無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用研究

何 敏

(杭州市地鐵集團有限責任公司，浙江 杭州 310000)

隨著我國道路交通事業的快速發展，推動了國內道路橋梁工程建設的不斷發展與道路橋梁工程質量的不斷提升。其中，工程檢測是進行工程質量控制的有效手段，受道路橋梁工程建設發展及其工程技術水平不斷提升的影響，進行道路橋梁檢測應用的技術手段也越來越多樣化，其檢測應用的效果也越來越顯著。

1 橋梁樁基檢測的主要病害問題分析

現階段，我國的道路橋梁施工中，根據其受力作用不同進行劃分，主要包含摩擦樁和端承樁等不同的樁基類型，并且隨著我國道路橋梁工程規模的不斷擴大以及樁基深度不斷增加，導致樁基施工中所應用的技術水平及其樁基承載力也明顯提升，對橋梁結構安全及其工程質量的影響日益突出。

橋梁樁基檢測中，所存在的主要病害問題包括橋梁樁基縮徑以及離析、沉渣、接樁、夾層斷樁等。其中，橋梁樁基的縮徑問題主要表現為：橋梁樁基施工中，因機械設備以及施工人員、工程地層特性等原因影響，導致樁基成孔后進行灌注的混凝土前樁的直徑，與原有的設計樁徑相比出現縮小變化，使其單樁截面積不符合橋梁樁基施工的具體要求，從而表現出樁基承載力不足等問題，嚴重影響了橋梁樁基的結構安全和質量。而橋梁樁基的離析問題則是指混凝土灌注施工期間，由于混凝土攪拌不夠均勻，導致混凝土凝固后的強度不足，因此，對橋梁樁基的結構強度產生影響，使其不符合有關技術要求和質量標準。橋梁樁基檢測中存在的接樁問題主要是指進行預制樁的接樁處理中，未能將其接頭位置進行清理干凈、并確保焊接的質量和效果，或者是未嚴格按照有關要求進行冷卻處理等，都會導致接樁部位出現開裂或脫開等，對橋梁樁基質量產生影響。此外，橋梁樁基的檢測中，還存在有樁基夾層以及斷樁、沉渣等問題，比如，在樁基施工期間，由于其泥漿比重較大或者是出現塌孔后清孔不徹底等，都會造成橋梁樁基的沉渣過厚等問題，對其樁基質量產生不利影響；而橋梁樁基的夾層與斷樁等問題，則主要表現為樁基施工中由于施工人員的技術和經驗不足，導致對混凝土的施工和應用不合理，引起混凝土灌注樁的連續性無法保證，從而發生斷樁或夾層等情況，危害橋梁樁基的質量和結構安全。

2 無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用

結合上述對無損檢測技術應用的重要性以及橋梁樁基檢測中存在的病害問題分析，對無損檢測技術在橋梁樁基檢測中應用，則可以從低應變檢測技術與高應變檢測技術、聲波透射檢測技術、靜荷載試驗方法等無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的具體應用，展開相應的分析和論述。

首先，低應變檢測技術作為一種無損檢測技術，在橋梁樁基檢測中應用，是通過在樁頂進行低能量的振動荷載施加，并對樁頂振動的速度進行測量，然后再時域分析、頻域分析等分析開展下，對橋梁樁身的完整性進行判斷。值得注意的是，橋梁樁基檢測中應用的低應變檢測方法主要包含彈性波反射以及機械阻抗等不同方法，并且這兩種方法在橋梁樁基檢測中的應用效果均比較好。值得注意的是，上述兩種低應變檢測方法中，彈性波反射檢測的應用較為簡便且有效，能夠在短時間內完成對數據的分析，而機械阻抗法檢測中對機械設備以及分析方法的應用較多，其檢測成本較高，容易受到樁基邊界以及初始條件等因素影響，其檢測結果的誤差存在可能性較大，應引起重視。此外，采用低應變檢測方法進行橋梁樁基檢測中，還需要根據橋梁樁基的樁型與檢測分析對象，對其激振方式進行合理選擇和應用，以確保檢測分析結果的準確性。比如，在進行某鉆孔灌注樁橋梁的基礎檢測中，其中，該橋梁樁基的直徑為1.5m、樁長為60m，在應用低應變檢測法進行橋梁樁基檢測中，通過對其激振方法的合理分析和選擇應用，就可以不經濾波處理獲取較為清晰的樁底檢測反射結果，并且對該結果的指數即使很小，也能夠通過放大后清晰呈現；但是，在進行上述橋梁樁基結構的樁身淺部缺陷檢測中，就需要選擇一些硬質材料且重量較強的激振方式進行檢測應用，從而在檢測分析中獲取高頻脈沖波，使樁基淺部缺陷檢測結果的辨識度增加，為橋梁樁基質量評價及控制提供可靠的支持。如圖1所示，為低應變檢測系統在橋梁樁基檢測中的流程示意圖。

圖1 橋梁樁基的低應變檢測流程示意圖

其次，高應變檢測在橋梁樁基檢測中應用，能夠通過重錘對樁頂的沖擊作用，在樁基四周的土塑性變形影響下，對其樁頂力以及速度等進行檢測，從而實現橋梁樁基的單樁縱向承載力以及樁身結構完整性等判斷。當前，我國的橋梁樁基檢測中，對高應變檢測技術的應用，主要表現為凱斯技術CASE以及實測曲線擬合技術等多種不同技術方法的應用上，其中，凱斯技術CASE檢測樁基，雖然計算分析比較簡單，但容易產生物產問題，并且其參數選用上對經驗要求比較高，具有一定的動靜對比試驗處理局限性，需要通過對該技術基礎上的樁模型與土模型完善，采用實測曲線擬合技術進行檢測分析。

此外，聲波透射檢測技術在橋梁樁基檢測中應用，能夠利用超聲波在混凝土中的穿透檢測，以根據聲時、波幅、波形等參數變化，進行樁基混凝土質量分析和判斷。采用超聲波透射檢測技術進行橋梁樁基檢測中，還能夠根據超聲波在混凝土中的透射聲速變化，對其離散情況進行統計，以分析混凝土的均勻性等級等。需要注意的是，進行橋梁樁基的實際檢測與分析中，需要將換能器放置在聲測管中并保持一定的距離，然后進行同步的上升/下降處理，以根據栓徐進行不同測點的聲時、波幅等參數測定；對平行檢測過程中數據不正常的情況，需要通過減小間距或者是通過斜測等方式進行檢測處理，以確保其檢測質量和效果。比如，采用聲波透射法進行橋梁樁基檢測應用中，對聲測管的安裝，根據其材質剛度與強度均比較高的實際情況，就需要在具體安裝中采用絲扣連接，或者使采用套管進行焊接，以對檢測分析結果的準確性進行保障。

最后，靜荷載試驗方法在橋梁樁基檢測中應用，能夠對單樁承載力進行明確，其中，現階段對橋梁樁基的新型承載力檢測試驗，就可以在靜荷載試驗分析基礎上進行，并且在實現試驗分析結果保障上，具有較好的作用和效果。此外，橋梁樁基檢測中應用的靜荷載試驗方法主要包含單樁縱向抗壓以及荷載試驗、抗撥等，在具體試驗分析中，則可以通過貫入速率或者是循環卸載、終極荷載維持等方法開展試驗和分析，其中，以終極荷載維持在各種方法中的應用最多。

3 結 語

總之，對無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用進行研究，有利于促進橋梁樁基中存在的病害問題被及時發現和解決，從而對橋梁樁基的結構質量和安全進行保障，促進我國道路橋梁工程的整體質量提升，具有十分積極的作用和意義。