路橋檢測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢

符友

（澄邁縣地方公路管理局，海南 澄邁 571900）

路橋檢測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢

符友

（澄邁縣地方公路管理局，海南 澄邁 571900）

隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，路橋土木工程的質(zhì)量檢測技術(shù)逐漸引起廣泛關(guān)注。其中橋梁基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量能否符合相關(guān)行業(yè)規(guī)范的要求，關(guān)系到整個路橋的質(zhì)量能否得到保證。從路橋檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、路橋檢測技術(shù)的應(yīng)用以及路橋檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢三個方面來進(jìn)行詳細(xì)闡述，以期促進(jìn)路橋檢測技術(shù)的發(fā)展。

路橋檢測；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

0 引言

路橋檢測技術(shù)的檢測對象主要是橋梁樁基礎(chǔ)、橋梁上下結(jié)構(gòu)的完整性以及承載力、路橋外觀檢測。其中橋梁樁基礎(chǔ)的檢測尤為關(guān)鍵。在對以上對象進(jìn)行檢測的過程中，主要需檢測以上部位是否出現(xiàn)病害以及病害程度及分布面積，從而確定是否進(jìn)行修補(bǔ)，并就具體情況制定相應(yīng)的補(bǔ)救措施。本文將具體闡述路橋檢測技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢。

1 路橋檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國在路橋檢測技術(shù)方面取得了很大的進(jìn)步，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)測試以及橋梁基礎(chǔ)測試方面取得的進(jìn)步尤為顯著。在路橋結(jié)構(gòu)的測試方面，目前我國已經(jīng)有了一整套完整而實用的檢測方法。

在對橋梁結(jié)構(gòu)局部受力的研究方面，已經(jīng)研究出了環(huán)境振動技術(shù)以及強(qiáng)迫振動技術(shù)，能夠利用這兩種方式來收取經(jīng)過路面的車輛的重量、速度以及路況等信息；在修正計算模型方面，已經(jīng)研究出了橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的敏感參數(shù)，由此能夠?qū)⑾嚓P(guān)方面的理論與實踐相結(jié)合，得出能夠修正模型的相關(guān)測試數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行修正；已經(jīng)研究出了能夠測試橋梁結(jié)構(gòu)自身振動特性和有關(guān)動力方面特性的相關(guān)方法，并得到不斷完善。

在對橋梁基礎(chǔ)的檢測中，我國已經(jīng)研究出了比較完善的針對樁基礎(chǔ)的完整性和承載力的檢測方法，已經(jīng)研究出了低應(yīng)變法、鉆芯法、單樁靜載實驗法以及聲波透射法，可更為精確地檢測樁基礎(chǔ)的完整性。聲波透射法主要是將換能器應(yīng)用于聲測管的內(nèi)部，并以此來采集相關(guān)信息作為檢測的依據(jù)，這是在樁基礎(chǔ)的完整性檢測方法中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。對于樁基礎(chǔ)承載能力的檢測則主要采取高應(yīng)變法以及單樁靜載法。

2 路橋檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.1 橋梁樁基礎(chǔ)的檢測方法

當(dāng)前，隨著樁基礎(chǔ)的廣泛運用，橋梁樁基礎(chǔ)的質(zhì)量檢測逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。橋梁樁基礎(chǔ)的質(zhì)量能否符合相關(guān)行業(yè)規(guī)范的要求關(guān)系到整個路橋的質(zhì)量能否得到保證，關(guān)系到人民群眾的通行安全能否得到保障，因此，必須要完善相關(guān)的橋梁樁基礎(chǔ)檢測方法以更好地保證橋梁樁基礎(chǔ)的質(zhì)量。

目前，對橋梁樁基礎(chǔ)質(zhì)量進(jìn)行檢測的方法主要有兩種：鉆芯法與動測法。其中，動測法主要可分為聲波透射法與低應(yīng)變法。聲波透射法主要是將換能器應(yīng)用于聲測管的內(nèi)部，并以此來采集相關(guān)信息作為檢測的依據(jù)，這是在樁基礎(chǔ)的完整性檢測方法中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。低應(yīng)變法則是以時域以及頻域的信號為依據(jù)對其完整性進(jìn)行檢測。

