浅析桥梁桩基检测技术

　　摘要：桩基质量的好坏直接影响桥梁的安全，近几年不论是高速公路还是国道省道甚至县乡公路都在如火如茶的建设中。面对如此大规模的基础设施建设、桥梁工程质量显得特别重要。本文以桥梁基桩检测的科学意义为切入点，详细阐述了各种桥梁桩基检测技术，为推动我国桩基检测技术的发展，确保桩基工程的安全与质量提供参考。 　　关键词：桥梁；桩基检测技术；技术 　　桥梁工程不仅仅投资高，施工难度大，而且一旦出现事故就是重责任事故，将给国家人民造成了重大损失。桩基是桥梁的主要部分，它承受由桥跨结构墩台的巨大荷载，其质量的好坏，直接影响桥梁使用长久性和安全性。桩基属隐蔽工程，要想控制其质量，不仅在设计施工中控制，还要有先进的检测方法。本文就桩基的一些常用检测方法进行分析与探讨。 　　一、桥梁检测技术的意义和重要性 　　1、桥梁建设过程中，工程材料的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工的失误难以避免，桥梁建成之后，如何对路桥的实际品质进行鉴定是业主最关心的问题。船舶和汽车等批量生产的机械设备，可以通过破坏性原型试验来检验设计目标的满足程度。路桥等建筑结构属于单件生产，不可能进行破坏性原型试验，因此非破坏性检验技术受到了特别的关注。路桥结构的试验检测方法和技术不仅具有重要的理论价值，而且具有广阔的应用前景。 　　2、桥梁工程试验检测工作，不仅是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段，也是工程质量科学管理的重要手段，还是桥梁工程质量管理的重要组成部分。其重要性主要体现以下几个方面。 　　（1）桥梁的试验检测，有利于推广新技术，它为程施工积累经验教训，有效的对新材料、新技术、新工艺进行试验检测，可以将新工艺恰当地投入到生产之中，保证计划的可行性、适用性、有效性、先进性。 　　（2）桥梁通过试验检测，能充分利用当地出产的材料，偏于就地取材。这样，譬如建设地点的沙石，填料等等，可借助试验这种手段，以确定上述材料是否满足于施工技术规定要求。 　　（3）桥梁通过试验检测，可加强质量保证。如果有了有效地测试手段，可科学地评定路用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。可以对任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验，从而评定其产品是否合格。 　　二、各种桥梁桩基检测技术详细分析 　　桩基检测技术从80年代末的只使用声波透射法抽检发展到目前的低应变、声波透射法、静荷载、钻孔取芯、高应变等综合全面普查。 　　1、低应变检测法 　　（1）基本原理 　　低应变检测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号，频率信号，从而获得桩的完整性。 　　（2）检测目的 　　检测桩身缺陷及扩颈位置。根据波形特点无法判定缺陷性质，无论是缩颈、夹泥、混凝土离析或断桩等缺陷的反射波并无大差别，要判定缺陷性质只有对施工工艺、施工记录、地质报告以及某种桩型容易出现的质量问题非常熟悉，并结合个人工程经验进行大概的估计，估计是否准确只有通过开挖或钻芯验证。 　　判定桩身完整性类别。所谓完整性类别就是缺陷的程度，缺陷占桩截面多大比例，会不会影响桩身结构承载力的正常发挥，但是目前缺陷程度只能定性判断，还不能定量判断。 　　（3）适用范围 　　低应变检测法适用于混凝土桩的桩身完整性判定，如灌注桩、预制桩、预应力管桩、水泥粉煤灰碎石桩等。 　　低应变检测法过程检测中，由于桩侧土的摩阻力、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗变化等因素影响，应力波传播过程，其能力和幅值将逐渐衰减，往往应力波尚未传到桩底，其能量已完全衰减，致使检测不到桩底反射信号，无法判定整根桩的完整性。根据实测经验，可测桩长限制在50m以内，桩基直径限制在1.8m之内较合适。 　　（4）优缺点分析 　　低应变检测法检测简便，且检测速度较快，本方法对桩身缺陷程度只作定性判定， 　　尽管利用实测曲线拟合法，分析能给出定量的结果，但由于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频，响应、高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变，以及桩侧土阻尼、土阻力和桩身阻尼的耦合影响，曲线拟合法还不能达到精确定量的程度。 　　2、声波透测法 　　（1）基本原理及检测目的 　　声波透测法是在灌注桩基混凝土前，在桩内预埋若干根声测管，作为超声脉冲发射与接收探头的通道，用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声参数，然后对这些测值采用各种特定的数值判据或形象判断，进行处理后，给出桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。 　　（2）适用范围 　　声波透测法适用于已预埋有声测管的混凝土灌注桩。 　　（3）优缺点分析 　　声波透测法可以检测全桩长的各横截面混凝土质量情况，桩身是否存在混凝土离析、夹泥、缩颈、密实度差和断桩等缺陷，其结果比低应变法更直观可靠，且信息量丰富，结果可靠，现场操作也简便。同时现场操作较简便，检测速度快，不受长颈比和桩长限制。其缺点是被检测桩需预埋声测管，增加了桩基的造价，一米声测管造价约12元，同时声波透测法检测费用较低应变检测法高。 　　3、静荷载试验法 　　（1）基本原理及检测目的 　　桩基静荷载试验法是指在桩顶施加荷载，了解在荷载施加过程中桩土间的作用，最后通过测得Q～S曲线（即沉降曲线）的特性判别桩的施工质量及确定桩的承载力。 　　（2）适用范围 　　静荷载试验法适用于检测单桩的竖向抗压承载力。 　　利用静荷载试验法可将桩加载至破坏，为设计提供单桩承载力数据，作为设计依据。 　　（3）优缺点分析 　　桩基静荷载试验法主要是以慢速维持荷载法，在桥梁建设中，由于桩基承载力大，施工环境恶劣，检测时间长及检测费用高，配套工作麻烦，因此较少采用这种方法。 　　4、钻孔取芯法 　　（1）基本原理及检测目的 　　钻孔取芯法主要是采用钻孔机（一般带10mm内径）对桩基进行抽芯取样，根据取出芯样，可对桩基的长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等作清楚的判断。 　　（2）适用范围 　　钻孔取芯法适用于需要检测桩基长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等，在对嵌岩桩的检测中经常使用。 　　5、高应变检测法 　　（1）基本原理及检测目的 　　高应变检测法是一种检测桩基桩身完整性和单桩竖向承载力的方法，该方法是采用锤重达桩身重量10%以上或单桩竖向承载力1%以上的重锤以自由落体击往桩顶，从而获得相关的动力系数，应用规定的程序，进行分析和计算，得到桩身完整性参数和单桩竖向承载力。 　　（2）适用范围 　　高应变检测法适用于需检测桩身完整性和复核桩基承载力的桩基。 　　（3）优缺点分析 　　高应变检测法的检测结果集合了低应变检测和静荷载检测。 　　与低应变法检测的快捷、廉价相比，高应变法检测桩身完整性虽然是附带性的，但由于其激励能量和检测有效深度大的优点，特别在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度。 　　高应变检测的费用比低应变检测高，比静荷载检测低。高应变检测法对于桩基承载力的检测准确度不如静荷载检测， 　　总之，各种桩基检测技术由于各自的理论假设及各种因素影响，均存在一定的局限性，故充分利用各种方法的强项，解决工程实际问题是很有必要的。 　　参考文献： 　　[1]谢凯州.桥梁桩基检测技术分析[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（21）. 　　[2]汤宝国.新技术在桥梁桩基检测中的应用[J].山西建筑，2008，34（4）：137-138.