樁基檢測技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用分析

摘 要：文章主要介紹了超聲波樁基檢測技術(shù)，分析其技術(shù)的原理及在公路施工中具體應(yīng)用情況，再結(jié)合公路施工實(shí)例介紹了幾種樁基檢測技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，為今后公路建設(shè)中樁基施工的質(zhì)量檢測工作提供參考。

關(guān)鍵詞：樁基檢測技術(shù)；超聲波；公路施工；應(yīng)用

樁基施工作為一項(xiàng)隱蔽工程是公路建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是公路施工質(zhì)量及使用安全的重要保證。樁基檢測技術(shù)是現(xiàn)階段用于檢測樁基施工質(zhì)量的一系列操作技術(shù)的總稱，它的應(yīng)用在保證樁基施工、優(yōu)化公路建設(shè)質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。

1 超聲波檢測技術(shù)在公路樁基檢測中的應(yīng)用分析

1.1 檢測原理

在公路施工中，使用超聲波檢測技術(shù)對公路樁基進(jìn)行檢測的主要依據(jù)如下：在施工技術(shù)條件相同時(shí)，利用檢測儀器發(fā)出的超聲波脈沖對混凝土進(jìn)行檢測，超聲波在不同性狀混凝土中的傳播情況和振幅頻率有所不同，通過記錄這些聲學(xué)數(shù)據(jù)再進(jìn)行對比便可以判斷出公路樁基中存在的缺陷。

超聲波脈沖在樁基中的傳播速度受砼結(jié)構(gòu)密度影響較大，通常情況下，當(dāng)質(zhì)地和測試距離一樣時(shí)，聲速與樁基密實(shí)程度成正比。如果樁基出現(xiàn)裂縫或孔洞，脈沖在經(jīng)過時(shí)會繞開這些缺陷然后再被接收，這一過程中脈沖傳播路徑增大，相應(yīng)所用的傳播時(shí)間就會變長。

1.2 儀器與設(shè)備要求

1.2.1 基本配備。首先，信號放大器。頻帶寬度在200kHz之內(nèi)，增益？芏100dB；其次，數(shù)據(jù)采集器。轉(zhuǎn)換精度？芏8bit，采樣頻率？芏10MHz；最后，徑向振動換能器。允許偏差±10mm。此外，超聲波檢測儀器還有處理存儲器、聲波發(fā)生器等其它設(shè)備，儀器需為一發(fā)雙收性，以滿足單孔檢測需要，發(fā)射與接收兩個(gè)換能器間距要？芏30cm，兩臺接收器間則選擇20cm最為適宜。

1.2.2 埋設(shè)聲測管。樁徑<150cm時(shí)，聲測管可選擇埋設(shè)3根，如果樁徑>150cm，則通常情況下埋設(shè)4根聲測管。用于公路樁基檢測的聲測管最好使用金屬材質(zhì)，以螺紋方式鏈接，保證不漏水，同時(shí)其內(nèi)徑選擇最好以換能器外徑為依據(jù)，一般比其大1.5cm是最適宜的。聲測管要選擇安裝在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，通常埋在樁底，以焊接或綁扎的形式固定住。在聲測管安裝完成以后，要封閉管底，以安裝聲測管的方向?yàn)槠瘘c(diǎn)依次分組和編號樁基檢測區(qū)域內(nèi)的聲測管。

1.2.3 檢測準(zhǔn)備。a.被檢測混凝土需澆筑超14天以上；b.為確保聲測管暢通，在其內(nèi)部注入清水；c.取芯孔與標(biāo)準(zhǔn)要求差距要控制在0.5%以內(nèi)；d.精確測量聲測管徑直，誤差允許范圍±0.1cm。

1.2.4 檢測規(guī)定。a.在使用超聲波對樁基進(jìn)行檢測時(shí)，測點(diǎn)間距需控制在25cm以內(nèi)，保證接收探頭在位置關(guān)系上能與發(fā)射探頭保持一致，差度控制在±以內(nèi)，如出現(xiàn)較大偏差要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。b.檢測時(shí)要保持聲波發(fā)射電壓穩(wěn)定，特別是在同一個(gè)樁基檢測中，有利于對檢測結(jié)果的判定。c.檢測中一旦聲學(xué)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，要及時(shí)更細(xì)致的檢測辦法去確定樁基缺陷位置及程度。

1.3 數(shù)據(jù)分析

超聲波檢測技術(shù)是依據(jù)聲速在砼結(jié)構(gòu)中的傳播速度來進(jìn)行樁基缺陷檢測的，如果檢測一處區(qū)域，發(fā)現(xiàn)其聲速傳播要比周邊聲速傳播慢，則可以將其視為可能存在壞損區(qū)域，再測量出該區(qū)域與樁基其它地區(qū)聲速間的臨界值，將該區(qū)域聲速值定為v，臨界值定為v1，則v

在測量出可能壞損區(qū)域以后在進(jìn)行臨界值確定。先確定標(biāo)準(zhǔn)混凝土內(nèi)部聲速的傳播值，再將其與2倍聲速差做減法，將其定為檢測樁基中聲速傳播臨界值。然后再取樁基剖面的若干個(gè)測量點(diǎn)進(jìn)行檢測，若此時(shí)聲速值不高且分散性也不大時(shí)，可以聲速低限值作為評判標(biāo)準(zhǔn)，如果實(shí)際檢測聲速比它還要低，則可直接判定疑似缺陷區(qū)域?yàn)楫惓^(qū)域。