2.2 評定橋梁樁基礎(chǔ)質(zhì)量的指標(biāo)類別

在利用路橋檢測技術(shù)對橋梁樁基礎(chǔ)的質(zhì)量進(jìn)行檢測時，可將其檢測結(jié)果直接分為以下四大種類：

（1）樁基礎(chǔ)完整性良好。采用動測法對其進(jìn)行檢測，如果在檢測中，動測波形以規(guī)則的形式呈現(xiàn)衰減狀態(tài)，波速在正常范圍之內(nèi)，樁基礎(chǔ)的表層未被破壞且其長度與設(shè)計方案中的樁身長度相符合，建設(shè)樁基礎(chǔ)所用的混凝土的強(qiáng)度符合相關(guān)設(shè)計要求，那么可判定該橋梁樁基礎(chǔ)完整性良好。

（2）樁基礎(chǔ)完整性基本符合規(guī)定。利用動測法對其進(jìn)行檢測，如果在檢測中，動測波形出現(xiàn)小幅度的畸變，波速在正常范圍之內(nèi)，樁基礎(chǔ)表層有小程度的損害，例如樁基礎(chǔ)出現(xiàn)小程度范圍內(nèi)的徑縮等，則可判定該樁基礎(chǔ)的完整性基本符合規(guī)定，但尚達(dá)不到良好的標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，這種程度的完整性不會影響樁身本身的承載能力以及橫向剪切抗力。

（3）具有明顯缺陷的樁身。在采用動測法對樁基礎(chǔ)完整性進(jìn)行檢測時，動測波形以不規(guī)則的方式呈現(xiàn)衰減狀態(tài)，且較為明顯，樁身表面具有較為明顯的缺陷，建設(shè)樁身所用的混凝土的強(qiáng)度不符合相關(guān)要求與規(guī)范。一般來說，這種情況很有可能會影響樁身本身的承載能力以及橫向剪切抗力，此種狀態(tài)則可判斷為具有明顯缺陷的樁身。

（4）具有嚴(yán)重缺陷的樁身。在對其進(jìn)行動測時，其動測波形發(fā)生程度非常大的畸變，樁身表層遭到嚴(yán)重?fù)p壞，會嚴(yán)重影響樁身本身的承載能力以及橫向剪切抗力。此種狀態(tài)可被判斷為具有嚴(yán)重缺陷的樁身。一般來說，已經(jīng)判定，此類樁則不可再用[1]。

雖然對于樁基礎(chǔ)質(zhì)量評定已經(jīng)進(jìn)行了較為全面的質(zhì)量分類，但是在實際的操作中，仍舊有許多問題難以解決。首先，在進(jìn)行樁身長度的測試時，情況復(fù)雜多樣，在某些情況下取芯驗證的方法并不適用。其次，上文中第二類與第三類的評價等級，由于其區(qū)別細(xì)微，因而在現(xiàn)實的檢測過程中很難對其進(jìn)行定位。不同的檢測員對于同一種情況，有的可能將其判定為第二類別，有的可能將其判定為第三類別，這是因為不同人有不同的理論與實踐經(jīng)驗，并且到目前為止仍沒有統(tǒng)一而規(guī)范的判別標(biāo)準(zhǔn)，因此，在實際檢測中可能會出現(xiàn)糾紛。為此，在實際的檢測過程中，相關(guān)檢測人員必須注意運用多種檢測方法，將多種檢測結(jié)果進(jìn)行綜合對比來得出結(jié)論，從而以更好地保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

工程案例：海南某大橋工程，橋梁樁基共64根，樁基混凝土強(qiáng)度為C30，樁基受力類型為柱樁，樁基直徑1.5 m，樁長在14～20 m，委托方委托采用聲波透射法進(jìn)行檢測。筆者在聲波透射法檢測過程中發(fā)現(xiàn)，0-3號樁3個剖面12 m至樁底18 m處，各檢測聲學(xué)參數(shù)波數(shù)、波幅明顯異常，判定該樁為四類樁（見圖1）。施工單位認(rèn)為該樁不可能出現(xiàn)問題，因為該樁施工是人工挖孔樁，混凝土澆筑是干灌，樁身不太可能出現(xiàn)6 m的嚴(yán)重缺陷。施工單位安排取芯，取芯到12 m位置時就不能取出完整的芯樣了，越往下芯樣就越不能取出，取出的東西基本不是混凝土，而是碎石（見圖2）。在對2-1號樁基檢測時，發(fā)現(xiàn)1-2、2-3剖面在2.5～3.0 m處波數(shù)、波幅異常，判定該樁為三類樁（見圖3）。由于缺陷在樁頂以下3 m，施工單位現(xiàn)場開挖，結(jié)果就在樁頂2.5～3 m處出現(xiàn)縮頸，鋼筋都能看到（見圖4）。

