渡槽桩基施工检测技术分析

2022-09-12

任何工程中, 桩基质量对上部结构的稳定性及安全性都有直接决定作用, 桩基施工质量如果存在质量隐患, 尤其是渡槽桩基础质量出现问题时, 渡槽通水后, 荷载增加, 桩基就会出现沉降问题, 极易引发供事故。由于桩基属于隐蔽工程, 对施工质量如果进行保证, 是施工中需要重点考虑的问题。本工程中, 由于桩基数量及类型比较多, 对桩基施工质量进行全面评价中, 所采用的桩基检测方法也不唯一, 需要采用多种检测方法配合使用检测, 通过应用桩基检测技术, 实现对桩基工程质量的控制。

1. 工程概况

以湖北省鄂北水资源配置工程2016年第4标段沙河渡槽试验桩检测为例进行研究, 沙河渡槽属于襄枣盆地东缘岗波状地貌, 地面高程多在109.5-119.6m之间, 地面坡度多小于15, 工程区地势较平坦, 地形坡度较缓, 略有起伏, 沙河河床地势最低, 沙河两侧地势逐渐抬高, 其间农田广布。除沙河渡槽附近水系发育, 其他建筑物附近水系均不发达, 仅分布数条排灌渠和鱼塘。本段渡槽范围内水系稍发育, 区内沟渠、塘稍发育, 线路穿过较大水系为沙河, 沙河水量受区域性干旱影响, 水量不大, 水深多小于3m。渡槽在沙河附近横穿枣阳往桐柏方向S335省道。试验桩总共3根, 均进行低应变桩身完整性低应变法检测、声波透射法检测、高应变法检测及静载荷试验。

2. 桩基检测的必要性

本工程中, 渡槽桩基施工中, 全部采用混凝土灌注桩, 按照施工方法的不同, 可将灌注桩划分为机械冲击成孔灌注桩、人工挖空灌注桩及旋挖灌注桩等类型。对于混凝土灌注桩而言, 机械设备、地质条件、施工人员、成桩工艺及施工现场管理水平等因素对成桩质量都会带来一定的影响, 其最容易出现的质量问题有断裂、夹泥、混凝土离析、缩颈、桩顶混凝土密实度差及桩底沉渣较厚等, 一旦出现此类质量问题, 上部结构的安全及施工都会受到的影响, 严重时可能引发质量安全事故。因此对混凝土灌注桩施工质量采用有效的质量检测方法进行检测对于确保施工质量的提升至关重要。

3. 桩基检测技术应用

在对桩基质量进行检测过程中, 检测指标比较多, 其中主要针对桩身完整性及单桩承载力等关键性指标进行检测, 也是对桩基质量进行全面评价的主要措施, 对桩身可能存在的缺陷, 包含缺陷的程度与位置等, 均能够查明, 同时也能够为存在质量缺陷的桩基在处理中提供依据, 实现对桩基质量控制的目标。从大的方面来说, 桩基质量检测主要包含动态与静态两种方法。动态检测中, 主要包含低应变法、声波透射法、钻芯法等, 能够对桩身的完整性进行有效分析;静态检测中, 主要针对桩基承载能力采用静载荷试验进行分析。不同检测技术方法都有其适用性与局限性, 各有优缺, 所以在实际应用过程中, 对不同检测方法应该合理搭配应用, 不但能够对桩基施工质量正确的进行评价, 同时也能够节约投资, 缩短工期。

3.1 静载荷试验

在对桩基承载力进行检测中, 静载荷试验法的应用非常普遍, 实际工程中以竖向抗压静载荷试验的应用最多。该方法主要包含锚桩法、反力架法、自平衡法及堆载法等, 在工程试桩承载力检测中非常适用。静载荷试验法的优势在于与桩基础实际受力状况及条件比较接近, 能够更加直观、可靠的对桩基装载力进行评价, 所以应用比较广泛;该方法的局限性在于对试验场地要求较高, 检测费用相对高, 且费时费力, 在地质条件复杂、设计等级高以及新工艺成桩的桩基承载力检测中比较适用。本工程中, 不同渡槽所处的地质条件存在较大的差异, 且均对桩基础承载力设计比较大, 为了保证桩基施工质量满足设计要求, 选择3根试验桩进行静载荷试验, 该工程中, 因为单桩承载力要求均超过6300k N, 3根试验桩单桩竖向承载力分贝为11000k N、10000k N、6300k N, 均满足设计要求。因此采用自平衡法静载荷试验。

