橋梁樁基檢測技術分類及探討

萬啟隆

摘要：橋梁樁基的質量影響著整個橋梁的穩(wěn)固性和持久性，而影響橋梁樁基質量的因素有很多，針對不同類型的橋梁樁基采取適當?shù)臋z測技術，才能找到受損關節(jié)，對癥下藥，及時修補翻新，保證橋梁的正常使用。

關鍵詞：橋梁；樁基；檢測技術

1 引言

橋梁工程是公路工程中重要的工程項目，投資規(guī)模大，施工技術要求高，一旦出現(xiàn)重大的責任事故，不僅會給國家和人民帶來巨大損失，也會造成不良的國際影響。因此，橋梁基礎的質量安全問題也就成為檢測環(huán)節(jié)當中的重中之重。然而以往的檢測方法往往要求對橋梁的主體結構進行取樣，這多少都會影響橋梁的整體性以及一致性。

2 樁基工程及樁基檢測技術的分類研究

2.1 樁基工程分類

樁基工程根據(jù)其不同的應用功能，受力情況和施工方法，有著不同的分類，對應的樁基檢測方法也會有所不同。不同樁的樁身完整性的判別標準亦不同，一般按照樁身完整性類別不同可將其化為以下四類：一類樁樁身完整且能正常使用；二類樁樁身基本完整僅有輕度缺陷，仍可使用；三類樁樁身缺陷明顯影響樁身結構承載力；四類樁樁身缺陷嚴重影響樁身結構承載力。

2.2 樁基檢測技術分類

目前我國常使用的樁基檢測技術主要分為四大類，每類又分為兩種不同的檢測方法，一般來說，各類技術的選擇是以檢測目的和技術優(yōu)缺點為基本的評判依據(jù)，而事實上每類技術都有其適用的范圍。

2.2.1 超聲波法

⑴檢測原理

通過在樁身內(nèi)預埋聲測管之間激發(fā)并接收高頻彈性脈沖波，檢測該脈沖波在混凝土內(nèi)反射.透射、散射或繞射過程中表現(xiàn)的波動特征，根據(jù)波的初至到達時間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變程度等特性，可以獲得樁身各橫截面混凝土的聲學參數(shù)，經(jīng)過對這些聲學參數(shù)的處置、分析和判斷，確定樁身混凝土缺陷的范圍、程度及空間位置，從而推斷、評定樁身混凝土的完整性。

⑵儀器設備

聲波透射法試驗裝置包括超聲波檢測儀、超聲換能器、探頭升降裝置、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)等。

⑶適用范圍

聲波透射法適用性較強。樁徑在60em以上，無上限，只對埋設有聲測管的樁內(nèi)混凝土進行樁基完整性檢測。

⑷測試過程

聲測管管底、管口及接頭必須密封，保證聲測管暢通.管壁完好。聲測管在樁中位置應等分樁的圓周；聲測管之間應保持平行、間距應基本保持均勻。聲測管的埋設數(shù)量應根據(jù)樁徑來確定，應符合下列要求I當D≤1000mm時，宜埋設2根管；10002000mm時，宜埋設4根管。式中D為受檢樁樁徑。測試數(shù)據(jù)由埋設聲測管數(shù)量決定，檢測時從聲測管頂放線至樁底，采用平測法以25em的速度進行采樣。在樁身缺陷位置可改用斜測法或扇形測法，以判斷缺陷位置。

⑸缺陷的判斷

將檢測的數(shù)據(jù)導入計算機，利用分析軟件得出剖面上的“聲時一深度”或“波幅、速度一深度曲線”，然后進行判斷，目前常用的缺陷判斷方法有數(shù)值判據(jù)法與聲場陰影區(qū)重疊法。在橋梁樁基檢測中，現(xiàn)多采用PSD判據(jù)法進行分析、判斷?！阈滦蛢x器均將PSD判據(jù)自動計算。不必人工計算，但If缶界判據(jù)值就必須根據(jù)實際情況而進行人工計算，在檢測結果中發(fā)現(xiàn)的缺陷，根據(jù)缺陷類型進行詳細計算?；炷辆鶆蛐约皬姸戎笜烁鶕?jù)實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果：平均波速、聲速標準差、離差系數(shù)進行分類判斷。

2.2.2 低應變動測法

⑴檢測原理

通過在樁頂施加激振信號產(chǎn)生應力波。該應力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時，將產(chǎn)生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特征，就能判斷樁的完整性。

⑵儀器設備

基樁動測儀（可與計算機聯(lián)為一體或測試后再與計算機相聯(lián)對信號進行處理）、加速度傳感器、速度傳感器、力棒等。

⑶適用范圍

根據(jù)實測經(jīng)驗，可測樁長限制在5-50m，樁基直徑限制在1.Sm之內(nèi)較合適。樁長大于50m的樁也有得到樁底反射信號，但由于樁基橋梁樁承載力要求高，大部分單樁及低應變反射信號，對局部缺陷、深部缺陷反映不敏感，受地質變化影響較大等特征。提出以上測定范圍。

