淺析無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的應(yīng)用

莫志良

湖州建院巖土工程勘察設(shè)計(jì)有限公司

淺析無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的應(yīng)用

莫志良

湖州建院巖土工程勘察設(shè)計(jì)有限公司

本文對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的作用進(jìn)行研究，希望可以促進(jìn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的發(fā)展。

橋梁樁基；無(wú)損檢測(cè)；應(yīng)用

前言

對(duì)于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)來(lái)講，其主要就是在不對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑物直接實(shí)現(xiàn)測(cè)試或者在其內(nèi)部鉆取芯樣進(jìn)行檢測(cè)，采用這種檢測(cè)方式既能夠?qū)こ淌┕ぎ?dāng)中的質(zhì)量檢測(cè)適用，又能夠?qū)こ淘诳⒐を?yàn)收和建筑應(yīng)用階段質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

1　無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的原理和優(yōu)點(diǎn)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是指利用物理特性對(duì)結(jié)構(gòu)物件進(jìn)行檢測(cè)，例如光學(xué)特性、力學(xué)特性等等，在無(wú)損檢測(cè)的過(guò)程中會(huì)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)被測(cè)物件的缺陷以及缺陷存在的具體位置，達(dá)到對(duì)整個(gè)工程或物件質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的目的。利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)橋梁樁基進(jìn)行檢測(cè)不會(huì)對(duì)樁基的結(jié)構(gòu)造成破壞；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到的檢測(cè)設(shè)備非常先進(jìn)，可以對(duì)橋梁樁基進(jìn)行更加全面的檢測(cè)，并且檢測(cè)時(shí)間比較短，不會(huì)對(duì)橋梁工程下一環(huán)節(jié)的施工產(chǎn)生影響；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)橋梁樁基結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)橋梁樁基的深度缺陷，例如橋梁裝機(jī)的鋼筋銹蝕、內(nèi)部結(jié)構(gòu)開裂都可以通過(guò)無(wú)損檢測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)具體的質(zhì)量缺陷。

2　橋梁樁基的概述及常見(jiàn)病害

橋梁樁基是連接橋梁與承臺(tái)的基礎(chǔ)，通過(guò)橋梁樁基可以將橋梁上部結(jié)構(gòu)的荷載有效的傳遞到地下較為堅(jiān)硬的土壤和巖層中。橋梁樁基承擔(dān)了較大的豎向荷載，同時(shí)也會(huì)承擔(dān)橋梁的水平荷載，可以對(duì)軟弱地基進(jìn)行處理。橋梁樁基是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，以便對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載，橋梁樁基在橋梁工程中的應(yīng)用非常廣泛，并且橋梁樁基的加固效果也非常好。常見(jiàn)的樁基材料有混凝土灌注樁基、鋼板樁基、PCC樁基等等，隨著我國(guó)橋梁工程的發(fā)展，橋梁的跨度逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致橋梁上部荷載越來(lái)越大，這就使樁基逐漸向著高強(qiáng)度的方向發(fā)展。

由于地質(zhì)條件和施工技術(shù)的關(guān)系導(dǎo)致橋梁樁基存在幾種常見(jiàn)缺陷，例如樁基樁徑出現(xiàn)縮小的現(xiàn)象，因?yàn)闃痘惭b在含水較高的地層中，地質(zhì)條件對(duì)樁基造成的危害比較大。樁基外部的混凝土層長(zhǎng)期遇水會(huì)導(dǎo)致樁徑縮小，另外由于水流的長(zhǎng)期沖刷造成樁基外徑的混凝土層不斷變薄，導(dǎo)致橋梁樁基出現(xiàn)樁徑縮小的現(xiàn)象。混凝土材質(zhì)的樁基還會(huì)出現(xiàn)沉渣的問(wèn)題，該問(wèn)題主要是因?yàn)闃蛄簶痘谑┕r(shí)，沒(méi)有對(duì)樁基孔底進(jìn)行徹底的清理，導(dǎo)致樁基強(qiáng)度不足。樁基在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)中風(fēng)化巖的現(xiàn)象，出現(xiàn)樁基沉渣缺陷。混凝土樁基還會(huì)出現(xiàn)離析問(wèn)題，這主要是因?yàn)榛炷翗痘谑┕み^(guò)程中，混凝土的攪拌不均勻，所以混凝土之間的固結(jié)程度受到影響，混凝土材料中出現(xiàn)骨料懸浮的現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土樁基最終出現(xiàn)形變現(xiàn)象。

3　無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1高應(yīng)變法

高應(yīng)變法的檢測(cè)原理主要是利用大小為單樁極限承載力1% 鑄鋼或者是重錘，在與樁基的頂部有10～20m 的高度處自由的下落，給樁基的頂部以豎向的沖擊力，致使樁基與土體之產(chǎn)生一定大小的相對(duì)位移，樁基的側(cè)向阻力與樁尖的土體的阻力得到相應(yīng)的發(fā)揮，然后在用儀器樁基的頂部接收信號(hào)，根據(jù)接收的信號(hào)進(jìn)行評(píng)判樁基的承載力是否符合樁基規(guī)范的要求。此外，還可以檢測(cè)樁基是否完整。

