無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用

肖日亮

摘要：無損檢測技術(shù)是基于不破壞建筑構(gòu)件的狀態(tài)下，直接檢測建筑結(jié)構(gòu)或者選擇芯樣展開試驗，判定建筑構(gòu)件的質(zhì)量、強度及其缺陷。該技術(shù)具有簡便、快速、無破壞的優(yōu)點，促使其廣泛應(yīng)用在橋梁建設(shè)中。文章以無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用展開研究，探討不同無損傷檢測方式的優(yōu)點及方法，為從事相關(guān)工作的施工者提供重要參考。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；樁基檢測；無損檢測技術(shù)；建筑構(gòu)件；橋梁建設(shè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：U446 文章編號：1009-2374（2016）03-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.047

隨著我國交通建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，近些年，我國修建了多個大型橋梁，多數(shù)橋梁的基礎(chǔ)工程均采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)屬于隱蔽工程，受到地質(zhì)、施工工藝等因素的影響，保證每根樁基礎(chǔ)均達到設(shè)計要求，不會對工程留下安全隱患。文章從無損檢測技術(shù)的優(yōu)點入手，介紹橋梁樁基檢測常用的幾種技術(shù)，并分析檢測常見的問題，提出合理的解決對策。

1 無損檢測技術(shù)的優(yōu)點

與傳統(tǒng)橋梁樁基檢測技術(shù)比較，無損檢測技術(shù)具有以下優(yōu)點：檢測橋梁樁基質(zhì)量的過程中，無損檢測技術(shù)不破壞橋梁樁基結(jié)構(gòu)的構(gòu)件使用及受力能力；無損檢測設(shè)備比較先進，基于不破壞樁基結(jié)構(gòu)的前提下，前面檢測橋梁建筑的質(zhì)量及受力情況，該檢測方式具有方便、快捷等優(yōu)點，不會阻礙下一個工序的正常工作；同時，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可采用無損檢測技術(shù)進行檢測，從而判斷混凝土內(nèi)部是否出現(xiàn)開裂、鋼筋銹蝕等情況。無損檢測技術(shù)可以檢測橋梁其他方面，例如：橋梁設(shè)計規(guī)范不達標時，必須實施重新修改或展開重大修訂及補充操作；當(dāng)橋梁必須承受超常的荷載時，必須對其實施檢測；當(dāng)橋梁受到比較嚴重的自然災(zāi)害（例如地震、洪水）或人為損傷時，必須合理檢測其結(jié)構(gòu)狀況。

2 橋梁樁基檢測常用的技術(shù)

2.1 高、低應(yīng)變檢測法

2.1.1 高應(yīng)變檢測法。高應(yīng)變檢測法就是采用動測法判定樁的極限承載力，并合理檢測樁基的完整性。高應(yīng)變法檢測條件必須滿足樁底土產(chǎn)生的塑性變形要求，樁遭到錘擊后，作用于樁頂荷載克服土阻力產(chǎn)生的相應(yīng)位移。高應(yīng)變檢測法是采用重錘沖擊樁頂，其沖擊脈沖沿著樁身向下傳播，促使樁-土產(chǎn)生相對應(yīng)的位移，從而判定樁基的承載力能否滿足實際工程要求。如果土強度遭到瞬間激發(fā)并檢測信號準確性，成為分析動力法檢測單樁承載力的重要條件。

