公路橋梁工程中基樁檢測應用分析

蔡國水

摘 要：國家經濟的快速發展，相應促進了公路橋梁建設發展。在公路橋梁工程建設中，樁基礎屬于重要結構，樁身質量對公路橋梁工程質量的影響較大。所以，應當采用科學有效的基樁檢測方法控制樁身質量，以此保證工程建設質量。本文主要分析公路橋梁工程中基樁檢測應用，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：公路橋梁工程;基樁檢測;應用分析

在橋梁工程建設中，由于橋梁建設規模持續擴大，大中型橋梁工程數量持續增加，因樁基礎承載力較高，施工操作便利，因此在橋梁工程基礎結構中應用廣泛。樁基礎的質量直接關系到橋梁主體結構的安全。在工程設計環節，通過基樁檢測可為設計人員提供樁基礎的設計依據。在施工建設環節，基樁檢測是施工質量驗收的重要組成部分[1]。因此，基樁檢測工作在橋梁工程建設中基礎工程質量控制方面有著較高重要性。此次研究重點分析常見基樁檢測技術，具體如下：

1 公路橋梁基樁檢測及應用價值

在橋梁工程中，基樁屬于結構荷載承載與傳遞構件，對橋梁工程建設質量的影響非常大，尤其是樁基工程施工，屬于隱蔽性工程范疇。因此確?；鶚稒z測方法的合理性，選用正確的檢測方法對基樁質量進行檢測，是保證工程質量的重要手段。基樁檢測的常見方法包括聲波透射法、靜載荷試驗法、低應變反射波法、高應變動測法、鉆孔取芯法。

公路橋梁基樁多采用混凝土樁，按成孔工藝，可劃分為鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、沉管灌注樁等;按照不同直徑大小，可劃分為大直徑樁、中直徑樁、小直徑樁，公路橋梁基樁通常為大直徑樁;按照使用功能，可劃分為豎向抗壓樁、抗拔樁、水平受荷樁、復合受荷樁，其中豎向抗壓樁按荷載傳遞機理可分為摩擦樁、端承樁等[2]。

2 公路橋梁工程中基樁檢測應用

2.1 聲波透射法

聲波透射法基樁檢測技術的基礎理論是聲學理論，采用的是超聲波，頻率一般在20 kHz～200 kHz。該方法是在成樁過程中將兩根或兩根以上聲測管預埋至基樁內部，每兩根聲測管形成一個檢測剖面，在聲測管內注滿清水作為耦合介質，之后應用超聲脈沖發射、接收換能器放置兩根聲測管內，通過儀器發出電脈沖，利用發射探頭發射，保證電脈沖穿透混凝土，可以被接收探頭接收到，同時轉換為相應電信號。如果樁身存在離析、蜂窩、夾泥等缺陷時，超聲波信號會出現振幅減小、波速下降、波形畸變、接收信號主頻變化等異常反應[3]。

2.2 靜載試驗法

在橋梁樁基中，按樁受荷條件，通?；鶚鹅o荷載試驗包括單樁豎向抗壓、單樁豎向抗拔、單樁水平靜載試驗。在單樁豎向抗壓靜荷載試驗檢測時，檢測內容涉及到樁身軸力大小、豎向極限承載力、樁側摩阻力大小等。通常通過千斤頂、反力裝置，施加豎向荷載，同時借助壓力傳感器、位移傳感器及樁身測量元件（鋼筋計），測量荷載壓力、樁頂沉降量及樁身內力，通過計算得出檢測結果。其中，加載裝置多采用以下裝置：錨樁橫梁反力裝置、壓重平臺反力裝置、錨樁壓重聯合反力裝置、地錨反力裝置[4]。例如，壓重平臺反力裝置有矩形反力平臺、傘形反力平臺等形式。堆載材料可采用砂袋或混凝土塊，堆載重量不得小于預估最大試驗荷載的1.2倍。一般情況下，靜載荷測樁檢測技術現場試驗條件較復雜、涉及的試驗設備較多、設備安裝較復雜、花費時間和精力較多，因此該檢測技術方法效率與經濟性較低。然而靜荷載檢測技術是目前設計階段確定單樁極限承載力、施工完成后抽檢單樁極限承載力最直接、最可靠性的檢測方法。

