桥梁桩基的完整性检测分析

田永林

摘  要：桩基作为桥梁的基础构件，其质量直接关系到整体桥梁的安全性，因此必须做好桥梁桩基完整性的检测工作。文章以某城市的某座桥梁为例，分别采用了超声波透射法和低应变法对桥梁桩基的完整性进行检测，以此来保证桥梁整体的稳定性。

关键词：桥梁桩基;完整性;超声波透射法;低应变法

中图分类号：U446.3    文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）03-0154-01

桥梁上的荷载基本都是由桩基来承受，因此桩基的质量同主体结构有着不可分割的关系，另外由于桩基属于隐蔽工程，加上各种外界因素的影响，因此加强桩基的检测是非常重要。桩基完整性属于综合性指标，通过检测完整性不仅能够反映出各方面的性质，同时还能反映桩基的等级，才能实现对桩基的有效分析和判断。

1  工程概况

本次检测以某桥梁为例，该桥梁采用柱式墩，基础为钻孔灌注桩，柱径为0.8 m，桩径为1 m，共35根，入土的深度大约为 20 m左右。由于受到船只的碰撞导致墩柱受损、钢筋外露，虽然将墩柱的表面进行了修补，但并不清楚桩基是否也受到了损害，因此要对桩基的完整性进行检测。

2  超声波透射法检测完整性分析

2.1  超声波透射法概述

超声波透射法是通过超声波冲的波动情况来分析砼的连续性，当砼存在程度较轻缺陷时，缺陷面就会形成阻抗界面，使超声波冲发生反射现象，而如果砼中存在程度较重缺陷时，例如孔洞、松散等，超声波冲就会散射，通过仪器记录下超声波冲的波动情况，进而就能检测出桩基是否完整，明确存在缺陷的位置以及情况。

2.2  基本判断依据

①声速。声速测试值的优势在于稳定性强，不会轻易受到外界因素的影响，是反应砼质量的一个重要参数，但由于砼超声波会受到很多因素的影响，例如骨料、水泥的质量等，所以声速这一指标只能作为一项参考。

②波幅。通常情况下，当发射波保持稳定状态时，通过超声波就能体现出是否存在缺陷，当波幅遇到缺陷时会发生较为明显的变化，由于会受到测距、耦合等因素的影响，所以不能单单只凭波幅来进行判断。

③波形。该测试值是检测砼质量的重要因素，其优点在于对缺陷的存在非常敏感，但与波幅相同，会受到非缺陷因素的影响，所以同样也只能作为参考因素。

2.3  桩基检测结果

本次检测设定了三个检测位置，通过对桩基进行超声波透射法检测之后能够看出，三个检测剖面的声速值分别为4.5657 m/s、4.3326 m/s、4.4264 m/s，都为砼声速的合理范围内;波幅的值保持均衡，不存在突变情况;波形的检测中，首波陡峭、后波波幅大，接收波的线路为半圆形，也不存在畸变。因此该桥梁桩基不存在较大的缺陷，完整性等级为Ⅰ级。

2.4  超声波透射法检测注意事项

①注意细节的把握。施工过程中的清孔、浇筑、砼供应等各方面环节都容易导致桩基存在问题，这些都是造成桩基出现缺陷的原因，常见包括冷缝、砼离析等，因此必须要注意对细节的把握。

②注意保护声测管。需要加强对声测管的保护力度，避免其受到损坏以及杂物的进入，否则在进行检测时仪器将不能顺利进入声测管，影响检测的顺利进行。在施工、养护的过程中都要采取加盖措施，一方面是避免杂物进入声测管，导致声测管发生堵塞，另一方面是避免在杂物进入之后导致换能器耦合发生异常，进而对检测的效果带来影响。

3  低应变法检测完整性分析

3.1  收集资料

低应变法检测的主要依据就是反射波，但由于桩基存在的一些非缺陷问题与缺陷问题所体现出的状态相同，导致不能准确无误的判断缺陷是否存在，另外地质、地层等因素对反射波也会带来一定程度的影响，造成误判的发生。因此在开始检测完整性之前必须要对桥梁桩基进行全面的检测，收集各个方面的资料，具体的内容包括以下几方面：地质、水文、地层变化情况;钻孔成孔情况、灌注桩方式;混凝土配合比、搅拌、浇筑工艺;施工日记（停电、卡管等问题）;成孔的检测。只有掌握全面的资料才能更准确的检测桩基的缺陷。

3.2  处理桩头、桩顶

桩头和桩顶的处理效果同完整性检测效果有着直接的联系，所以必须要加强对二者的处理工作。对于桩头来讲，其高度要高于标准高度0.5 m左右，保证桩头的质量不能存在缺陷;而桩顶的处理需要符合以下三个方面：①保证桩顶的清洁程度，不能存在石屑、污水;②保证桩顶的平整程度，不能存在凹陷、突出;③桩顶不能存在裂缝、松散，这样才能保证传感器在桩顶安装的稳定程度。

3.3  安装传感器

通常情况下，加速度传感器多应用于局部、浅部缺陷的检测工作中，而对于大面积检测及深度检测时通常采用速度计传感器，需要注意的是，无论采用哪种传感器进行检测，都必须要保证传感器垂直、紧贴在安装面上，不能采用用手按住的方式来进行检测，否则将会影响检测的准确性，结合本次实验的桥梁情况，应用的传感器为速度计传感器。除此之外传感器的安装位置也需要注意，要尽量远离钢筋主筋，避免振动对完整性检测的影响。

3.4  选择激振方式

由于桩基的直径较大，入土也比较深，所以激振点的位置选在中间，一方面能够防止偏心振动，另一方面受到的干扰也比较少。对于桩基的浅度检测来讲，通常擦用轻锤，不仅入射脉冲比较窄，而且能量较小;而对于桩基的深度检测来讲，通常采取重锤，不仅入射脉冲比较宽，而且衰减的速度比较慢。本次实验采用的是刚度较小的重锤进行完整性检测。在激振的过程中要保持垂直于桩顶，落下的过程中要干净利落，避免其他信号对效果的影响，为最后检测的准确性打下坚实的基础。

3.5  分析结果

分析结果之前先要对各个环节的一致性进行分析，同时还要保证信号之间的一致性，具体的分析过程分为以下三点：其一，明确波速。只有波速的取值越准确，在检测桩基完整性时才能越准确，波速的取值是依照下式来计算：

σc=4.18e0.49v

其中σc为混凝土的抗压强度，V为波速，结合混凝土的品种、级配、配比来明确波速。其二，控制好指数信号，完整性检测过程中，为了避免波形飘移需要适当放大信号，但如果信号过于放大就将会放大缺陷信号，导致误判，所以要控制好指数信号;其三，结合事先收集的资料综合判断缺陷情况，考虑到各方面的因素，例如施工问题、停电问题等，提高桩基完整性检测的准确性。

3.6  收集、保存数据

由于桥梁的使用年限较长，桩基的完整性检测工作要经常进行，少则几次，多则几十次，所以每次检测的数据都必须要收集、保存好，当检测工作完成之后要将数据及时存储到计算机中，并对应的做好编号、排序工作，为下一次的桩基检测工作提供数据支持，更加有利于工作的顺利开展。

4  结  语

综上所述，随着公路桥梁事业的不断发展与进步，桩基的检测工作必须加强重视，通过对超声波透射法和低应变法的试验与分析，实现了对桥梁桩基完整性的检测。

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