾斜问题，影响着桩基整体稳定性，这一问题主要是指在完成混凝土的灌注施工后，桩基整体呈现出超过设计要求的倾斜状态。引发桩基倾斜问题的因素有很多，在这之中，最主要的原因之一是钻孔的倾斜，而后在放钢筋笼时也会有不同程度倾斜。如果倾斜度过高，则有必要重新打桩。
1.3断桩
所谓断桩，主要是指桩基在施工过程中产生了部分开裂或是断开问题。在施工过程中，这是对施工质量与安全性影响重大的问题。一旦在实际施工过程中出现断桩问题，后续施工工序也会因此被推迟，甚至出现无法预料的事故，所以必须要明确断桩的原因，同时做好断桩检测。一般情况下引发断桩问题的原因，通常是因混凝土浇筑过程中某段桩夹杂了杂物，进而导致桩断开，影响使用，明确原因后要针对性选择检测方法，以保证断桩问题有实际解决方案[1]。
2水利工程中的桩基础检测技术
2.1高应变法
高应变法是水利工程桩基础检测的关键技术，对于桩基础而言，在针对桩基进行检测的过程中，这一技术的应用目标主要在于对桩基被激发的阻力数据进行测量，包括速度波及应力波等，得到这些数据，能够更加明确计算出承载力。实际利用高应变法进行检测的过程中，主要利用波形拟合法及CASE两种手段去进行检测与分析。CASE法主要利用一维波动方程去分析桩基因岩土而产生的支撑阻力，并且对阻力值进行计算。其基本的假定，是桩身的截面不产生变化，应力波在实际传播过程中无能量的耗散以及信号畸变的情况。忽略桩周的土体动阻力，桩底土体动阻力与桩端的运动速度呈现正比。在事先提出的假定条件下，借助行波方程与波动方程去对极限承载力的计算公式进行推导。但是CASE法的假定在部分情况下并不适用。例如在现场成桩的过程中，I类灌注桩因各个截面阻抗存在较大差距，随着桩位移量的提升，桩侧部分会产生动阻力，但桩尖并无动阻力集中。此外，在打动桩之后，静阻力会第一时间达到最高，进而与理想刚塑性体的假设不符。CASE法并不是广泛适用的，一般适用于预制桩以及预应力管桩的检测。而波形拟合法，则主要适用于单桩的承载力测试，利用这种方法能够得到更加精准的测定结果，将经过现场实测得出的速度波与力波上传至管理端，能够进行迭代计算，并且对各单元桩土信息进行假定。在对力波与速度波进行实测的基础上，将实测波形与经过计算得出的波形进行拟合。如果无法吻合，则应当对桩土的相关参数进行调整直至吻合，最终算出承载力参数。这一方法相对CASE法来说，波形拟合过程中对于截面与侧面光滑性及贯入度要求并不严格。所以承载力计算的结果也较为概括。因假定桩周的土体变形不存在，缺乏合理性。所以对预制桩与灌注桩进行测定，普遍会有较大偏差。
2.2低应变法
现阶段要利用低应变法去进行检测，主要采取低能量瞬态或是稳态的激振方式，在弹性限度内让桩身产生低幅度的振动。并且借助波动与振动理论去判定桩身的问题，主要针对桩身的完整性进行检测。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[2]。
2.3声波透射法
这一方式基于混凝土结构声学检测技术发展而来，其最主要的检测对象，是桩基完整性相关信息。主要针对撞击过程中传播的应力波去进行分析，如果应力波波形与波速、波峰值始终维持不变，而且应力波能够在桩基当中匀速传播，说明桩基完整性未受影響。反之如果应力波波速、波形与峰值都有了明确变动，则表明桩基的长度与方向存在问题。即是说在应力波传播过程中，在桩基存在问题的部位，应力波会发生不同幅度的变化，进而导致应力波产生透射波。鉴于这种无损检测方式不会损害桩基，所以在水利工程的检测过程中是十分适用的。
2.4静荷载试验法
静载试验是在接近抗压桩实际工作条件下对于单桩竖向承载力进行测定的手段，测定时首先要在桩顶部分利用千斤顶去施加竖向荷载，实际的加载量要借助并联在千斤顶的精密压力表去进行明确，碎玉桩顶的沉降信息，应当使用大量程百分表或是位移传感器去做好测量。利用这样的手段，能够确保单桩的竖向抗压极限承载力得到明确，并且能够结合预埋于桩身与桩端的测试元件去测定桩端阻力、桩侧土分层摩阻力以及桩身荷载传递的规律等等。静载的试验可以主要划分成三种形式。首先是堆载法，其主要是利用堆载于桩顶平台的重物去提供反力。国内施工过程中，经常会用到这样的方法去对单桩竖向极限承载力进行测定，目前已达到三万千牛。其二是锚桩法，主要是借助锚桩与反力架构成的返利装置去实施，利用锚桩的抗拔力去施加反力。可依照加载量去对锚桩具体数量进行明确，在实际施工过程中较为常用。目前我国工程施工过程中利用这种办法去开展单桩极限承载力检测，一般来说测定范围在两万五千千牛以下。其三是锚桩法与堆载法，其主要是在锚桩出现抗拔承载力不足的情况时，可以针对反力架施加配重或是利用重力式的反力架去提升反力。我国工程领域利用这种办法去开展单桩极限承载力检测，一般来说测定范围可达四万千牛左右[3]。
3结束语
水利工程对于社会的影响重大，为了做好施工准备，保证水利施工的质量，必须要从最基础的工作开始，而桩基检测工作则是基础工作之一，因此以上从常见问题以及技术要点两方面展开了分析，这是有利于提升检测质量，得到精准检测结果的主要途径。通过技术要点的明确，检测效率更高，检测结果也会更加精确，望引起广泛关注。
参考文献：
[1]崔行.浅谈水利工程中桩基检测的技术要点[J].黑龙江水利科技，2018，46（02）：154-155+177.
[2]刘圣尧.水利工程桩基检测技术要点研究[J].中国水运，2014（05）：51.
[3]刘振云.水利工程桩基检测中低应变反射波法的应用[J].内蒙古水利，2013（03）：25-26.
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