公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測技術與方法研究

李青、馬風林

（寧夏錦隆工程試驗檢測有限公司，寧夏銀川 750001）

1 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測的意義

公路橋梁灌注樁是橋梁的主要承重構件之一，其質量和完整性對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非常必要。公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測是指通過對灌注樁的外觀、幾何形狀、內部結構等方面進行檢查和測試，以確定灌注樁是否存在缺陷或損傷。檢測方法包括超聲波檢測、X 射線檢測等，可以快速、準確地檢測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如圖1 所示。

圖1 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測

具體來看，公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測的意義主要體現在以下幾個方面。

1.1 保障橋梁的安全性

灌注樁是橋梁的主要承載構件之一，其質量和完整性直接關系橋梁的安全性。通過公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測，可以及時發現并處理灌注樁的缺陷和損傷，保障橋梁的安全性。

1.2 提高工程質量

灌注樁的缺陷和損傷會影響橋梁的結構穩定性和使用壽命。通過灌注樁完整性檢測，可以及時發現并處理灌注樁的缺陷和損傷，提高工程質量。

1.3 降低工程成本

灌注樁存在缺陷或損傷需要進行修復或更換，會增加工程成本。而及時通過公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測，可以及早發現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對保障橋梁的安全性、提高工程質量、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步驟

2.1 準備工作

第一，制訂檢測計劃，明確檢測范圍、檢測方法和檢測標準等；第二，確保檢測設備運行狀態良好，確保檢測人員的專業素質達標；第三，對檢測區域進行清理，確保檢測區域無障礙物和雜物。

2.2 選擇檢測設備

不同的檢測方法需要使用不同的檢測設備。例如，采用聲波透射法，需要使用超聲波檢測儀；采用低應變反射波法，需要使用低應變反射波檢測儀等。選擇檢測設備時，需要注意設備的準確度和穩定性，以確保檢測結果的準確性。

2.3 設置檢測參數

進行檢測前，需要設置檢測參數。例如，使用聲波透射法時，需要設置檢測頻率和幅度等參數。設置檢測參數時，需要根據檢測方法合理設置相關參數，并進行合理調整[3]。

2.4 執行檢測標準

在檢測時，需要按照檢測計劃和檢測標準實施。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，并記錄檢測結果。采用低應變反射波法時，需要對每個測點進行檢測，并記錄檢測結果。在檢測過程中，需要注意操作規范和安全事項，以確保檢測人員安全。

2.5 檢測結果分析

在完成檢測后，需要分析檢測結果。例如，采用聲波透射法或低應變反射波法時，需要分析每個測點的檢測結果，并根據分析結果判斷灌注樁的完整性等級。

2.6 編制檢測報告

將檢測結果進行整理，編制檢測報告，并提交相關部門進行審核和驗收。

3 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測技術

3.1 聲波透射法

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

圖2 聲波透射法布置圖

多孔結構混凝土一旦出現損壞，會形成波阻抗截面，超聲波在其中發生透射和反射，接收能量減少。混凝土中出現蜂窩、松散和孔洞問題時，則會發生波的散射和繞射。根據聲波的能量衰減和傳播時間可判斷混凝土的密實度。

聲波透射法常用于樁基檢測，具體包括單孔折射法和跨孔透射法等。聲波透射法的優點是檢測成本低、操作簡單、檢測速度快、適用性廣，適用于各種類型的灌注樁。但該方法的缺點是對混凝土的質量要求較高，如果混凝土質量較差，則檢測結果可能不準確。在實際檢測過程中需要按照相關流程和標準進行操作，具體包括以下幾個方面：

第一，在樁基中埋設聲波檢測管，其中容易出現雜物，使探頭難以達到樁底，夾在某個位置難以被拉回。因此應對檢測方法進行改進，如對聲測管進行后加蓋埋設，避免雜物掉入[5]。檢測前將蓋子去掉并注水，將測試繩放入管道底部，以保證管道暢通。

第二，將清水作為耦合劑，將泥水灌入現場，經過靜置后泥水顆粒物下沉，容易導致探頭無法深入管底，會阻礙超聲波傳輸。為避免此問題，應采用硬質PVC 管道，利用高壓水泵將泥水擠出，直至出現清水。

第三，進行檢測時，應對探頭進行同步提升。在實際操作中，利用水平同步法，對接收器和發射器進行同步升降操作。在檢測過程中，應該保證操作人員具備足夠豐富的經驗。

3.2 低應變反射波法

低應變反射波法是一種常用于橋梁灌注樁樁身完整性檢測的技術，根據樁身反射波的變化判斷樁身的完整性。該技術原理是在樁身表面施加一個低應變信號，通過傳感器接收反射波信號，并對信號進行分析和處理，從而判斷樁身是否存在缺陷[6]。低應變反射波法應用原理如圖3 所示。

