无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

肖日亮

摘要：无损检测技术是基于不破坏建筑构件的状态下，直接检测建筑结构或者选择芯样展开试验，判定建筑构件的质量、强度及其缺陷。该技术具有简便、快速、无破坏的优点，促使其广泛应用在桥梁建设中。文章以无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用展开研究，探讨不同无损伤检测方式的优点及方法，为从事相关工作的施工者提供重要参考。

关键词：桥梁工程；桩基检测；无损检测技术；建筑构件；桥梁建设 文献标识码：A

中图分类号：U446 文章编号：1009-2374（2016）03-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.047

随着我国交通建设事业的快速发展，近些年，我国修建了多个大型桥梁，多数桥梁的基础工程均采用桩基础。桩基础属于隐蔽工程，受到地质、施工工艺等因素的影响，保证每根桩基础均达到设计要求，不会对工程留下安全隐患。文章从无损检测技术的优点入手，介绍桥梁桩基检测常用的几种技术，并分析检测常见的问题，提出合理的解决对策。

1 无损检测技术的优点

与传统桥梁桩基检测技术比较，无损检测技术具有以下优点：检测桥梁桩基质量的过程中，无损检测技术不破坏桥梁桩基结构的构件使用及受力能力；无损检测设备比较先进，基于不破坏桩基结构的前提下，前面检测桥梁建筑的质量及受力情况，该检测方式具有方便、快捷等优点，不会阻碍下一个工序的正常工作；同时，混凝土内部结构也可采用无损检测技术进行检测，从而判断混凝土内部是否出现开裂、钢筋锈蚀等情况。无损检测技术可以检测桥梁其他方面，例如：桥梁设计規范不达标时，必须实施重新修改或展开重大修订及补充操作；当桥梁必须承受超常的荷载时，必须对其实施检测；当桥梁受到比较严重的自然灾害（例如地震、洪水）或人为损伤时，必须合理检测其结构状况。

2 桥梁桩基检测常用的技术

2.1 高、低应变检测法

2.1.1 高应变检测法。高应变检测法就是采用动测法判定桩的极限承载力，并合理检测桩基的完整性。高应变法检测条件必须满足桩底土产生的塑性变形要求，桩遭到锤击后，作用于桩顶荷载克服土阻力产生的相应位移。高应变检测法是采用重锤冲击桩顶，其冲击脉冲沿着桩身向下传播，促使桩-土产生相对应的位移，从而判定桩基的承载力能否满足实际工程要求。如果土强度遭到瞬间激发并检测信号准确性，成为分析动力法检测单桩承载力的重要条件。

2.1.2 低应变检测法。基桩动测技术主要根据应力波理论实施监测，20世纪初期，荷兰建筑材料所研制更加合理的基桩检测系统，用于验证桩基的结构是否处于完整状态。我国在此基础上引入国外大量的动检测方法，依据我国不同区域使用桩基的类型，深入研究桩基的动测方法、所用仪器和检测技术，促进我国低应变动力检测技术的快速发展。低应变检测法正常工作原理如下：桩基顶部获得一定程度的击震力作用，通过桩底向桩身的下部形成相应的应力波。如果反射波传输至桩基顶部，桩底顶部的传感器顺利接收信号，从而形成动态波形。依据反射回来所收集的应力波特性判定桩基质量。低应变检测法主要包括水电效应法、反射波法、动力参数法、共振法等，低应变法的主要优点就是经济性高、方便快捷等，可以在现场开展实时判断。由于弹性波传播特性与激发能量受到一定的制约，对长桩基（>50.0m）桩底判别存在一定的困难。

2.2 声波无损检测技术

2.2.1 声波无损检测技术的原理。声波无损检测技术是由传统的声学检测技术发展而来的，用于检测桥梁桩基是否发生缺陷。声波无损检测准确分析撞击过程中的应力波，如果桩基应力波的波速、波峰值处在不变状态，如果桩基中的应力波处在均匀传播发展状态，表示桩基完整性较好。

2.2.2 检测方法。超声波检测法依据安装发射、接收换能器位置实施分评测法、扇形扫测及斜侧法，从而加大检测面积。对桩基检测数据进行分析时，主要通过声时平均值和2倍的标准差对桩基出现的缺陷情况展开合理的判断。依据所接收的波幅平均值（）的1/2，判定桩基内部是否出现缺陷。若桩基应力波的波形或者峰值出现变化，表示桥梁桩基出现不同程度的缺陷。如果桩基的内部存在缺陷，其缺陷部位应波力也会发生相应的改变，致使应波力出现反射波或透射波等情况。无损检测不会对桩基的质量、结构产生破坏，尤其适用检测桥梁桩基的完整性。