圖1 0-3號樁12.5 m至樁底18 m處波數(shù)、波幅明顯異常

圖2 0-3號樁12 m以下混凝土嚴(yán)重離析

圖3 2-1號樁1-2、2-3剖面在2.5～3.0 m處波數(shù)、波幅異常

圖4 2-1號樁2.5～3.0 m處縮頸

3 路橋檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

到目前為止，路橋檢測技術(shù)的發(fā)展階段可以分為三個部分：經(jīng)驗檢測階段、現(xiàn)代檢測階段以及智能檢測階段。

經(jīng)驗檢測階段是路橋檢測技術(shù)發(fā)展階段的最原始階段，它主要是利用相關(guān)檢測人員的器官感覺以及其多年形成的相關(guān)檢測經(jīng)驗來對路橋進(jìn)行檢測。在經(jīng)驗檢測發(fā)展階段中只能對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的處理。

現(xiàn)代檢測階段是路橋檢測技術(shù)發(fā)展階段的第二階段，在這一發(fā)展階段中，以傳感器取代相關(guān)檢測人員的感官來進(jìn)行信息的收集，能夠?qū)β窐蜻M(jìn)行動態(tài)測試，能夠進(jìn)行信號處理并通過建立模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在信息收集手段以及數(shù)據(jù)處理手段上都有了較大的進(jìn)步與發(fā)展，廣泛運用于路橋檢測中。

隨著科學(xué)的進(jìn)步以及現(xiàn)實的要求，為了能夠更為精確地對一些較為復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，路橋檢測技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)入了智能檢測的發(fā)展階段。在智能檢測的發(fā)展階段，以知識處理方式、信號處理方式以及數(shù)據(jù)處理方式完善了對于相關(guān)信息的處理。在這三種處理方式中，知識處理方式居于主要的地位[2]。隨著智能檢測技術(shù)的發(fā)展與完善，它逐步取代了現(xiàn)代檢測技術(shù)，成為主要的路橋檢測手段。

未來路橋檢測的技術(shù)手段其發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾方面：

第一，路橋檢測系統(tǒng)能夠?qū)⑹占瘮?shù)據(jù)、處理識別數(shù)據(jù)、自動檢測損傷程度等功能集于一體，從而使路橋檢測技術(shù)發(fā)展到能夠自動檢測與處理，從而更好地保證路橋檢測系統(tǒng)的控制力。

第二，充分利用無線通訊技術(shù)，用該技術(shù)來完善相關(guān)的數(shù)據(jù)采集方式，創(chuàng)新傳感器布設(shè)方式，使傳感器的布設(shè)方式呈現(xiàn)最優(yōu)化狀態(tài)，使之能夠應(yīng)用于定點測試荷載、交通與風(fēng)荷載，由此能夠更為及時有效地收集相關(guān)信息，從而為信息的處理以及問題的解決提供較為科學(xué)的依據(jù)。

第三，利用現(xiàn)代高新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用能夠進(jìn)行實時檢測的系統(tǒng)，從而達(dá)到共享網(wǎng)絡(luò)信息的目的。

第四，詳細(xì)地收集并整理在設(shè)計、施工以及運營檢測中的相關(guān)數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，為路橋檢測技術(shù)的發(fā)展提供豐富的實踐經(jīng)驗，以更好地促進(jìn)路橋檢測技術(shù)的創(chuàng)新。

4 結(jié)語

橋梁基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量能否符合相關(guān)行業(yè)規(guī)范的要求關(guān)系到整個路橋的質(zhì)量能否得到保證，關(guān)系到人民群眾的通行安全能否得到保障，因此，必須要完善相關(guān)的路橋檢測技術(shù)以更好地保證路橋土木工程的質(zhì)量。必須重視對于路橋檢測技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢的研究。

[1]陳良向.芻議路橋檢測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢 [J].工程技術(shù)，2012（12）：90-91.

[2]洪天寶.試論路橋試驗檢測技術(shù)及應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2015（16）：29-30.

U446

B

1009-7716（2017）08-0189-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.058

2017-04-26

符友（1983-），男，海南澄邁人，碩士，工程師，主要從事公路項目管理工作。