无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用探讨

无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用探讨

殷伟城

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摘要：桥梁桩基是桥梁工程施工的基础环节，需要对其质量问题予以重视，采取科学、先进的检测方法，检出其内部缺陷，便于及时处理，为桥梁工程整体的质量安全提供保障。基于此，结合桥梁桩基的常见病害进行分析，从中了解其原因及影响因素，进而明确施工中注意事项。在此基础上，加强对桥梁桩基的质量管理，在质量检测中应用无损检测技术，获得准确的检测结果，真实、准确地反映出桥梁桩基质量。

关键词：无损检测技术；桥梁桩基；质量安全

引言

桥梁桩基工程的地质条件和设计结构与众不同，平原地区经常使用的桩基形式为摩擦桩，桩顶竖向荷载几乎全部由桩侧阻力承担，桩端阻力相比之下可以忽略；山区经常使用的桩基形式为端承桩，桩顶竖向荷载全部或主要由桩端阻力来承担。由于桩基工程的地质特性和工程施工条件较特殊，受施工经验和施工技术水平的制约，使得桩基施工变得非常复杂。在桩基施工的时候，比较容易出现的情况有塌孔、夹层、断裂、缩径、扩径、混凝土离析、桩顶混凝土疏松及桩底沉渣等因素，为了确定桩基的质量等级，使桩基缺陷位置得到精确的测定，就要对桩基的桩身质量进行有效的检测评定。在检测桥梁的时候，经常使用的检测技术就是桥梁桩基完整性检测技术。

1桥梁桩基常见病害

桩基目前广泛应用于桥梁建设中，是桥梁结构的主要承受构件，桥梁桩常见的形式主要有灌注桩、预制桩等。桩基施工工艺不科学，因勘察不精确等因素影响，会使建成的桥梁桩基存在各种缺陷隐患，随着时间的推移，桩基质量缺陷不断加大，会影响桥梁的工作安全。目前关于桥梁桩基常见缺陷有桩基桩径缩小、混凝土桩基沉渣离析等。桥梁桩基桩径直接关系着桥梁竖向承载力，桥梁桩基缩小在工程领域中较为常见。其主要因处于不良地质条件，桥梁桩基周围土层遇水后吸纳管桩孔中突起，地质构造位含有承压水地层时，导致桩基混凝土砂浆不断流失。桩基施工中对桩基钢筋笼绑扎过于密集露出钢筋会造成桩径缩小。混凝土桩基离析指桩基施工中因混凝土搅拌不均，在进行灌注混凝土桩时桩孔存有大量积水冲刷骨料，混凝土砂浆浮于骨料上导致混凝土桩基离析。桩基混凝土沉渣原因主要是在施工中钻孔灌注桩未对孔底进行有效的清孔，导致桩基强度减小，如桩基底部为中风化岩，检测会产生多次同向反射波，如为弱风化围岩，会产生较弱的同向反射波。

2桩基检测技术

依据桥梁检测的有关规定，桥梁桩基成桩检测主要包括超声波检测、静载试验、高应变、低应变及钻芯法检测等，其中使用范围比较广、检测效果比较明显的技术就是超声波法检测。超声波检测的核心技术就是借助超声波在介质中传播质点的弹性振动，测试仪器产生的脉冲会给发射头造成一定的激励，从而使脉冲能量转化成为机械振动，探头把机械振动转化成为电磁振动能，介质水将发射的超声波进行放大和耦合，使其在检测仪屏幕上显示，形成的波形曲线数据可以更加直观地显示和读取数据。通过对屏幕上形成的曲线进行分析，使得桩身混凝土的缺陷位置、缺陷性质和均匀性得到正确的判断。使用RS—ST06D型超声波检测仪对桩基进行检测。分析桩基超声波检测试验的结果，灌注桩未出现质量问题的主要表现为波形曲线形态圆滑完整、首波陡峭、主频峰值突出、振幅大，第一周期波形没有畸形波存在，接收波的包络呈现为半圆形。

3桥梁桩基的无损检测方法

3.1高应变动测

高应变检测法可用于桥梁桩基检测中，其检测结果能够反映出桩基的最大承载能力并可以作为判断桩基是否存在塑性变形的可能。使用重锤（桩身重量10%）冲击桩顶，所产生的脉冲会作用于桩基，使其发生位移，根据其位移的程度，判断桥梁桩基的承载能力。土层对于荷载力量冲击的反射，能够形成应力波，需要对其进行信号检测，其检测结果能够更加准确地反映出桩基结构的承载力和稳定性。高应变动测法的不足之处在于操作程序较为繁琐，工作效率较低。