2.3 钻芯检测法

钻芯检测法是采用专业的钻机、人造金刚石钻头，在结构混凝上确定芯样，用来检测混凝土的强度及缺陷，该方法成为一种准确、直观性强的无损检测手段。钻芯法用来检测混凝土灌注桩、水泥桩的长度、材料强度及沉渣厚度等指标，判断或鉴定桩端持力层岩土性质。桩基一般使用单动双管的钻具，借助金刚石钻头钻入混凝土内，保证采取的芯样的完整性和准确性。抽取相应的芯样后，由上至下依据相应的顺序放进芯样箱内，芯样侧面必须详细记录芯样回次数、块号等数据信息。观察并记录桩基的孔号、起止深度和总块数，并拍摄合理的彩色照片，认真记录芯样的质量并判断是否发生异常的情况，选择独具代表性的芯样实施抗压试验。钻芯法是一种直接的检测方法，成为检测成桩质量主要的手段之一。钻芯法不会受到场地、条件等因素限制，尤其适合检测大直径桩。如果桩长过长，必须合理控制钻芯孔垂直度，避免桩身发生严重的偏移。如果桥梁桩基本身发生偏斜的情况，钻芯孔不能合理进入桩底。

3 桥梁桩基检测过程中常见的问题及处理对策

我国桥梁桩基种类繁多，桩基作为桥梁建设的主要组成部分，受到地质条件、施工空间等因素的影响，时常出现一系列不可预见的问题，工程师必须根据现场实际情况实施合理有效的处理措施。

3.1 桩基选用的检测方式

桩基检测选用的检测方法不同，每种检测技术因理论和技术方面存在不同程度的适应和检测范围，如果桩基检测的规模不断扩大，容易出现错误判断的状况。必要状况下，可以采用两种或大于两种的检测方式进行验证、补充，有效提高桩基检测数据的准确性和可靠性。桥梁桩基进行检测过程中，需要将多种因素综合考虑其中，根据具体的地质情况及桩型选择恰当的检测方法，确保基桩工程的质量。嵌岩桩、特长桩必须在检测前设定合理的声测管，采用超声波透析法对其实施检测，提高桩身的完整性和可靠性，以判断工程的质量和准

确度。

3.2 选择的激振方式

低应变检测方式具有快捷简单、准确性高的特点，但这种检测方式存在不同程度的局限性。现阶段，并不能对出现缺陷的部位实施准确定性、定量的分析，准确检测长度受到桩基的刚度比、应力波等因素的干扰，长径比明显大于相对应的长桩基浅部位缺陷桩，不能对整个桩基实施完整性判断。声波透射法能检测桩身混凝土的完整性，从而对嵌岩桩、长桩展开合理的检测。钻芯检测技术具备直观性较高、高效等优点，用于准确检测桩身混凝土自身的强度，也可以作为间接检测桩基的方法。低应变检测可以针对各类桩型和检测目的选用各类材质和重型力棒并增加锤击速度，提升锤击的力度，对检测长桩最佳的激振方式，在一定程度上提升检测长度。

3.3 前期准备出现的问题

在现场对桩基实施检测时，需要提前设定好合理的准备工作。低应变检测法明确设定桩顶至设计标高的水平，同时该检测方式受到新鲜混凝土、桩头位置、钢筋长度、桩头开裂等因素的影响，从而影响桩基检测的效果。开始检测之前，必须将激振点和传感器测试点进行平整操作，尽量排除准确的干扰因素。声波法检测技术可以确保声测管处于顺直通畅的状态，合理设置探头可以保证其升降顺畅。声测管使用高强度、刚度的素材，实际安装时，借助丝扣或套管展开焊接操作，确保整个工程的连接或焊接的质量。安装钢筋笼时，必須采取恰当的措施保护声测管，确保检测数据真实、准确。

3.4 分析并判断桩基数据

桥梁桩基实施检测之前，合理收集并了解所有桩基的参数，若现场检测过程中发现缺陷问题，必须进行初步判定并落实各项重复性或加密性的工作，保证检测操作原数据的正确性、可靠性。同时，必须综合分析判定基础资料。科学合理地开展对比验证工作，整体分析并判定同一个工程桥梁桩基的相关资料，提升单桩检测的准确性和精准度。

4 结语

总之，检测桥梁桩基工作中，为保障桩基施工的质量及其规范性，采用无损检测技术检测桥梁桩基情况，有效预防存在缺陷的桩基影响桥梁施工的效果，提升整个桥梁的质量。

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（责任编辑：秦逊玉）