除了用聲速判定之外，使用超聲波檢測技術(shù)檢測公路樁基時(shí)還可以根據(jù)波幅或PSD的變化形式進(jìn)行判斷，操作較為簡單、便捷，但是這種技術(shù)用于適用于區(qū)域定位，具體的樁基缺陷程度、位置等則還需要一些儀器進(jìn)行輔助加以確定。

2 樁基檢測技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用實(shí)例

某高速公路在修筑期間，相關(guān)單位為確定其樁基施工質(zhì)量，采用了樁基檢測技術(shù)對樁基性能進(jìn)行測驗(yàn)，查看其是否存在缺陷。由于該工程施工路段長，不同地區(qū)的施工場地及地質(zhì)條件存在差異性，因此在對該公路的路基檢測中相關(guān)單位為了確保檢測效果的精準(zhǔn)采用了4種檢測方式對公路樁基進(jìn)行抽樣檢測。

2.1 成孔質(zhì)量檢測

對成孔質(zhì)量的檢測主要包括檢測樁徑、孔深等相關(guān)設(shè)計(jì)是否符合施工要求，此外還對成孔的垂直度及其內(nèi)部沉渣厚度等進(jìn)行檢測，該項(xiàng)檢測中，被抽樣的成孔數(shù)量占工程總數(shù)的20%。根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求，成孔垂直度的偏差需要控制在1%以內(nèi)，孔徑誤差在5cm之間，沉渣厚度不得高于15cm，經(jīng)對幾個(gè)成孔的質(zhì)量檢測結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，不僅如此，其它抽樣調(diào)查的成孔質(zhì)量也都在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.2 試裝荷載試驗(yàn)

對該高速公路的樁基使用靜載試驗(yàn)的方式進(jìn)行檢測的主要目的在于檢測樁基的承載力是否符合規(guī)范，該試驗(yàn)主要針對豎向的承載力進(jìn)行檢測以測出其極限。根據(jù)樁基檢測要求，相關(guān)單位抽取了其中3根樁基進(jìn)行靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)主要的荷載法具體操作如下：首先，對樁基進(jìn)行荷載施加，荷載施加以后讀取樁頂沉降量，第一次在荷載施加5min以后讀取，緊接著的4次在每刻鐘處讀取，超過一小時(shí)以后則每30min讀取一次。其次，樁基穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.1mm/h，當(dāng)樁基沉速相對穩(wěn)定之后，才能繼續(xù)施加荷載。最后，在給樁基卸載荷載時(shí)需要分級進(jìn)行，通常每級間隔1小時(shí)左右，同時(shí)仍按照第一步的方式進(jìn)行讀取，直至荷載歸零。經(jīng)過現(xiàn)場檢測之后，該公路工程抽取的3個(gè)樁基樣品其沉降平均值約為1.47mm，但是由于荷載試驗(yàn)下樁基沒有遭到破壞，說明這一承載范圍已經(jīng)符合公路路基施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 低應(yīng)變動力檢測

這項(xiàng)檢測技術(shù)主要用作檢測該公路樁基施工中是否存在質(zhì)量問題，通過該項(xiàng)技術(shù)，檢測人員可以判斷樁身完整性，找出樁身不足之及其出現(xiàn)問題的位置。

對該公路樁基質(zhì)量的檢測相關(guān)部門選用的檢測儀器帶有動測分析系統(tǒng)，檢測原理如下：從上方垂直向下激振樁身頂部，這樣振動產(chǎn)生的彈性波便會向下延伸，若樁身各處抗阻性不同時(shí)，在明顯差異處就會產(chǎn)生反射波，收集反射波并將其進(jìn)行處理，然后根據(jù)它來計(jì)算樁身波速，為故障查找奠定基礎(chǔ)。在具體檢測時(shí)首先要在被檢測樁基的上方安置加速傳感器，它會在樁基遭受錘擊時(shí)發(fā)出加速度信號，這些信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換以后會發(fā)送到計(jì)算機(jī)之中，然后以波形的形式被表現(xiàn)出來。通常情況下錘擊信號需要收集5個(gè)或6個(gè)，分析來自不同部位的在不同錘擊之下反射回來的信號，便能查找出樁基存在的缺陷及該缺陷的相關(guān)位置情況。

3 結(jié)束語

綜上所述，樁基檢測技術(shù)較多，相應(yīng)的檢測方法與檢測方向也各有不同。在公路施工中對樁基質(zhì)量的檢測應(yīng)根據(jù)具體施工需要來進(jìn)行選取，必要時(shí)可以同時(shí)選用兩種或以上的方式對公路樁基進(jìn)行檢測，以強(qiáng)化樁基施工質(zhì)量。此外，隨著道路施工、樁基建設(shè)技術(shù)的多樣化發(fā)展，樁基檢測技術(shù)也應(yīng)該堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新以便更好的服務(wù)于檢測事業(yè)當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

[1]劉飛.樁基檢測的具體應(yīng)用與分析[J].江西建材，2014（23）.

[2]梁道盛.工程基樁檢測方法對比[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2013（3）.

[3]牛秀萍.關(guān)于公路橋梁中樁基檢測新技術(shù)的探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014（3）.