公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)技術(shù)與方法研究

李青、馬風(fēng)林

（寧夏錦隆工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，寧夏銀川 750001）

1 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)的意義

公路橋梁灌注樁是橋梁的主要承重構(gòu)件之一，其質(zhì)量和完整性對(duì)橋梁的安全性和耐久性有重要影響。因此，公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)非常必要。公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)是指通過(guò)對(duì)灌注樁的外觀(guān)、幾何形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行檢查和測(cè)試，以確定灌注樁是否存在缺陷或損傷。檢測(cè)方法包括超聲波檢測(cè)、X 射線(xiàn)檢測(cè)等，可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出灌注樁的缺陷或損傷，并確定其位置和程度[1]。公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)如圖1 所示。

圖1 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)

具體來(lái)看，公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)的意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 保障橋梁的安全性

灌注樁是橋梁的主要承載構(gòu)件之一，其質(zhì)量和完整性直接關(guān)系橋梁的安全性。通過(guò)公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理灌注樁的缺陷和損傷，保障橋梁的安全性。

1.2 提高工程質(zhì)量

灌注樁的缺陷和損傷會(huì)影響橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用壽命。通過(guò)灌注樁完整性檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理灌注樁的缺陷和損傷，提高工程質(zhì)量。

1.3 降低工程成本

灌注樁存在缺陷或損傷需要進(jìn)行修復(fù)或更換，會(huì)增加工程成本。而及時(shí)通過(guò)公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)，可以及早發(fā)現(xiàn)并處理灌注樁的缺陷和損傷，降低工程成本。

總之，公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)對(duì)保障橋梁的安全性、提高工程質(zhì)量、降低工程成本等有重要意義[2]。

2 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)步驟

2.1 準(zhǔn)備工作

第一，制訂檢測(cè)計(jì)劃，明確檢測(cè)范圍、檢測(cè)方法和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等；第二，確保檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，確保檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)達(dá)標(biāo)；第三，對(duì)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行清理，確保檢測(cè)區(qū)域無(wú)障礙物和雜物。

2.2 選擇檢測(cè)設(shè)備

不同的檢測(cè)方法需要使用不同的檢測(cè)設(shè)備。例如，采用聲波透射法，需要使用超聲波檢測(cè)儀；采用低應(yīng)變反射波法，需要使用低應(yīng)變反射波檢測(cè)儀等。選擇檢測(cè)設(shè)備時(shí)，需要注意設(shè)備的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 設(shè)置檢測(cè)參數(shù)

進(jìn)行檢測(cè)前，需要設(shè)置檢測(cè)參數(shù)。例如，使用聲波透射法時(shí)，需要設(shè)置檢測(cè)頻率和幅度等參數(shù)。設(shè)置檢測(cè)參數(shù)時(shí)，需要根據(jù)檢測(cè)方法合理設(shè)置相關(guān)參數(shù)，并進(jìn)行合理調(diào)整[3]。

2.4 執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

在檢測(cè)時(shí)，需要按照檢測(cè)計(jì)劃和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。例如，采用聲波透射法，需要將超聲波探頭沿灌注樁的縱向和橫向移動(dòng)，并記錄檢測(cè)結(jié)果。采用低應(yīng)變反射波法時(shí)，需要對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并記錄檢測(cè)結(jié)果。在檢測(cè)過(guò)程中，需要注意操作規(guī)范和安全事項(xiàng)，以確保檢測(cè)人員安全。

2.5 檢測(cè)結(jié)果分析

在完成檢測(cè)后，需要分析檢測(cè)結(jié)果。例如，采用聲波透射法或低應(yīng)變反射波法時(shí)，需要分析每個(gè)測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果，并根據(jù)分析結(jié)果判斷灌注樁的完整性等級(jí)。

2.6 編制檢測(cè)報(bào)告

將檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行整理，編制檢測(cè)報(bào)告，并提交相關(guān)部門(mén)進(jìn)行審核和驗(yàn)收。

3 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)技術(shù)

