水利工程項目中樁基檢測的技術研究

朱鵬程

廣東建科源勝工程檢測有限公司 廣東 東莞 523710

引言

工程建設中使用樁基技術開展地基施工，水利工程是國家基礎工程建設的重要環節，良好的水利工程建設能為國家發展提供重要保障，也是當地居民資源利用提供重要保障。樁基施工是水利施工中的重要隱蔽項目工程，施工難度比較大，需要先進施工技術作為支持來提高施工效率。在施工過程中技術人員應做好監督管理，使用科學合理的樁基檢測技術驗證施工質量，規避水利工程施工的風險。

1 樁基施工技術

樁基技術具備較高承載力，當壓力較大的情況下樁基仍舊需要具備較好沉降、抗震能力，這是當前解決特殊地基承載能力的重要方式。樁基施工技術具備良好性能，在水利工程、建筑工程方面的運用十分廣泛。進入新時期之后樁基作用性能良好，在水利工程與建筑工程方面的運用，如何驗證工程質量備受重視。樁基作用越來越大，為保障工程安全、地基牢靠，樁基檢測技術在工程中的運用越發關鍵。樁基檢測、質量控制是當前施工中的重要工作，施工如何檢測越發重要。追根溯源，樁基檢測技術發展于20世紀80年代，該施工技術廣泛興起，同時在水利工程、建筑工程施工中發揮了越發重要的作用。憑借樁基檢測結果評價樁基質量，也是判斷樁基質量情況的前提、依據。根據當前的工程實際運用情況而言，樁基檢測技術有堆載靜負荷試驗、樁基的完整性試驗。基建項目工程增多，水利工程更是施工中的重要部分，樁基礎施工技術非常重要，樁基礎工程本身質量決定了施工的安全可靠[1]。倘若建筑施工存在問題，尤其是隱蔽環節存在問題后期難以發現，就會導致項目使用存在隱患。水利工程主要運用在控制與調配自然界地表水和地下水，能夠調節水資源起到除害興利的目的。水利工程建筑形式較多，實際運用有大壩、堤防、水電站、泵站、水閘、渡槽等，這些建筑物工程量大且投資多，工程周期長，條件復雜而受到自然條件的影響。一旦存在隱患就會產生嚴重后果，對當地人民的生活產生重大影響。

2 樁基檢測技術

2.1 靜荷載試驗

靜荷載試驗法主要用來檢測單柱豎向抗壓承載力、豎向抗拔承載力、水平承載力，均是豎向力。具體操作包括在單柱頂部逐級施加豎向方位的壓力、拔力、水平推力，通過逐級施加力觀測樁基柱位移的情況，比如沉降、上拔位移、水平位移情況，如此來檢測樁基的承載能力。在樁基檢測中該技術是比較常見的施工技術之一，該技術的優勢是可以直觀地顯示檢測數據，但是實際運用過程中由于設備體型龐大、運輸不方面、檢測周期較長，因此適用范圍受到局限。實際使用過程中需要根據水利工程具體特征來選擇。

2.2 鉆芯檢測

該方式使用主要基于對樁基的再檢測，在推測、懷疑的基礎上進行再檢測，比如樁身結構在經過其他檢測技術之后人們仍舊懷疑結構存在質量問題，因此可以借助鉆芯技術來進行再檢測。該方式主要是運用在溫度、周圍氣候環境等對混凝土結構性質產生影響的環境，比如化學、物理因素的侵蝕和破壞，為避免存在質量問題而進行再次檢測。鉆芯法具體操作主要是利用鉆機在樁體內取樣檢測，觀測樁體內樁芯的成型質量。

鉆芯法的優勢在于可以利用在各個建筑年齡層次中，可以隨時檢測。但是如果是建筑狀體存在破壞，本身設計程度較高的建筑當中不應該使用這種檢測方式。實際上這種技術選取出來的樣本有限，不能全面展示樁基的整體的質量，最終的檢測結果存在偏差。

