某高速铁路桥桩多种完整性检测技术综合分析

郭 新 峰

(中铁六局路桥建设有限公司，山西 太原 030013)



某高速铁路桥桩多种完整性检测技术综合分析

郭 新 峰

(中铁六局路桥建设有限公司，山西 太原 030013)

通过声波透射法、低应变法、钻芯法三种检测技术，对某高速铁路工程的桥桩进行了完整性检测，并对该桩进行了开挖验证，指出在桩端沉渣检测中，声波透射法与低应变判别结果是正确的。

桩基，声波透射法，低应变法，钻芯法

0 引言

桩基是目前建筑行业最普及、采用率最高的提高地基承载力的方法。在工业与民用建筑行业中，基桩的验收是必须通过静载试验来确定单桩承载力的，但在铁路、公路行业中由于基桩的桩径大、桩长长、单桩承载力高、跨越地层广，如果用有限数量的静载试验来代表整个工程的检测结果，其保证率较低。大量工程证明，对铁路、公路工程的基桩进行100%的桩身完整性检测，即可反映工程质量，保证工程的安全度。

我国目前常用的基桩桩身完整性检测的方法有声波透射法、低应变法、高应变法及钻芯法等。高应变法和钻芯法由于检测成本较高，并可能对基桩造成不同程度的破坏，在工程中采用较少；低应变法由于理论研究水平和检测仪器的发展水平等因素的制约，对超大直径和超长桩的检测效果不太理想；声波透射法将声测管随钢筋笼一同预埋，钢管可等效代替钢筋，还可进行后续注浆，成本较低，检测精度高，被大量应用于工程中。

本文所论述的对象即某高速铁路工程中桥梁的基桩原设计单位提出的检测方法即为声波透射法。由于在检测过程中发现其中一根桩在某深度中存在严重缺陷，检测人员另增加采用低应变法和钻芯法对该桩进行综合检测。下面就该桩检测过程及结果进行详述。

本文分析的基桩设计桩长20 m，桩径1 000 mm，桩身混凝土强度C30，无后注浆，共埋设3根声测管。检测时施工时间已达到28 d。

1 声波透射法检测

本方法原理是由超声脉冲发射源(置于其中一根声测管中)向混凝土内发射高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统(置于另一根声测管中)记录所发脉冲波在桩身混凝土传播过程中表现的波动特性。横向当桩身混凝土内存在破损界面或不连续时，在该部位形成波阻抗变化界面，波到达该处时，必然发生一系列透射和反射，从而导致接收到的波能量明显降低，当桩身混凝土内存在松散、夹泥、空洞等严重缺陷时，将同时产生散射和绕射。根据波的传播时间和波的能量衰减特点、频率增减及畸形波等表象，确定缺陷程度；纵向记录各个剖面、不同深度上的波动特征。通过仪器程序处理分析，判定缺陷的性质、大小及空间位置。

本桩采用武汉岩海公司生产的RS-ST01D(P)全自动数字超声仪，在预埋的3根声测管中，对灌注桩进行3个剖面的声波测试。测试结果见图1。

通过3个剖面的测试，桩顶以下7.8 m～8.4 m范围内在AB，AC剖面内存在严重缺陷；桩顶以下16.4 m～20 m范围内在AB，AC，BC三个剖面内均存在严重缺陷。初步确定桩顶以下16.4 m～20 m为桩端沉渣，桩顶以下7.8 m～8.4 m为夹泥或其他缺陷。依据JGJ 106—2014建筑基桩检测技术规范第10.5.11条规定：判为Ⅳ类桩。

2 低应变法检测

本方法原理是在桩顶新鲜混凝土面上沿竖向桩身进行激振，产生沿桩身向下传播的弹性波(纵波)，在混凝土桩身发生明显差异的波阻抗界面或者桩截面面积明显变化的部位产生反射波。经测试仪器接收、放大、滤波、处理等数据分析，辨认桩身不同深度的反射信息，来自动计算桩身纵波波速，据此判定桩身完整性。

本桩仍采用由武汉岩海公司所生产的RS-1616K(S)型基桩动测仪，配合力棒(激振方式)、加速度计(采集)、黄油(耦合剂)进行检测。测试结果见图2。

通过低应变检测，桩长约为16 m，和声波透射法检测结果大致吻合。但在桩顶以下7.8 m～8.4 m范围内未发现明显缺陷，在桩顶以下0 m～16 m范围内桩身完整性较好，和声波透射法检测结果不吻合。为了进一步确定桩顶以下7.8 m～8.4 m范围内异常情况，采用钻芯法进行进一步检测。

3 钻芯法检测

本方法原理较为简单，采用XY-150型钻机自桩顶沿桩身向下连续采取芯样，直观检测桩身混凝土灌注质量。分别在A，B，C三个声测管连线中心取芯，即等同于在AB，AC，BC三个剖面中取芯。检测结果见表1～表3。

表1 AB剖面灌注桩取芯描述表

表2 AC剖面灌注桩取芯描述表

表3 BC剖面灌注桩取芯描述表

根据钻芯法检测结果，只在AB剖面的桩顶以下7.8 m～8.4 m范围内发现混凝土质量较差，含有少许泥，和声波透射法检测结果大致相符，在AC剖面中未发现异常情况，和声波透射法检测结果不吻合。

4 最终验证

由于以上三种检测方法在桩顶以下7.8 m～8.4 m范围内的缺陷均不能完全相互得到验证，现场对该桩进行了开挖验证。结果发现在A声测管的桩顶以下7.8 m～8.4 m范围内周围包裹了淤泥。其他均未发现有异常情况。

5 结语

根据三种检测方法及现场开挖验证结果，证明在桩端沉渣的检测中，声波透射法、低应变判别结果是完全正确的，试验方法可靠。在桩身声波透射法有不完全剖面的缺陷情况，利用低应变的验证结果是不可靠的。

在类似工程中，现场检测发现异常情况下应该结合实际情况采用多种检测方法进行相互验证，保证检测结果的准确性，为工程安全提供有力保障。

[1] JGJ 106—2014,建筑基桩检测技术规范[S].

[2] 陈 凡.基桩质量检测技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

The comprehensive analysis on a variety of detection integrity of a high-speed railway bridge pile

Guo Xinfeng

(ChinaRailwaySixthBureauRoadandBridgeConstructionLimitedCompany,Taiyuan030013,China)

Through the acoustic transmission method, low strain method, core drilling method three kinds of testing technology, this paper made integrity detection to the bridge pile of a high-speed railway engineering, and made excavation verification to the piles, pointed out in pile end testing, the identification results of acoustic transmission method and low strain method were correct.

pile foundation, acoustic transmission method, low strain method, core drilling method

1009-6825(2017)09-0081-02

2017-01-16

郭新峰(1977- )，男，工程师

TU473.16

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