3.1 聲波透射法

聲波透射法是一種常見(jiàn)的公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)方法。該方法主要是通過(guò)檢測(cè)聲波在灌注樁內(nèi)部的傳播情況，判斷灌注樁樁身的完整性[4]。首先，在樁身安裝聲測(cè)管作為換能器通道，并將清水作為耦合劑；其次，在聲測(cè)管中安裝超聲波發(fā)射裝置和接收裝置，經(jīng)過(guò)水的耦合處理，發(fā)射裝置發(fā)出超聲波信號(hào)，穿越樁基后由另一個(gè)聲測(cè)管接收信號(hào)。聲波透射法布置如圖2 所示。

圖2 聲波透射法布置圖

多孔結(jié)構(gòu)混凝土一旦出現(xiàn)損壞，會(huì)形成波阻抗截面，超聲波在其中發(fā)生透射和反射，接收能量減少?；炷林谐霈F(xiàn)蜂窩、松散和孔洞問(wèn)題時(shí)，則會(huì)發(fā)生波的散射和繞射。根據(jù)聲波的能量衰減和傳播時(shí)間可判斷混凝土的密實(shí)度。

聲波透射法常用于樁基檢測(cè)，具體包括單孔折射法和跨孔透射法等。聲波透射法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)成本低、操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)速度快、適用性廣，適用于各種類(lèi)型的灌注樁。但該方法的缺點(diǎn)是對(duì)混凝土的質(zhì)量要求較高，如果混凝土質(zhì)量較差，則檢測(cè)結(jié)果可能不準(zhǔn)確。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中需要按照相關(guān)流程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，具體包括以下幾個(gè)方面：

第一，在樁基中埋設(shè)聲波檢測(cè)管，其中容易出現(xiàn)雜物，使探頭難以達(dá)到樁底，夾在某個(gè)位置難以被拉回。因此應(yīng)對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行改進(jìn)，如對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行后加蓋埋設(shè)，避免雜物掉入[5]。檢測(cè)前將蓋子去掉并注水，將測(cè)試?yán)K放入管道底部，以保證管道暢通。

第二，將清水作為耦合劑，將泥水灌入現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)靜置后泥水顆粒物下沉，容易導(dǎo)致探頭無(wú)法深入管底，會(huì)阻礙超聲波傳輸。為避免此問(wèn)題，應(yīng)采用硬質(zhì)PVC 管道，利用高壓水泵將泥水?dāng)D出，直至出現(xiàn)清水。

第三，進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)對(duì)探頭進(jìn)行同步提升。在實(shí)際操作中，利用水平同步法，對(duì)接收器和發(fā)射器進(jìn)行同步升降操作。在檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)該保證操作人員具備足夠豐富的經(jīng)驗(yàn)。

3.2 低應(yīng)變反射波法

低應(yīng)變反射波法是一種常用于橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)的技術(shù)，根據(jù)樁身反射波的變化判斷樁身的完整性。該技術(shù)原理是在樁身表面施加一個(gè)低應(yīng)變信號(hào)，通過(guò)傳感器接收反射波信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和處理，從而判斷樁身是否存在缺陷[6]。低應(yīng)變反射波法應(yīng)用原理如圖3 所示。

首先，需要對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)，確保設(shè)備正常運(yùn)行和準(zhǔn)確性。在樁身上安裝傳感器和反射波檢測(cè)器，以便準(zhǔn)確接收反射波信號(hào)。進(jìn)行檢測(cè)前，需要對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，并將傳感器放置在樁身表面。

其次，需要在樁身表面施加一個(gè)低應(yīng)變信號(hào)，以激發(fā)樁身內(nèi)部的反射波。當(dāng)?shù)蛻?yīng)變信號(hào)被激發(fā)時(shí)，樁身內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生反射波信號(hào)。傳感器接收到這些信號(hào)，并將其傳輸?shù)椒瓷洳z測(cè)器。

最后，反射波檢測(cè)器會(huì)對(duì)接收到的反射波信號(hào)進(jìn)行分析和處理，以確定樁身是否存在缺陷。如果反射波信號(hào)的幅度或相位發(fā)生了變化，則說(shuō)明樁身可能存在缺陷[7]。