2.3 高應變法

在樁基檢測中高應變法是檢測工作中最常見的方式之一，樁基檢測中檢測結果用于計算樁基的承載力、結構強度，為后續管理提供科學合理的參考數據。具體運用過程中高應變發常常用來檢測樁基的承載力，通過該技術檢測出來的結果十分精準合理，因此也受到行業內大多數人員的喜愛。高應變法主要是通過波形擬合法、CASE法來進行樁基檢測，CASE法是用于計算樁基的支撐阻力，波形擬合法則運用在單樁承載力測試中。通過運用高應變法將二者得到的數據整理分析，得到樁基實際承載力，從而為后期樁基施工提供合理的依據。

高應變法是通過重錘撞擊柱頂，在沖擊柱頂的過程中通過測量柱頂的力時程曲線和速度時程曲線，通過波動理論來分析得到單樁豎向抗壓承載力以及柱身的完整性檢測結果[2]。該方式的優勢在于檢測樁的承載力、樁身的內部缺陷，檢測周期段操作簡單，如果是使用大直徑擴底柱和預估Q—s曲線有緩變型特征的大直徑灌注樁，不適合使用高應變法來檢測豎向抗壓力，高應變法具體使用過程中需要現場實際檢測找到符合本地區相近條件的可靠資料。

2.4 低應變法

低應變法使用主要是達到樁身低幅度振動的效果，使用低能量瞬態、穩態等方式對樁身進行激振，在樁身彈性限度范圍內達到降低樁身振動幅度的目的。因此，技術人員應該通過波力原理、振動理論等對樁身的穩定性和承載能力進行判斷，在檢測過程中使用新型技術創新檢測技術。結合當前科技發展來看應力波反射法是當前樁身檢測的主要選擇，技術人員只需要通過分析應力波反射情況，就可以極好的反映樁身情況，精準判斷樁身的使用，從而滿足檢測效率、檢測質量。低應變法檢測優點在于操作方便快捷，能夠節省一部分資金。但是該技術使用仍舊存在缺陷，倘若樁徑直徑較大，反射波就不容易被樁頂傳感器接收，這導致檢測方法只能反應柱頂的缺陷。因此，建議使用該技術的時候可以使用高應變法來作為輔助技術。

2.5 聲波法

聲波對測法是通過超聲脈沖對混凝土內部發射高頻彈性脈沖波，借助專業的儀器設備記錄下聲波情況，根據聲波的波動情況預測混凝土內部，判斷混凝土是否有畸形的情況。聲波對測法的優勢在于檢測體積比較小，運載方便、采集數據精準、結果客觀可靠。聲波對測法也存在缺陷，如無法獲取被測量物體的承載力信息，實際操作難度比較高，部分水利工程中不能獲取承載力信息數據，也可以配合靜載法與高應變法來使用[3]。

聲波透射法主要是檢測樁基的完整性，這種方法不會對樁基造成損傷，也可以檢測樁基結構。通過樁基的方式來精準分析應力波傳播路徑，根據波形、波速、巔峰值等。如果傳播路徑均勻傳播則表示樁基結構完整，反之，應力波傳播呈現出不規則特征，表明樁基存在受損情況。技術人員發現此現象之后要及時跟進維修，安排后期的樁基檢修維修工作，為樁基工程提供合理的保障。

3 水利工程的樁基檢測方式選擇

水利工程施工中樁基檢測常使用2～3種檢測方式，具體組合形式有：①灌注樁，使用靜載、低應變組合；靜載與鉆孔抽芯組合；靜載與超聲波透射法組合；高應變法與鉆孔抽芯組合；高應變法與超聲波透射法組合；②管樁檢測有靜載與低應變組合或者是高應變組合；③水泥土攪拌樁可以使用靜載與鉆孔抽芯組合。具體使用種灌注樁因為自身結構特征，五種檢測技術均可以檢測，只是不同檢測方式的側重點有所區別，水利工程施工現場條件允許的基礎上可以設計出承載力不大于8000kN的樁用靜載鉆孔抽芯，或者是超聲波透射法檢測，均可以全面反映樁基質量。現場條件不允許則使用高應變為主或者是結合抽芯或者是超聲波透射法，結合地質的實際情況來判斷樁基質量，如果主要檢測承載力，使用靜載與低應變組合即可，能夠明確判斷樁的承載力是否滿足設計的需要。設計承載力大于8000KN的樁，靜載檢測的成本極高，因此使用高應變法與超聲波透射法即可[4]。

