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水利工程中的樁基檢測技術(shù)分析

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水利工程中的樁基檢測技術(shù)分析

摘要:本文在研究中以水利工程中樁基檢測技術(shù)為核心,分析水利工程常見的樁基檢測技術(shù),列舉工程案例,優(yōu)化樁基檢測技術(shù),強(qiáng)化施工過程的技術(shù)工藝,發(fā)揮出檢測技術(shù)的作用,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在安全隱患的部位,便于后期的維護(hù)和管理,提高水利工程的綜合質(zhì)量水平,并為相關(guān)研究人員提供一定的借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞:水利工程;樁基檢測;檢測技術(shù);安全驗(yàn)證

樁基工程是水利工程施工和運(yùn)營中的關(guān)鍵部位,也是施工要點(diǎn)之一,水利工程長時(shí)間時(shí)候用,受到各種干擾因素的影響,會(huì)形成安全隱患,需要定期維護(hù)和排查,而有效的樁基檢測技術(shù)尤為重要,在不破壞樁基使用性能的前提下,對樁基進(jìn)行無損檢測,了解和掌握樁基承載力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,為樁基的維修和管理工作提供參考依據(jù),保證樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對此,在水利工程中,無論是建設(shè)階段還是在后期運(yùn)營階段,都要加強(qiáng)對樁基的檢測施工,優(yōu)化檢測技術(shù),提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,進(jìn)而保證水利工程的綜合質(zhì)量。在這樣的環(huán)境背景下,探究水利工程中樁基檢測技術(shù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1水利工程中常見的樁基檢測技術(shù)

1.1高應(yīng)變法

該檢測方法是樁基檢測工作中常見的方法之一,可以測量出樁基激發(fā)的阻力數(shù)據(jù),即為速度波或是應(yīng)力波,以精確數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),計(jì)算樁基的承載力。在實(shí)際應(yīng)用中,通過波形擬合法和CASE法實(shí)現(xiàn)樁基檢測,其中CZSE法則是通過構(gòu)建一維波動(dòng)方程,計(jì)算樁基圍巖土形成的支撐阻力,得出該支撐阻力的具體值。假設(shè)樁身截面不變,觀察應(yīng)力波傳播中的能量損耗情況和信號畸變程度,不考慮樁基周圍土體阻力,樁基底部阻土體阻力和樁端運(yùn)動(dòng)速度保持一致,呈正比例關(guān)系?;诩僭O(shè)條件,根據(jù)行波方程和波動(dòng)方程,推導(dǎo)出極限承載力計(jì)算公式,這種檢測方法僅限于預(yù)制樁檢測和預(yù)應(yīng)力管樁檢測。波形擬合法大多應(yīng)用在單樁承載力測試中,通過現(xiàn)場檢測出速度波和力波大小,并傳輸?shù)焦芾矶酥械?jì)算,假設(shè)各個(gè)單元基樁信息,基于力波與速度波,對實(shí)測波形和計(jì)算波形進(jìn)行擬合處理,直到二者參數(shù)吻合,進(jìn)而得到樁基的實(shí)際承載力參數(shù)。

1.2低應(yīng)變法

在實(shí)際應(yīng)用中,通過低能量瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)等激振方式,基于彈性限度,迫使樁身形成低幅度振動(dòng),通過波力原理、振動(dòng)理論進(jìn)行基樁穩(wěn)定性和承載力的判斷,檢測樁身完整性。當(dāng)前,結(jié)合我國的技術(shù)特征,主要選擇應(yīng)力波反射法進(jìn)行樁身檢測,分析應(yīng)力波反射特征,以此反映出樁身完整程度,并聯(lián)合反射波輻射、頻率、地層信息和施工記錄等信息,精準(zhǔn)明確樁身使用情況。在實(shí)際應(yīng)用中,要注意兩點(diǎn):①波形曲線會(huì)由于樁周土地的影響而發(fā)生變化,這是因?yàn)闃吨芡恋氐牧W(xué)性能干擾,造成應(yīng)力波的過渡損耗;②無法判斷樁身淺層問題,定量分析不足。

1.3聲波透射法

聲波透射法是由混凝土結(jié)構(gòu)聲學(xué)檢測技術(shù)優(yōu)化形成,主要檢測樁基完整性,通過撞擊的方式分析應(yīng)力波傳播路徑,若波形、波速、波峰值恒定,應(yīng)力波可以保持勻速傳播,可以表明樁基完好無損,完整性良好;若波形、波速、波峰值變動(dòng)較為明顯,則說明樁基結(jié)構(gòu)中存在缺陷,這是因?yàn)閼?yīng)力波傳播中,樁基缺陷部位的應(yīng)力波會(huì)出現(xiàn)變化幅度不等的情況,使得應(yīng)力波形成透射波,這種方式屬于無損檢測,不會(huì)對樁基性能產(chǎn)生任何影響,適應(yīng)范圍較廣。

2水利工程中樁基檢測技術(shù)的應(yīng)用途徑

某水利工程用于抗洪減災(zāi)途徑,由于運(yùn)行時(shí)間過長,可能會(huì)出現(xiàn)安全隱患,需要對該水利工程進(jìn)行安全隱患的檢測,結(jié)合工程情況和檢測條件,本工程選擇低應(yīng)變反射波法進(jìn)行實(shí)際檢測。在樁基檢測中,選擇人工挖孔灌注樁,其中孔徑為120cm,樁端多以中風(fēng)化巖層為主,通過低壓變反射波法進(jìn)行樁基缺陷處的探測,為后期的修復(fù)和管理提供可靠依據(jù)。