2.1.2 低應(yīng)變檢測法。基樁動測技術(shù)主要根據(jù)應(yīng)力波理論實施監(jiān)測，20世紀初期，荷蘭建筑材料所研制更加合理的基樁檢測系統(tǒng)，用于驗證樁基的結(jié)構(gòu)是否處于完整狀態(tài)。我國在此基礎(chǔ)上引入國外大量的動檢測方法，依據(jù)我國不同區(qū)域使用樁基的類型，深入研究樁基的動測方法、所用儀器和檢測技術(shù)，促進我國低應(yīng)變動力檢測技術(shù)的快速發(fā)展。低應(yīng)變檢測法正常工作原理如下：樁基頂部獲得一定程度的擊震力作用，通過樁底向樁身的下部形成相應(yīng)的應(yīng)力波。如果反射波傳輸至樁基頂部，樁底頂部的傳感器順利接收信號，從而形成動態(tài)波形。依據(jù)反射回來所收集的應(yīng)力波特性判定樁基質(zhì)量。低應(yīng)變檢測法主要包括水電效應(yīng)法、反射波法、動力參數(shù)法、共振法等，低應(yīng)變法的主要優(yōu)點就是經(jīng)濟性高、方便快捷等，可以在現(xiàn)場開展實時判斷。由于彈性波傳播特性與激發(fā)能量受到一定的制約，對長樁基（>50.0m）樁底判別存在一定的困難。

2.2 聲波無損檢測技術(shù)

2.2.1 聲波無損檢測技術(shù)的原理。聲波無損檢測技術(shù)是由傳統(tǒng)的聲學(xué)檢測技術(shù)發(fā)展而來的，用于檢測橋梁樁基是否發(fā)生缺陷。聲波無損檢測準確分析撞擊過程中的應(yīng)力波，如果樁基應(yīng)力波的波速、波峰值處在不變狀態(tài)，如果樁基中的應(yīng)力波處在均勻傳播發(fā)展?fàn)顟B(tài)，表示樁基完整性較好。

2.2.2 檢測方法。超聲波檢測法依據(jù)安裝發(fā)射、接收換能器位置實施分評測法、扇形掃測及斜側(cè)法，從而加大檢測面積。對樁基檢測數(shù)據(jù)進行分析時，主要通過聲時平均值和2倍的標準差對樁基出現(xiàn)的缺陷情況展開合理的判斷。依據(jù)所接收的波幅平均值（）的1/2，判定樁基內(nèi)部是否出現(xiàn)缺陷。若樁基應(yīng)力波的波形或者峰值出現(xiàn)變化，表示橋梁樁基出現(xiàn)不同程度的缺陷。如果樁基的內(nèi)部存在缺陷，其缺陷部位應(yīng)波力也會發(fā)生相應(yīng)的改變，致使應(yīng)波力出現(xiàn)反射波或透射波等情況。無損檢測不會對樁基的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，尤其適用檢測橋梁樁基的完整性。

2.3 鉆芯檢測法

鉆芯檢測法是采用專業(yè)的鉆機、人造金剛石鉆頭，在結(jié)構(gòu)混凝上確定芯樣，用來檢測混凝土的強度及缺陷，該方法成為一種準確、直觀性強的無損檢測手段。鉆芯法用來檢測混凝土灌注樁、水泥樁的長度、材料強度及沉渣厚度等指標，判斷或鑒定樁端持力層巖土性質(zhì)。樁基一般使用單動雙管的鉆具，借助金剛石鉆頭鉆入混凝土內(nèi)，保證采取的芯樣的完整性和準確性。抽取相應(yīng)的芯樣后，由上至下依據(jù)相應(yīng)的順序放進芯樣箱內(nèi)，芯樣側(cè)面必須詳細記錄芯樣回次數(shù)、塊號等數(shù)據(jù)信息。觀察并記錄樁基的孔號、起止深度和總塊數(shù)，并拍攝合理的彩色照片，認真記錄芯樣的質(zhì)量并判斷是否發(fā)生異常的情況，選擇獨具代表性的芯樣實施抗壓試驗。鉆芯法是一種直接的檢測方法，成為檢測成樁質(zhì)量主要的手段之一。鉆芯法不會受到場地、條件等因素限制，尤其適合檢測大直徑樁。如果樁長過長，必須合理控制鉆芯孔垂直度，避免樁身發(fā)生嚴重的偏移。如果橋梁樁基本身發(fā)生偏斜的情況，鉆芯孔不能合理進入樁底。