管樁是空心結構，管壁厚度一般，使用靜載結合低應變檢測即可。倘若受到施工現場條件限制，可以使用高應變組合來進行檢測。水泥土攪拌樁樁身較軟，聲阻極大，聲波在樁內傳播的距離有限，因此不能使用高應變、低應變、超聲波透射法，這種樁身應使用靜載、鉆孔抽芯組合檢測，可以全面反應樁基的整體質量。具體檢測方式選擇、檢測目的參考下表：

表1 水利工程檢測方式與目的

4 樁基檢測試驗存在問題

其一，市場不規范。檢測單位具備效益性質，樁基檢測需求比較大，市場上檢測單位越來越多，其中就有渾水摸魚的部分，為得到樁基檢測業務而壓低市場價格，市場價格較低的情況下降低效益成本。市場較低的環境下開展檢測業務就要降低經濟成本，因此草率處理數據，檢測不認真忽視了樁基檢測的重要性，最終導致數據失去可信度。要解決問題就需要從市場入手；其二，管理存在問題，檢測單位為快速獲取檢測結果，因此收購不符合資歷的證書，實際檢測隨意完成，檢測人員存在流動性，檔案文件管理不合理，部分不正規樁基檢測單位資料管理混亂，并沒有執行檔案標準，也沒有固定存放的地方，資料與檔案無專門人員管理，為質量安全埋下隱患。其三，影響檢測結果的因素較多，樁基檢測結果不準確的原因主要在兩個方面，一方面是人為因素，另一方面是設備使用問題。具體來講，執行檢測標準執行不合理、基準梁安放等問題都會影響到施工檢測情況，這些因素都導致樁基檢測結果不合理。

5 強化樁基檢測質量的對策

水利工程樁基檢測技術的強化可以從幾個方面入手：其一，重點提高檢測團隊綜合素質，對于水利工程樁基檢測隊伍而言綜合素質包括很多方面，比如檢測隊伍的專業素養、責任心等[5]。技術人員在招聘技術人員的時候應提高門檻，重點考察招聘人員的理論知識與實踐能力。成熟的檢測人員中團隊應提高自身綜合素質，定期安排專業教師參與培訓管理中。另外為激發檢測人員的工作積極性，可以制定獎懲制度約束檢測行為。在檢測過程中出現失誤的人員應做好反思總結，進行適當懲罰作為約束和督促力量，以更高標準要求自己。其二，使用先進的檢測技術。進入新時期之后水利工程發展速度加快，傳統檢測技術已經不能滿足當前人們的需求，只有使用大量樁基檢測技術督促施工人員才可以保證樁基施工質量。因此樁基檢測工作需要先進的檢測技術作為支持，需要現代技術的支持來促進水利工程的良性發展。其三，優化市場、完善制度管理體系。樁基檢測工作離不開市場體系、制度支持。當前的樁基工程仍舊處于相對混亂的狀態，缺乏管理條例導致工程無法有序進行，因此需要根據施工具體流程來完善施工流程，促進水利工程的高質量發展。

6 結束語

綜上，樁基工程中的質量問題對水利工程的發展有重要的影響，樁基檢測單位人員應充分認識到當前管理中存在的問題，充分意識到水利工程施工中樁基檢測技術運用的重要性，重視技術運用、人才培養，創新檢測技術，促進水利工程的穩定發展。