3.2 低应变法

该方法主要是对桩基桩身缺陷位置、桩身完整性以及缺陷影响程度, 利用对桩顶速度响应信号实测后分析其特征来判断, 对桩端嵌固情况进行判断。该方法依据一维均质弹性杆基础上实现, 具有经济高效、方便快捷的特点, 在大量桩基普查中应用效果较好。低应变法的不足之处在于只能够对桩身的完整性进行定性判断, 也就是粗略的判断, 而对缺陷的大小及种类等无法定量判断, 即不能准确描述。本工程各行包含诸多直径1.2m以下的桩基, 由于工期紧、桩长短、数量多、桩径小, 所以采用低应变法对大量桩基进行普查, 对较小承载力桩基有效的进行了完整性检测, 实现高效、经济的检测结果。

3.3 声波透射法

该方法对桩身结构完整性进行检测中, 先将高频弹性脉冲波在混凝土内激发出来, 对该脉冲波在混凝土内的传播特性及波动特征用高精度接收系统接收并记录, 按照波形畸变程度、波能衰减特性及初至时间等, 对所测区域内的混凝土密实度等参数进行获取, 从而实现对桩身完整性的判断。该方法对桩身质量能够细致、全面的进行检测, 尤其是对缺陷大小及位置可精确定位, 实际应用中也很少受其它因素的影响。本工程中, 对桩长较长、桩径较大, 桩径设计承载力也比较大的桩基采用声波透射法进行检测, 对缺陷的位置及大小进行定位, 保证桩基最大承载力满足完整性要求。

3.4 钻芯法

钻芯法属于一种半破损检测方法, 需要对桩基进行开挖验证, 其又是在与检测的精度高, 能够直观的看到缺陷, 与其它检测方法相比, 钻芯法对混凝土的强度及沉渣厚度均能有效进行检测, 不足之处在于费时费力、检测速度较慢, 并且对检测场地要求比较高, 所以在该方法适用于对其它检测方法的炎症检测或抽检中。本工程中, 在随机抽检中应用钻芯法, 对5%-10%的桩基进行抽检。对于一些桩基所在位置地质条件较为复杂的情况, 例如水系发育区、溶蚀发育区等, 抽检比例可适当加大。该工程中部分渡槽处于水系发育区, 应用机械冲击成孔灌注桩, 塌孔现象比较严重, 所以该区域钻芯法抽检比例设计在50%左右。

4. 结语

对湖北省鄂北水资源配置工程2016年第4标段沙河渡槽3根试验桩分别采用低应变法、声波透射法及高应变法进行检测, 结果显示, 低应变法检测结果均为I类 (合格) 、声波透射法检测结果均为I类 (合格) 、高应变法检测结果均大于设计承载力极限12600k N, 单桩承载力检测结果均大于最大设计荷载6300k N, 所以3根试验桩均满足设计要求。对多种桩基检测方法合理搭配应用, 实现了对渡槽桩基质量控制的目的, 同时也降低了投资、缩短了工期, 使工程保质保量完工。

摘要：在桩基质量控制中, 桩基检测技术的应用非常普遍, 是桩基质量控制的关键。对桩基进行质量检测的时候, 检测方法与技术比较多, 对各种桩基检测技术合理搭配应用, 能够促使桩基施工质量及整体工程质量的提升。本文结合湖北省鄂北水资源配置工程2016年第4标段沙河渡槽试验桩为例, 对渡槽桩基工程质量检测中, 桩基检测技术的应用进行分析和研究。

关键词：渡槽,桩基检测技术,质量控制