水利工程中桩基检测的技术分析

倪亮明

（茂名市水利水电工程质量检测站 广东茂名 525000）

桩基工程是水利工程施工和运营中的关键部位，也是施工要点之一，水利工程长时间时候用，受到各种干扰因素的影响，会形成安全隐患，需要定期维护和排查，而有效的桩基检测技术尤为重要，在不破坏桩基使用性能的前提下，对桩基进行无损检测，了解和掌握桩基承载力和结构强度，为桩基的维修和管理工作提供参考依据，保证桩基结构的稳定性。对此，在水利工程中，无论是建设阶段还是在后期运营阶段，都要加强对桩基的检测施工，优化检测技术，提高检测结果的准确性，进而保证水利工程的综合质量。在这样的环境背景下，探究水利工程中桩基检测技术具有非常重要的现实意义。

1 水利工程中常见的桩基检测技术

1.1 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。

1.2 低应变法

在实际应用中，通过低能量瞬态、稳态等激振方式，基于弹性限度，迫使桩身形成低幅度振动，通过波力原理、振动理论进行基桩稳定性和承载力的判断，检测桩身完整性。当前，结合我国的技术特征，主要选择应力波反射法进行桩身检测，分析应力波反射特征，以此反映出桩身完整程度，并联合反射波辐射、频率、地层信息和施工记录等信息，精准明确桩身使用情况。在实际应用中，要注意两点：①波形曲线会由于桩周土地的影响而发生变化，这是因为桩周土地的力学性能干扰，造成应力波的过渡损耗；②无法判断桩身浅层问题，定量分析不足。

1.3 声波透射法

声波透射法是由混凝土结构声学检测技术优化形成，主要检测桩基完整性，通过撞击的方式分析应力波传播路径，若波形、波速、波峰值恒定，应力波可以保持匀速传播，可以表明桩基完好无损，完整性良好；若波形、波速、波峰值变动较为明显，则说明桩基结构中存在缺陷，这是因为应力波传播中，桩基缺陷部位的应力波会出现变化幅度不等的情况，使得应力波形成透射波，这种方式属于无损检测，不会对桩基性能产生任何影响，适应范围较广。

2 水利工程中桩基检测技术的应用途径

某水利工程用于抗洪减灾途径，由于运行时间过长，可能会出现安全隐患，需要对该水利工程进行安全隐患的检测，结合工程情况和检测条件，本工程选择低应变反射波法进行实际检测。在桩基检测中，选择人工挖孔灌注桩，其中孔径为120cm，桩端多以中风化岩层为主，通过低压变反射波法进行桩基缺陷处的探测，为后期的修复和管理提供可靠依据。

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 承载力检测

在桩基承载力检测中，选择桩基自平衡法，检测系统由环形荷载箱、高压油管、百分表、位移杆以及电动油泵等构成，检测人员要通过地面组合油泵和高压油管进行环形荷载箱加压处理，基于压力剧增的条件下，启动荷载箱，把该作用力传输至桩身，形成向上或是向下位移，形成桩基侧面阻力与端部阻力，上下桩身就会形成摩擦力和端阻力，构成平衡力，这就是桩基的自平衡。利用荷载箱得到荷载曲线，平衡力会转化为荷载，通过位移杆和百分表，测得桩身承载力，并得到桩基沉降量、弹性压缩系数，完成检测任务。

3 Ⅲ类桩、Ⅳ类桩施工处理技术

对已经检测出的Ⅲ类桩和Ⅳ类桩进行施工处理，具体为以下施工方式：

3.1 扩大承台法

在长时间的使用中，桩基由于各种因素已经发生位移，原有的承台断面宽度无法达到实际要求，需要施工中进行承台扩大。基于桩基共同作用原理，若单桩承载力下降，可以通过扩大承台的方式，考虑桩与天然地基共同分组上部结构荷载的方法，在扩大承台断面宽度时，大承台配筋也要随之增加。

3.2 原位复桩

在实际施工中，若检测出断桩的情况，施工人员要彻底清理桩基，在原有位置进行桩基重新浇筑，根本上解决桩基缺陷问题，尽管处理效果最佳，但存在费用高且难度大的问题。

3.3 接桩

通过桩基检测，明确混凝土缺陷部位，设计接桩方案，根据设计要求标注井点，通过“降水-开挖-素混凝土护壁”的施工流程，在桩基内部用钢筋箍圈加固，挖到合格为止，通过人工凿毛，利用按挖孔法进行混凝土施工，最后混凝土浇注。

3.4 钻孔补强法

若桩身混凝土已经蜂窝状、松散或是离析的情况，桩身强度不足，桩底沉渣过厚，施工中要选择高压注浆法进行桩基施工处理，若桩身混凝土存在离析、蜂窝，选择钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处，清洗干净后进行高压注浆；若桩长不足，选择钻机钻到设计持力层标高，对桩长不足部分注浆加固。

4 结束语

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。