水利工程中樁基檢測的技術分析

倪亮明

（茂名市水利水電工程質量檢測站 廣東茂名 525000）

樁基工程是水利工程施工和運營中的關鍵部位，也是施工要點之一，水利工程長時間時候用，受到各種干擾因素的影響，會形成安全隱患，需要定期維護和排查，而有效的樁基檢測技術尤為重要，在不破壞樁基使用性能的前提下，對樁基進行無損檢測，了解和掌握樁基承載力和結構強度，為樁基的維修和管理工作提供參考依據，保證樁基結構的穩定性。對此，在水利工程中，無論是建設階段還是在后期運營階段，都要加強對樁基的檢測施工，優化檢測技術，提高檢測結果的準確性，進而保證水利工程的綜合質量。在這樣的環境背景下，探究水利工程中樁基檢測技術具有非常重要的現實意義。

1 水利工程中常見的樁基檢測技術

1.1 高應變法

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的阻力數據，即為速度波或是應力波，以精確數據為基礎，計算樁基的承載力。在實際應用中，通過波形擬合法和CASE法實現樁基檢測，其中CZSE法則是通過構建一維波動方程，計算樁基圍巖土形成的支撐阻力，得出該支撐阻力的具體值。假設樁身截面不變，觀察應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動速度保持一致，呈正比例關系。基于假設條件，根據行波方程和波動方程，推導出極限承載力計算公式，這種檢測方法僅限于預制樁檢測和預應力管樁檢測。波形擬合法大多應用在單樁承載力測試中，通過現場檢測出速度波和力波大小，并傳輸到管理端中迭代計算，假設各個單元基樁信息，基于力波與速度波，對實測波形和計算波形進行擬合處理，直到二者參數吻合，進而得到樁基的實際承載力參數。

1.2 低應變法

在實際應用中，通過低能量瞬態、穩態等激振方式，基于彈性限度，迫使樁身形成低幅度振動，通過波力原理、振動理論進行基樁穩定性和承載力的判斷，檢測樁身完整性。當前，結合我國的技術特征，主要選擇應力波反射法進行樁身檢測，分析應力波反射特征，以此反映出樁身完整程度，并聯合反射波輻射、頻率、地層信息和施工記錄等信息，精準明確樁身使用情況。在實際應用中，要注意兩點：①波形曲線會由于樁周土地的影響而發生變化，這是因為樁周土地的力學性能干擾，造成應力波的過渡損耗；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構聲學檢測技術優化形成，主要檢測樁基完整性，通過撞擊的方式分析應力波傳播路徑，若波形、波速、波峰值恒定，應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、波峰值變動較為明顯，則說明樁基結構中存在缺陷，這是因為應力波傳播中，樁基缺陷部位的應力波會出現變化幅度不等的情況，使得應力波形成透射波，這種方式屬于無損檢測，不會對樁基性能產生任何影響，適應范圍較廣。

2 水利工程中樁基檢測技術的應用途徑

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

2.1 完整性檢驗

根據《水利水電工程樁基動測技術規程》中的要求，結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，結構承載力下降；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，檢測人員要埋設聲測管，單根樁基必須埋設四根內徑為5.1cm的聲測管，對稱分布，保證樁基內側布設均勻。針對檢測出Ⅲ類樁和Ⅳ類樁，采用鉆芯法進行二次檢驗，確定具有質量疑問和比較關鍵的樁基，設置抽樣檢測率是5%。

針對高度大于2m的樁基，在實際檢測中，選擇低應變法，主要檢測81根樁基，針對檢測出Ⅲ類樁和Ⅳ類樁，采用鉆芯法進行二次檢驗，確定具有質量疑問和比較關鍵的樁基，設置抽樣檢測率是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，檢測系統由環形荷載箱、高壓油管、百分表、位移桿以及電動油泵等構成，檢測人員要通過地面組合油泵和高壓油管進行環形荷載箱加壓處理，基于壓力劇增的條件下，啟動荷載箱，把該作用力傳輸至樁身，形成向上或是向下位移，形成樁基側面阻力與端部阻力，上下樁身就會形成摩擦力和端阻力，構成平衡力，這就是樁基的自平衡。利用荷載箱得到荷載曲線，平衡力會轉化為荷載，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，完成檢測任務。

3 Ⅲ類樁、Ⅳ類樁施工處理技術

對已經檢測出的Ⅲ類樁和Ⅳ類樁進行施工處理，具體為以下施工方式：

3.1 擴大承臺法

在長時間的使用中，樁基由于各種因素已經發生位移，原有的承臺斷面寬度無法達到實際要求，需要施工中進行承臺擴大。基于樁基共同作用原理，若單樁承載力下降，可以通過擴大承臺的方式，考慮樁與天然地基共同分組上部結構荷載的方法，在擴大承臺斷面寬度時，大承臺配筋也要隨之增加。

3.2 原位復樁

在實際施工中，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，設計接樁方案，根據設計要求標注井點，通過“降水-開挖-素混凝土護壁”的施工流程，在樁基內部用鋼筋箍圈加固，挖到合格為止，通過人工鑿毛，利用按挖孔法進行混凝土施工，最后混凝土澆注。

3.4 鉆孔補強法

若樁身混凝土已經蜂窩狀、松散或是離析的情況，樁身強度不足，樁底沉渣過厚，施工中要選擇高壓注漿法進行樁基施工處理，若樁身混凝土存在離析、蜂窩，選擇鉆機鉆到質量缺陷下一倍樁徑處，清洗干凈后進行高壓注漿；若樁長不足，選擇鉆機鉆到設計持力層標高，對樁長不足部分注漿加固。

4 結束語

綜上所述，在水利工程中，由于環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，需要定期進行樁基檢測，根據工程情況選擇對應的樁基檢測技術，并根據檢測結果對樁基進行施工處理，延長樁基的使用壽命，不斷提高樁基的承載力和結構強度，進而保證水利工程綜合效益的最大化實現。