⑷測試過程

選擇測試點。測試點的數(shù)量，應根據(jù)樁徑大小來選擇。一般樁徑在120era以上，測試點數(shù)為3-4點。在檢測之前，測試點應被磨的平整、光滑。測試點距離鋼筋籠不少于10era，與樁中心及四周均布。按順時針方向給測點編號。安放傳感器。在磨平的測點涂上黃油（石蠟、橡皮泥均可。橡皮泥在樁頭干燥。沒有積水的情況下用），粘層盡量的薄薄一層，以免實測信號失真。盡量的多采集信號，在不同點，不同激振情況下，采集波形的一致性，保證所測波形的真實性和不漏測，一個測點選擇4組反圖形保存，傳人計算機分析樁的完整性。

3 橋梁樁基檢測的其他方法

3.1 成孔檢測

由于成孔檢測是成樁檢測技術的先決條件，成孔檢測作為橋梁樁基檢測的重要參數(shù)標準在整個施工過程中占據(jù)著非常重要的地位，在我國，相較于成孔檢測，橋梁樁基檢測的發(fā)展程度要更先進一些，但是為了保證施工的各個階段的質量安全，對于鉆孔的檢測非常有必要。

3.2 靜載荷試驗法

靜載荷試驗法是指按照樁的使用功能，分別在樁頂逐級施加壓力，觀測樁的測驗點的起伏沉降情況以及水平位移狀態(tài)，以此判定單樁水平承載力以及豎向抗壓承載力的情況。在目前的檢測技術上來看，靜載荷試驗法是現(xiàn)階段最為可靠、最為直觀的檢測手段之一。但是，由于我國科學技術發(fā)展水平還不是很完善，相關的檢測設備存在問題，因此，導致靜載荷試驗法在對橋梁樁基檢測的過程中存在誤差。

3.3 高應變動測法

高應變動測法是采用錘重達樁身重量10%以上或單樁豎向承載力1%以上的重錘以自由落體擊往樁頂，獲得相關的動力系數(shù)，應用規(guī)定的程序，進行分析和計算得到樁身的單樁豎向承載力和完整性參數(shù)，也稱CASE法和CAPWAP法。該法出現(xiàn)在上世紀90年代，其檢測費用比靜載荷試驗法大大降低。由于這種方法檢測程序相對繁瑣，所以較少采用。高應變動測法對于其它檢測方法和樁基設計均有幫助。

4 檢測方法之比較

對于各類樁、墩及樁墻結構，其完整性檢測，一般采用低應變或高應變動力試樁法檢測，大直徑樁則宜采用聲波透射法或鉆芯法檢測。對于散體材料樁，或由土與低粘結強度樁組成的復合地基，如碎石樁、石灰樁等，可采用靜載荷試驗，也可采用靜力觸探分別對樁和土進行檢測，以確定復合地基承載力。而對于高粘結強度樁和土組成的復合地基，如水泥土樁、CFG樁、低標號混凝土樁等，則可采用靜載荷試驗檢測豎向承載力。單樁承載力的檢測同其它剛性樁。復合地基中，樁、土荷載分擔比的檢測一般采用鋼弦或壓力盒通過靜載荷試驗進行測定。也可采用特制的應力傳感器測試。施工中由于震動對環(huán)境的影響，一般采用質點速度監(jiān)測系統(tǒng)或加速度監(jiān)測系統(tǒng)進行測試，也可用地震儀檢測。施工中由于擠土效應對環(huán)境的影響，用變形傳感器（測斜儀）進行監(jiān)測，也可用沉降變形標配合水準儀、經(jīng)緯儀檢測。施工中噪音的測試可以采用分貝計加以判定。使用階段樁體應力-應變的測試，使用鋼筋應力計，混凝土應力計或特制的傳感器。當樁長大于30m，用其它檢測手段難以準確判定樁體完整性時，可采用抽芯的方法，抽芯還可以較準確地判斷樁體混凝土的強度，也可采用聲波透射法進行檢測。

5 結語：

橋梁樁基工程及檢測技術分類繁多，為了保證各類樁基工程用到合適的樁基檢測技術，筆者建議應綜合各類檢測技術的優(yōu)點，研究出一套高效的綜合檢測技術，以適用當前形勢的需要。

參考文獻

[1]張同穎.橋梁樁基檢測技術分析[J].創(chuàng)新科技.2013（12）

[2]張奕，韓端.淺談橋梁樁基檢測技術[J].科技風.2010（02）

（作者單位：南京路通工程科技有限公司）