2.1完整性檢驗(yàn)

根據(jù)《水利水電工程樁基動(dòng)測技術(shù)規(guī)程》中的要求,結(jié)合樁身完整性分為以下類型:①Ⅰ類樁,指樁身完整且正常使用;②Ⅱ類樁,指樁身基本完整,但存在輕微缺陷,可以正常使用;③Ⅲ類樁,指樁身有明顯缺陷,結(jié)構(gòu)承載力下降;④Ⅳ類樁,指樁身有重度缺陷,無法正常使用。針對高度小于2m的樁基,選擇聲波透射法,在混凝土灌注之前,檢測人員要埋設(shè)聲測管,單根樁基必須埋設(shè)四根內(nèi)徑為5.1cm的聲測管,對稱分布,保證樁基內(nèi)側(cè)布設(shè)均勻。針對檢測出Ⅲ類樁和Ⅳ類樁,采用鉆芯法進(jìn)行二次檢驗(yàn),確定具有質(zhì)量疑問和比較關(guān)鍵的樁基,設(shè)置抽樣檢測率是5%。針對高度大于2m的樁基,在實(shí)際檢測中,選擇低應(yīng)變法,主要檢測81根樁基,針對檢測出Ⅲ類樁和Ⅳ類樁,采用鉆芯法進(jìn)行二次檢驗(yàn),確定具有質(zhì)量疑問和比較關(guān)鍵的樁基,設(shè)置抽樣檢測率是5%。

2.2承載力檢測

在樁基承載力檢測中,選擇樁基自平衡法,檢測系統(tǒng)由環(huán)形荷載箱、高壓油管、百分表、位移桿以及電動(dòng)油泵等構(gòu)成,檢測人員要通過地面組合油泵和高壓油管進(jìn)行環(huán)形荷載箱加壓處理,基于壓力劇增的條件下,啟動(dòng)荷載箱,把該作用力傳輸至樁身,形成向上或是向下位移,形成樁基側(cè)面阻力與端部阻力,上下樁身就會(huì)形成摩擦力和端阻力,構(gòu)成平衡力,這就是樁基的自平衡。利用荷載箱得到荷載曲線,平衡力會(huì)轉(zhuǎn)化為荷載,通過位移桿和百分表,測得樁身承載力,并得到樁基沉降量、彈性壓縮系數(shù),完成檢測任務(wù)。

3Ⅲ類樁、Ⅳ類樁施工處理技術(shù)

對已經(jīng)檢測出的Ⅲ類樁和Ⅳ類樁進(jìn)行施工處理,具體為以下施工方式:

3.1擴(kuò)大承臺法

在長時(shí)間的使用中,樁基由于各種因素已經(jīng)發(fā)生位移,原有的承臺斷面寬度無法達(dá)到實(shí)際要求,需要施工中進(jìn)行承臺擴(kuò)大?;跇痘餐饔迷恚魡螛冻休d力下降,可以通過擴(kuò)大承臺的方式,考慮樁與天然地基共同分組上部結(jié)構(gòu)荷載的方法,在擴(kuò)大承臺斷面寬度時(shí),大承臺配筋也要隨之增加。

3.2原位復(fù)樁

在實(shí)際施工中,若檢測出斷樁的情況,施工人員要徹底清理樁基,在原有位置進(jìn)行樁基重新澆筑,根本上解決樁基缺陷問題,盡管處理效果最佳,但存在費(fèi)用高且難度大的問題。

3.3接樁

通過樁基檢測,明確混凝土缺陷部位,設(shè)計(jì)接樁方案,根據(jù)設(shè)計(jì)要求標(biāo)注井點(diǎn),通過“降水-開挖-素混凝土護(hù)壁”的施工流程,在樁基內(nèi)部用鋼筋箍圈加固,挖到合格為止,通過人工鑿毛,利用按挖孔法進(jìn)行混凝土施工,最后混凝土澆注。

3.4鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法

若樁身混凝土已經(jīng)蜂窩狀、松散或是離析的情況,樁身強(qiáng)度不足,樁底沉渣過厚,施工中要選擇高壓注漿法進(jìn)行樁基施工處理,若樁身混凝土存在離析、蜂窩,選擇鉆機(jī)鉆到質(zhì)量缺陷下一倍樁徑處,清洗干凈后進(jìn)行高壓注漿;若樁長不足,選擇鉆機(jī)鉆到設(shè)計(jì)持力層標(biāo)高,對樁長不足部分注漿加固。

4結(jié)束語

綜上所述,在水利工程中,由于環(huán)境和條件等因素的影響,樁基很容易受到腐蝕而造成承載力下降的情況,需要定期進(jìn)行樁基檢測,根據(jù)工程情況選擇對應(yīng)的樁基檢測技術(shù),并根據(jù)檢測結(jié)果對樁基進(jìn)行施工處理,延長樁基的使用壽命,不斷提高樁基的承載力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,進(jìn)而保證水利工程綜合效益的最大化實(shí)現(xiàn)。

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作者:倪亮明 單位:茂名市水利水電工程質(zhì)量檢測站