3 橋梁樁基檢測過程中常見的問題及處理對策

我國橋梁樁基種類繁多，樁基作為橋梁建設(shè)的主要組成部分，受到地質(zhì)條件、施工空間等因素的影響，時常出現(xiàn)一系列不可預(yù)見的問題，工程師必須根據(jù)現(xiàn)場實際情況實施合理有效的處理措施。

3.1 樁基選用的檢測方式

樁基檢測選用的檢測方法不同，每種檢測技術(shù)因理論和技術(shù)方面存在不同程度的適應(yīng)和檢測范圍，如果樁基檢測的規(guī)模不斷擴大，容易出現(xiàn)錯誤判斷的狀況。必要狀況下，可以采用兩種或大于兩種的檢測方式進行驗證、補充，有效提高樁基檢測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。橋梁樁基進行檢測過程中，需要將多種因素綜合考慮其中，根據(jù)具體的地質(zhì)情況及樁型選擇恰當(dāng)?shù)臋z測方法，確保基樁工程的質(zhì)量。嵌巖樁、特長樁必須在檢測前設(shè)定合理的聲測管，采用超聲波透析法對其實施檢測，提高樁身的完整性和可靠性，以判斷工程的質(zhì)量和準

確度。

3.2 選擇的激振方式

低應(yīng)變檢測方式具有快捷簡單、準確性高的特點，但這種檢測方式存在不同程度的局限性。現(xiàn)階段，并不能對出現(xiàn)缺陷的部位實施準確定性、定量的分析，準確檢測長度受到樁基的剛度比、應(yīng)力波等因素的干擾，長徑比明顯大于相對應(yīng)的長樁基淺部位缺陷樁，不能對整個樁基實施完整性判斷。聲波透射法能檢測樁身混凝土的完整性，從而對嵌巖樁、長樁展開合理的檢測。鉆芯檢測技術(shù)具備直觀性較高、高效等優(yōu)點，用于準確檢測樁身混凝土自身的強度，也可以作為間接檢測樁基的方法。低應(yīng)變檢測可以針對各類樁型和檢測目的選用各類材質(zhì)和重型力棒并增加錘擊速度，提升錘擊的力度，對檢測長樁最佳的激振方式，在一定程度上提升檢測長度。

3.3 前期準備出現(xiàn)的問題

在現(xiàn)場對樁基實施檢測時，需要提前設(shè)定好合理的準備工作。低應(yīng)變檢測法明確設(shè)定樁頂至設(shè)計標高的水平，同時該檢測方式受到新鮮混凝土、樁頭位置、鋼筋長度、樁頭開裂等因素的影響，從而影響樁基檢測的效果。開始檢測之前，必須將激振點和傳感器測試點進行平整操作，盡量排除準確的干擾因素。聲波法檢測技術(shù)可以確保聲測管處于順直通暢的狀態(tài)，合理設(shè)置探頭可以保證其升降順暢。聲測管使用高強度、剛度的素材，實際安裝時，借助絲扣或套管展開焊接操作，確保整個工程的連接或焊接的質(zhì)量。安裝鋼筋籠時，必須采取恰當(dāng)?shù)拇胧┍Ｗo聲測管，確保檢測數(shù)據(jù)真實、準確。

3.4 分析并判斷樁基數(shù)據(jù)

橋梁樁基實施檢測之前，合理收集并了解所有樁基的參數(shù)，若現(xiàn)場檢測過程中發(fā)現(xiàn)缺陷問題，必須進行初步判定并落實各項重復(fù)性或加密性的工作，保證檢測操作原數(shù)據(jù)的正確性、可靠性。同時，必須綜合分析判定基礎(chǔ)資料。科學(xué)合理地開展對比驗證工作，整體分析并判定同一個工程橋梁樁基的相關(guān)資料，提升單樁檢測的準確性和精準度。

4 結(jié)語

總之，檢測橋梁樁基工作中，為保障樁基施工的質(zhì)量及其規(guī)范性，采用無損檢測技術(shù)檢測橋梁樁基情況，有效預(yù)防存在缺陷的樁基影響橋梁施工的效果，提升整個橋梁的質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）