3.3 X 射線(xiàn)檢測(cè)法

X 射線(xiàn)檢測(cè)法是一種常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，利用X 射線(xiàn)穿透力強(qiáng)、分辨率高等特點(diǎn)，對(duì)樁身進(jìn)行非接觸式檢測(cè)，從而判斷樁身是否存在缺陷。在樁身表面放置X 射線(xiàn)發(fā)射器和接收器，然后通過(guò)發(fā)射X 射線(xiàn)并接收其反射信號(hào)，對(duì)樁身進(jìn)行掃描和分析，從而判斷樁身是否存在缺陷。根據(jù)反射波信號(hào)的分析結(jié)果，可以確定樁身是否存在缺陷。如果存在缺陷，則需要進(jìn)一步分析缺陷的位置、大小和性質(zhì)，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)。

X 射線(xiàn)檢測(cè)法可以檢測(cè)出較小的缺陷或損傷，檢測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確，但設(shè)備成本較高，操作難度大，檢測(cè)結(jié)果受混凝土表面狀況和射線(xiàn)方向的影響較大。

3.4 磁粉檢測(cè)法

磁粉檢測(cè)法是一種利用磁粉對(duì)磁場(chǎng)的吸附特性檢測(cè)灌注樁內(nèi)部缺陷或損傷的方法。磁粉檢測(cè)法的原理是在樁身表面放置磁粉，然后施加一個(gè)磁場(chǎng)，使磁粉在樁身表面移動(dòng)，并通過(guò)觀(guān)察磁粉的移動(dòng)路徑和分布情況，判斷樁身是否存在缺陷，如果存在缺陷則需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)。

3.5 鉆芯法

鉆芯法的原理是在樁身表面鉆取芯樣，然后對(duì)芯樣進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試和化學(xué)成分分析。比對(duì)和分析芯樣的測(cè)試結(jié)果，可以判斷樁身是否存在缺陷。具體操作步驟如下：

第一，檢查和校準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和準(zhǔn)確性。將鉆機(jī)和芯樣取出器放置在樁身表面，并對(duì)其進(jìn)行定位和校準(zhǔn)。

第二，使用鉆機(jī)在樁身表面鉆取芯樣。

第三，將芯樣送至試驗(yàn)室，進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試，包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量等參數(shù)的測(cè)試，以評(píng)估芯樣的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

第四，對(duì)芯樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，包括碳、硅、錳、硫等元素的含量分析，評(píng)估芯樣的材料組成和質(zhì)量。

總的來(lái)說(shuō)，鉆芯法具有高精度、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，可以有效檢測(cè)和評(píng)估樁身的完整性，對(duì)保證工程質(zhì)量和安全有重要意義。該方法的缺點(diǎn)是操作難度大，檢測(cè)成本較高，不適用于大規(guī)模檢測(cè)工作。

4 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)中的安全注意事項(xiàng)

公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的工作，需要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，以確保檢測(cè)人員的人身安全和設(shè)備的完好性。在公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)中，需要關(guān)注以下安全注意事項(xiàng)。

4.1 檢測(cè)人員安全防護(hù)

檢測(cè)人員需要穿戴防護(hù)服、安全帽、防護(hù)鞋等個(gè)人防護(hù)裝備，以免在公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)中受到傷害。此外，檢測(cè)人員需要接受必要的安全培訓(xùn)和演練，以提高安全意識(shí)和應(yīng)對(duì)能力。

4.2 對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)

在公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)前，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和測(cè)試，以確保設(shè)備的可靠性和安全性。

4.3 對(duì)檢測(cè)環(huán)境進(jìn)行安全保護(hù)

對(duì)檢測(cè)環(huán)境進(jìn)行安全評(píng)估和控制，以避免環(huán)境因素導(dǎo)致安全事故[8]。例如，采用聲波透射法檢測(cè)時(shí)，需要避免檢測(cè)區(qū)域內(nèi)有大型機(jī)械設(shè)備或其他可能產(chǎn)生干擾的因素。

4.4 嚴(yán)格遵守操作規(guī)范

操作規(guī)范包括檢測(cè)設(shè)備的操作規(guī)程、檢測(cè)參數(shù)的設(shè)置、檢測(cè)環(huán)境的控制等方面。遵守操作規(guī)范可以減少操作風(fēng)險(xiǎn)，降低安全事故的發(fā)生率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)是一項(xiàng)非常重要的工作，可以保障工程的質(zhì)量和安全。每種檢測(cè)方法都有其適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。因此，在公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測(cè)中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的檢測(cè)方法，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行檢測(cè)，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。