桩基检测在黔中水利枢纽渡槽桩基工程中的应用

蒋 薇

（贵州省水利投资（集团）有限责任公司，贵州 贵阳550002）

1 概 况

黔中水利枢纽工程位于贵州中部黔中地区、云贵高云苗岭宽缓山脊、两江分水岭河源地带、岩溶峡谷山区，涉及贵州3 市（贵阳、安顺、六盘水）1州（黔南自治州）1 地区（毕节）的10 个县（区）和贵阳市区、安顺市区。工程以灌溉、城市供水为主，兼顾发电等综合利用，并为改善当地生态环境创造条件的Ⅰ等大（1）型水利枢纽工程。

黔中水利枢纽工程中的渡槽结构形式多样，有高墩大跨刚构渡槽、大跨拱形渡槽和排架式渡槽，存在桩基结构，受力情况复杂，施工难度大。桩基设计数量总计约1 305 根，其中直径1.2 m 及以下的桩基有约954 根，直径1.2 m 以上的桩基约有351 根。桩基沿线地质条件较为复杂，从灰岩、白云岩、砂岩、泥质白云岩到泥岩、煤层、土夹石等均有出现。

桩基质量的可靠性对上部结构的安全与稳定起着至关重要的作用，如桩基存在质量隐患，一旦渡槽通水荷载加大后，由于桩基的不均匀沉降而导致工程事故产生。同时桩基又是隐蔽工程，如何保证桩基的施工质量，是工程建设管理工作中的一项重要内容。该工程桩基的类型和数量较多，为全面评价该工程桩基的施工质量，需配合不同的检测方法进行检测。下面结合贵州省黔中水利枢纽工程，主要探讨桩基检测技术在桩基工程质量控制中的应用。

2 桩基检测的必要性

该工程中的渡槽桩基均为混凝土灌注桩，按施工方法分主要有人工挖孔灌注桩、机械冲击成孔灌注桩和旋挖灌注桩。混凝土灌注桩由于其成桩质量受地质条件、成桩工艺、机械设备、施工人员、管理水平等诸多因素的影响，较易产生夹泥、断裂、缩颈、混凝土离析、桩底沉渣较厚及桩顶混凝土密实度较差等质量问题，从而影响上部结构的正常使用与安全，甚至引发工程质量安全事故，因此加强对桩基施工质量控制与检测十分必要。

3 桩基检测方法的应用

桩基质量检测是对单桩承载力和桩身完整性等内容进行全面评价的重要措施，能查明桩身可能存在的缺陷及缺陷位置、缺陷程度，以及为质量存在缺陷的桩基处理提供依据和办法，从而达到控制桩基施工质量的目标。桩基的质量检测从大的方面来说主要有静态和动态两种的方法。静态检测方法是利用静载荷试验，来分析桩基承载重量的能力。动态检测方法主要有声波透射法、低应变法、钻芯法等，对桩身完整性进行分析。这些桩基检测方法各有优缺点和适用性，在实际检测过程中应合理搭配，既要达到评价桩基施工质量的目的，又能节约工期和投资。

3.1 静载荷试验

静载荷试验法用于检测基桩承载力，工程中多用到竖向抗压静载荷试验。静荷载试验法有堆载法、反力架法、锚桩法和自平衡法等，主要适用于工程试桩的承载力检测。其优点是受力条件比较接近桩基础的实际受力状况，可靠、直观，是桩基承载力检测的常用方法，但因对场地要求高，且费时费力，费用较高，适合设计等级高、地质条件复杂、新工艺成桩的桩基的抽检使用。

黔中水利枢纽工程中的草地坡渡槽、徐家湾渡槽、河沟头渡槽、焦家渡槽为高墩大垮刚构渡槽，为交通行业安全等级一级建筑物，青年队渡槽和塔山坡渡槽为多跨连拱渡槽，为水利行业水工一级建筑物且场地偏远，所处的地质条件也各不相同，桩基础设计承载力大，为确保桩基的承载力满足设计要求，根据设计要求，对这6 个高大跨渡槽随机抽取2根桩进行静载荷试验。由于单桩承载力超过3 000 t，该工程静载荷试验采用自平衡法静载荷试验。

3.2 低应变法

低应变法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来判定桩基的桩身完整性、缺陷位置及影响程度，判断桩端嵌固情况。该方法是建立在一维均质弹性杆基础上，具有方便快捷、经济高效的特点，能满足对大量的桩基进行逐根普查的要求，也可判断桩端的嵌固情况。但仅能对工程桩的完整性进行粗略判断（定性判断），不能对缺陷的种类和大小进行精确的描述（定量判断）[2]。

黔中水利枢纽工程1.2 m 及以下的桩基数量约954 根，桩径小，桩长短，工期紧，数量多，采用低应变法进行普查，完成对较小承载力桩基的完整性检测，达到经济、高效的检测效果。

3.3 声波透射法

声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征，根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性及波形畸变程度等特征，获得测区范围内混凝土的密实度参数，从而判断桩身完整性。该方法能够进行全面、细致地检测，对缺陷的位置及大小可精确定位，且基本上无其他限制条件[1]。

黔中水利枢纽工程高大跨渡槽结构的桩基桩径大，桩长较长，设计承载力大，采用声波透射法进行逐根检测，精确定位缺陷的大小和位置，确保桩基满足大承载力的完整性要求。此次采用声波透射法检测桩基共计331 根。

3.4 钻芯法

钻芯法是一种对桩基进行开挖验证的半破损检测方法，优点是直观、精度高，相对于其他检测方法，该方法还可检测沉渣厚度和混凝土强度。缺点是检测速度较慢，费时费力，对场地要求较高。钻芯法一般用于抽检或对其他检测方法的验证检测。

黔中水利枢纽工程用钻芯法对桩基进行随机抽检，抽检比例为5%～10%。对于地质条件复杂的桩基，如溶蚀发育区、水系发育区等，可适当扩大钻芯法的抽检比例。该工程桂松干渠的麻杆寨渡槽处于水系发育区，桩基施工方法为机械冲击成孔灌注桩，普遍发生塌孔现象，该渡槽的钻芯法抽检比例高达50%。

4 结 语

黔中水利枢纽工程自平衡法检测工作量为10根桩，声波透射法检测工作量为340 根桩，低应变法检测工作量约为895 根，钻芯法检测完成工作量约为110 根，均满足设计要求。合理利用这些桩基检测方法，既满足了工程建设质量控制的要求，又能合理的节约工期和投资，确保工程既快又好的完成。

［1］ 陈丽丽，张晓琴.桩基检测技术及优缺点［J］.城市建设理论研究，2012（13）.

［2］ 董林. PIT 反射波基桩完整性检测在工程质量监督中的应用［J］.质量检测与控制，2003（9）：12—15.