3.2低應(yīng)變法

低應(yīng)變法檢測(cè)的主要原理是在樁基的頂部得到一瞬間的擊震力作用下時(shí)，在樁頂產(chǎn)生沿樁身向下的縱向振動(dòng)的應(yīng)力波，當(dāng)應(yīng)力波在向下傳播途中，如果與變異波相遇到，則會(huì)阻抗應(yīng)力波繼續(xù)向下傳播，且應(yīng)力波會(huì)產(chǎn)生反射與透射現(xiàn)象，當(dāng)反射波傳輸?shù)綐痘捻敳繒r(shí)被安裝在樁基樁頂?shù)膫鞲衅髟O(shè)備接收，這樣就可以得到相應(yīng)的動(dòng)態(tài)波形，然后儀器對(duì)反射波進(jìn)行采集記錄，根據(jù)反射回來(lái)收集到的應(yīng)力波的基本特性，就可以判斷樁基的質(zhì)量。

3.3聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

超聲波法無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是基于物理基礎(chǔ)的檢測(cè)方法，屬于彈性波測(cè)試中的一種。檢測(cè)理論主要是根據(jù)聲波在固體介質(zhì)之間的彈性傳播速度。利用超聲波對(duì)橋梁樁基進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)已經(jīng)有了很長(zhǎng)時(shí)間的歷史，而聲波透射法是在近幾年才發(fā)展起來(lái)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以利用聲波透射對(duì)樁基進(jìn)行直接檢測(cè)。利用聲波透射法對(duì)橋梁樁基進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，需要在樁基內(nèi)部預(yù)埋檢測(cè)管道，這樣就可以利用檢測(cè)儀器直接對(duì)樁基進(jìn)行發(fā)聲，聲波穿透樁基并另一側(cè)的接收裝置接收，再利用儀器對(duì)接收到的聲波信號(hào)進(jìn)行判斷。判斷聲波傳播時(shí)間、傳播幅值、傳播頻率等等，有效的判斷出樁基內(nèi)部是否存在缺陷以及完整程度等等。在對(duì)超聲波的傳播速度進(jìn)行分析時(shí)，如果接收儀器得到的傳播速度比超聲波的臨界聲速要低，這也就表明了該樁基內(nèi)存在質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致聲波沒(méi)有受到介質(zhì)影響就傳播出去。如果檢測(cè)面的多個(gè)測(cè)點(diǎn)都產(chǎn)生了聲速值比臨界聲速值低的情況，并且聲速值低的離散型比較小，那可以直接判定為該橋梁樁基存在質(zhì)量缺陷。在對(duì)樁基超聲波波幅進(jìn)行分析時(shí)，需要選取承載結(jié)構(gòu)中經(jīng)常受力的部位進(jìn)行波幅分析，如果測(cè)量得出的波幅值低于標(biāo)準(zhǔn)臨界值，那表明測(cè)量區(qū)域存在疑似質(zhì)量缺陷問(wèn)題。這就需要更換測(cè)量位置對(duì)受力部位進(jìn)行多次測(cè)量，最終得出結(jié)果全部比臨界波幅值低，則表明一定存在質(zhì)量缺陷。兩點(diǎn)間的聲時(shí)深度曲線斜率也可以作為判斷樁基是否存在缺陷的基礎(chǔ)。

在利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)橋梁樁基進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，如果對(duì)樁基進(jìn)行挖孔檢測(cè)時(shí)，孔洞處理不恰當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致樁基后期出現(xiàn)承載壓力不均衡的現(xiàn)象，影響樁基承載質(zhì)量。樁基孔洞底部的水分如果沒(méi)有清理干凈，將會(huì)導(dǎo)致樁基結(jié)構(gòu)中的混凝土被稀釋，影響了樁基承載力。在利用應(yīng)變法對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要設(shè)計(jì)檢測(cè)標(biāo)高，并對(duì)樁基頂部進(jìn)行充分的清理，避免樁基各項(xiàng)不利因素，影響到樁基質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在檢測(cè)過(guò)程中對(duì)與樁基相關(guān)的參數(shù)資料進(jìn)行收集，以便質(zhì)量檢測(cè)結(jié)構(gòu)判斷的及時(shí)性，在發(fā)現(xiàn)樁基存在質(zhì)量問(wèn)題后，及時(shí)的提出處理方法對(duì)樁基存在的問(wèn)題進(jìn)行解決。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)橋梁樁基進(jìn)行檢測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)樁基存在的質(zhì)量缺陷，并提出有效的加固處理方法，使橋梁樁基的質(zhì)量得到保證。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也存在著優(yōu)缺點(diǎn)，在橋梁樁基檢測(cè)過(guò)程中，要根據(jù)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇適合該橋梁樁基的檢測(cè)方法，使檢測(cè)結(jié)果更加精確。

［1］譚敏，揭選紅.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的應(yīng)用思路研究［J］.科技資訊，2010（10）：92，94.

［2］王銳. 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.山東交通科技，2014，02：82+85.