3.2声波透射法

声波透射法适用于大跨度桥梁的桩基检测中，并不会受到桩基长度的限制，在一定程度上弥补了高应变动测、低应变动测的缺陷。声波投射检测的原理，是将桥梁桩体作为传播介质，在超声波的传输过程中，检测其声速、波幅、能量的变化，进而对桩身混凝土进行质量判断。在声波透射检测中，可以进行定量分析，根据其声速、波幅、能量的变化，发现桩体内部的缺陷并准确判断其位置。声波的传播不均匀，反映出桩基的完整性差。为了更加全面地了解桩体结构的质量，需要进行平测、斜测以及扇形扫射，获取准确的数据。根据声时平均值、二倍标准差，可以准确反映出桩体的缺陷问题。

3.3钻芯法

适用于检测混凝土灌注桩的桩身材料强度，钻机应配备单动双管钻具，芯样取出后应由上而下放入芯样箱中。及时记录空号，记录芯样质量的初步描述，选取芯样进行抗压实验。钻芯法比较适用于大直径桩的检测，当遇到桩长较大的情况，此时要对钻芯孔垂直度进行控制，要是桩出现偏斜，那么钻芯孔机就会难于钻至桩底。检测速度慢。

3.4自平衡法

自平衡测试技术是采用特制加载技术对试桩进行检测，一般需要在桩身指定位置安装荷载箱，然后沿垂直方向进行加载。在测试过程中，能够获取荷载箱上下部以及试桩桩身的承载力。因此，在自平衡测试技术的使用过程中，经过特殊设计的荷载箱非常重要。一般情况下，荷载箱需要与基桩钢筋笼连接，埋入到桩的设计位置。然后将荷载箱高压油管、位移棒，引到地面处。在进行试验时，由地面上的高压油泵进行加压，在压力逐渐提升下，荷载箱会发生向上和向下的位移变化，在此过程中，能够最大化的发挥桩侧阻力、桩端阻力，从而预估其承载力极限值。

4无损检测技术在桥梁桩基检测中的运用技巧

4.1检测方法的选择

不同的无损检测技术有着各自的优势和不足，适用于不同类型桥梁的桩基检测中。在桥梁桩基检测中，需要根据桥梁类型、桩基特点以及地质类型，合理选择检测方法。在桩长5～50m、桩径1.8m的桥梁桩基检测中，一般选择低应变动测法，需要参考桩身硂强度要求，对龄期＞10d的桩基进行检测。在桩径0.6～10m、龄期＞7d的桥梁桩基检测中，一般选择声波投射法。在此基础上，选择合适的激振方式。在应用低应变动测法进行检测时，选择尼龙材质的锤子，根据检测深度，控制其锤击速度和力度，用于调节脉冲宽度，在检测过程中，能够获得更加清晰的桩底反射，发现桩身浅部缺陷。

4.2检测现场的处理

在桥梁桩基检测之前，有必要做好充分的准备。桥梁桩身部位需要进行清理，去除上面的浮浆、杂质。确定设备安装位置后，需要对该处进行打磨处理，确保其平整、清洁。按照相关规程，正确进行各类仪器设备的安装并试运行检验其性能。在安装相关仪器设备的过程中，还需要考虑到材质的强度和硬度，有针对性地进行处理，进而保障检测结果的准确性。

4.3数据分析

完成桥梁桩基检测后，需要检测所得数据进行整理，结合检测过程中发现的问题，对数据进行分析和判断。综合分析原始数据、重复性检测数据以及加密性检测数据，确保检测结果的准确，便于更加真实地反映出桥梁桩基的质量检测结果。

结论

综上所述，文章对桥梁桩基无损检测技术进行了研究，提出桥梁桩基人工激震动测法无损检测技术，实现既有桥梁桩基结构桩的无损检测。既有桥梁桩基检测三维感染因素较多，选择合理的激震位置对检测结果影响很大，实际工程中应充分利用纵横波的特点，减少干扰波对检测结果数据的影响。

参考文献：

[1]张冠男.既有桥梁桩基无损检测技术研究[D].广州：华南理工大学，2013.

[2]李许东.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用研究[J].工程建设与设计，2016（10）：51-52.

[3]郑莎莎.基桩自平衡法测试技术的研究与应用[J].工程建设与设计，2017（17）：56-57，62.