首先，需要對檢測設備進行檢查和校準，確保設備正常運行和準確性。在樁身上安裝傳感器和反射波檢測器，以便準確接收反射波信號。進行檢測前，需要對傳感器進行校準，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低應變信號，以激發樁身內部的反射波。當低應變信號被激發時，樁身內部會產生反射波信號。傳感器接收到這些信號，并將其傳輸到反射波檢測器。

最后，反射波檢測器會對接收到的反射波信號進行分析和處理，以確定樁身是否存在缺陷。如果反射波信號的幅度或相位發生了變化，則說明樁身可能存在缺陷[7]。

3.3 X 射線檢測法

X 射線檢測法是一種常用的無損檢測技術，利用X 射線穿透力強、分辨率高等特點，對樁身進行非接觸式檢測，從而判斷樁身是否存在缺陷。在樁身表面放置X 射線發射器和接收器，然后通過發射X 射線并接收其反射信號，對樁身進行掃描和分析，從而判斷樁身是否存在缺陷。根據反射波信號的分析結果，可以確定樁身是否存在缺陷。如果存在缺陷，則需要進一步分析缺陷的位置、大小和性質，并采取相應的措施進行修復。

X 射線檢測法可以檢測出較小的缺陷或損傷，檢測結果較為準確，但設備成本較高，操作難度大，檢測結果受混凝土表面狀況和射線方向的影響較大。

3.4 磁粉檢測法

磁粉檢測法是一種利用磁粉對磁場的吸附特性檢測灌注樁內部缺陷或損傷的方法。磁粉檢測法的原理是在樁身表面放置磁粉，然后施加一個磁場，使磁粉在樁身表面移動，并通過觀察磁粉的移動路徑和分布情況，判斷樁身是否存在缺陷，如果存在缺陷則需要采取相應的措施進行修復。

3.5 鉆芯法

鉆芯法的原理是在樁身表面鉆取芯樣，然后對芯樣進行物理力學性質測試和化學成分分析。比對和分析芯樣的測試結果，可以判斷樁身是否存在缺陷。具體操作步驟如下：

第一，檢查和校準檢測設備，確保設備的正常運行和準確性。將鉆機和芯樣取出器放置在樁身表面，并對其進行定位和校準。

第二，使用鉆機在樁身表面鉆取芯樣。

第三，將芯樣送至試驗室，進行物理力學性質測試，包括抗壓強度、抗拉強度、彈性模量等參數的測試，以評估芯樣的強度和穩定性。

第四，對芯樣進行化學成分分析，包括碳、硅、錳、硫等元素的含量分析，評估芯樣的材料組成和質量。

總的來說，鉆芯法具有高精度、高可靠性等優點，可以有效檢測和評估樁身的完整性，對保證工程質量和安全有重要意義。該方法的缺點是操作難度大，檢測成本較高，不適用于大規模檢測工作。

4 公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測中的安全注意事項

公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測是一項高風險的工作，需要嚴格遵守安全操作規程，以確保檢測人員的人身安全和設備的完好性。在公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測中，需要關注以下安全注意事項。

4.1 檢測人員安全防護

檢測人員需要穿戴防護服、安全帽、防護鞋等個人防護裝備，以免在公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測中受到傷害。此外，檢測人員需要接受必要的安全培訓和演練，以提高安全意識和應對能力。

4.2 對設備進行安全保護

在公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測前，需要對設備進行檢查和測試，以確保設備的可靠性和安全性。

4.3 對檢測環境進行安全保護

對檢測環境進行安全評估和控制，以避免環境因素導致安全事故[8]。例如，采用聲波透射法檢測時，需要避免檢測區域內有大型機械設備或其他可能產生干擾的因素。

4.4 嚴格遵守操作規范

操作規范包括檢測設備的操作規程、檢測參數的設置、檢測環境的控制等方面。遵守操作規范可以減少操作風險，降低安全事故的發生率。

5 結語

綜上所述，公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測是一項非常重要的工作，可以保障工程的質量和安全。每種檢測方法都有其適用范圍和優缺點。因此，在公路橋梁灌注樁樁身完整性檢測中，需要根據具體情況選擇合適的檢測方法，并嚴格按照操作規程進行檢測，以確保檢測結果的準確性和可靠性。