2.3 鉆芯法

鉆芯法是檢測混凝土灌注樁成樁質量的一種有效手段，其實用性、直觀性較強，應用優勢較多，可以檢測基樁長度、樁體混凝土強度、樁底沉渣厚度、樁體完整性、樁底持力層巖土性狀及厚度，特別適用于大直徑混凝土灌注樁的成樁質量的檢測，但是對于長徑比較大的樁鉆芯孔的垂直度難以控制，鉆芯容易偏出樁身，所以一般要求樁徑不宜小于800 mm、長徑比不宜大于40。此種檢測技術的消耗成本較高、花費時間較多，在大型基建項目處理中，由于基樁數量較多，檢測效率較低下，無法應用到大量基樁檢測工作中。此外，應用鉆芯法檢測時，對查明大面積的缺陷比較有效，而對于局部缺陷及水平裂縫的判斷就不十分準確，且會損傷基樁結構的完整性，因此鉆芯法宜與其它檢測方法結合進行。

2.4 低應變反射波法

低應變反射波法是采用低能量的瞬態或穩態激振方式在樁頂激振，實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線，通過波動理論分析或頻域分析，對樁身完整性進行判定。目前普遍采用瞬態激振方式，在基樁頂部安裝加速度傳感器，用于接收基樁敲擊影響所傳遞的應力波信號，實測樁頂速度時域曲線，分析判斷樁身完整性為主。應用低應變反射法現場檢測時，需進行樁頭處理，對于混凝土灌注樁必須鑿去樁頂浮漿或松散、破損部分，露出堅硬混凝土;樁頂表面應平整干凈且無積水;應將敲擊點和響應測量傳感器安裝點部位磨平。低應變反射法，對于傳感器要求較高，既要具備較高靈敏度，還需要確保精確度、在選擇傳感器安裝位置時，應當保證位置準確性，使傳感器獲得高質量信號[5]。對于所采用的敲擊錘應根據基樁的參數選用不同材料及重量的錘敲擊基樁頂部。該方法前期準備工作簡單、所應用的儀器設備便于攜帶，現場測試快捷、廉價。所以，低應變反射波法可以應用到公路橋梁基樁檢測中，目前已成為應用最普通、最常用的一種方法。

2.5 高應變動測法

高應變動測法是用重錘給樁頂一豎向沖擊荷載，在樁兩側距樁頂一定距離對稱安裝力和加速度傳感器，采集樁頂加速度及應力隨時間變化的曲線，從而計算分析樁身完整性和單樁承載力，主要功能是為了對基樁豎向承載能力進行檢測，判斷其是否滿足設計要求。目前最常用的高應變檢測分析方法是CASE法和實測曲線擬合法。與低應變法檢測樁身完整性的快捷、廉價相比，高應變法檢測技術存在設備笨重、效率低下、價格高的缺點，但由于激振能量和檢測有效深度大的優點，通過高應變法檢測，當發現樁身缺陷時，可分析缺陷對基樁豎向承載力影響程度，合理推斷出缺陷嚴重程度。現階段，在工程建設中，通過高應變法檢測基樁承載力與完整性，已成為一種補充驗證手段。

3 結束語

綜上所述，在基礎性工程建設中，基樁的質量屬于重點檢測內容。現場檢測時必須根據設計要求及施工情況，選擇合適的檢測方法，規避不良因素影響，全面、細致、準確的檢測基樁各項性能與指標。以高實用性、高效性、高準確性的工作要求，深度挖掘基樁檢測方法的模式與途徑，對不同檢測方法進行完善，全面提高基樁檢測的質量，以此保障工程基樁檢測結果判定的可靠性，為工程建設提供質量保障。

參考文獻：

[1]卞德存，邵繼喜，張國強，等.單孔地震波法在既有橋梁基樁工作狀況評估中的應用研究[J].廣州建筑，2020，48（05）：8-13.

[2]唐秋惠，歐燕章，陳永茹，等.低應變法在基樁檢測中幾種典型缺陷樁的實例分析[J].工程地球物理學報，2019，16（04）：552-558.

[3]龍永高.超聲波檢測技術在某高速公路基樁檢測中的運用[J].公路交通科技（應用技術版），2020，16（03）：172-175.

[4]劉志強.聲波透射-鉆芯綜合檢測法在樁基檢測中的應用[J].科技創新與應用，2019，28（27）：175-177.

[5]徐亮，吉同元，秦網根，等.雙速度法在在役高樁碼頭基樁完整性檢測中的應用[J].中國水運（下半月），2019，19（09）：143-144+213.