桥梁桩基检测技术应用与探讨

桥梁桩基检测技术应用与探讨

【摘要】桥梁工程是公路工程中重要的工程项目，而桩基又是桥梁的主要部分，它承受着由桥跨结构传给墩台的巨大荷载。其质量的好坏，直接影响桥梁使用的长久性和安全性。本文针对桥梁桩基检测技术应用进行简要论述。

【关键词】桥梁桩基;检测技术;应用

随着经济的快速增长，不论是高速公路、铁路还是省道，甚至县乡公路，都在如火如荼的建设中。桥梁工程是公路工程中重要的工程项目，而桩基又是桥梁的主要部分，它承受着由桥跨结构传给墩台的巨大荷载。其质量的好坏，直接影响桥梁使用的长久性和安全性。但是桩基工程除因受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性外，桩的施工还具有高度的隐蔽性，发现质量问题难，事故处理更难。因此，桩基检测工作是整个桩基工程中不可缺少的环节，只有提高桩基检测工作的质量和检测评定结果的可靠性，才能真正地确保桩基工程的质量与安全。本文就桩基的一些检测技术应用进行论述。

1.桩基分类与检测方法

桩基工程分类繁多。按承载力可分为摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩；按成桩分主要以灌注桩为主，灌注桩按成孔又分为冲孔、钻孔、挖孔等灌注桩。从检测技术上看，根据所测桩基桩周地质情况是挖孔还是钻孔，是主墩桩还是引桥桩对桩基检测方法的选择具有非常重要的作用。桩基检测从80年代末的只使用声波透射法抽检发展到目前的静载试验、高应变、低应变、声波透射法、钻孔取芯法等综合全面进行普检。

1.1静载试验法

桩基静载试验自平衡测试技术，是一种全新的桩基静载试验方法，该法是把一种特制的加载装置----荷载箱埋人桩内一定位置，将荷载箱的高压油管和位移杆引到地面，由高压油泵向荷载箱充油，荷载箱将力传到桩身，其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡----自平衡来维持加载。根据向下、向上的Q—S曲线可判断桩基承载力、桩基沉降、桩弹性压缩和岩土塑性变形等。

自平衡测桩法与传统测桩法相比具有2方面的优点：

1.1.1工期短

荷载箱埋置后待混凝土达到一定(70％左右)强度，且土体稳定(砂类土10d，粉体和粘性土15d)后即可测试，一般15d就足够了。对于嵌岩端承桩，可用提高混凝土强度等级或在混凝土中加早强剂的方法使测试时间提前，且可多根桩同时测试，测试时间大大缩短。

1.1.2费用低

试桩完全按工程桩制做，桩顶无需特殊处理，也不需露出地面，对于水下承台桩基、深基坑桩基，与其他试桩法相比，桩长减小很多，因而节省材料。也无需笨重的反力架和大量的“堆载”，加载只需几台高压油泵，占用场地极小，且不受场地条件的限制。测试时只要能保证在试桩周围10m内无较大震动，施工可照常进行，使试验费用大大降低。

该方法已经在全国多座大桥上应用，包括润扬长江大桥、杭州湾跨海大桥、苏通大桥等，最大加载吨位达12000t，最大桩径2．8m，最大桩长110m，解决了许多传统的静载试验方法无法解决的超大吨位及上山、水中、深基坑内等复杂场地条件下的试桩问题。

自平衡试桩法成功地在苏州苏申内港线特大桥主墩桩基单桩极限承载力的检测中实施，再次证明了此方法是一种技术先进、安全可靠、经济合理、快速有效、能确保质量的桩基检测方法。

1.2高应变动测法

高应变动力法测试技术于20世纪80年代随美国PDA公司引入我国，90年代初国内类似的仪器和计算软件也相继面世。它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波来确定承载力的。目前工程界应用最广泛的高应变动力试桩法是阻尼系数法(CASE法) 和曲线拟合法(CAP-WAP法)。高应变动力检测法确定单桩垂直极限承载力具有独特的优点，即无需静载试验中的锚桩或堆载物，时间短、费用低、效率高，并可以进行大吨位桩基检测等，已部分取代传统的静载荷试验，逐步成为桩基工程验收确定单桩承载力和桩身质量的一种重要手段。高应变动力试桩法不仅用于确定桩基的承载力，还可反映出桩身完整程度、桩土阻力分布等方面的信息。但由于其检测工作相对较麻烦，故较少采用。

1.3低应变动测法

低应变动测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号、频率信号，从而获得桩的完整性。该方法检测简便，且检测速度较快，但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。

在实测中，桩侧土阻力特别是动土阻力对应力波传播的影响非常大，表现为：①导致应力波迅速衰减，②影响缺陷反射波幅值，③产生土阻力波。因此，限制了可测桩的长度，根据实测经验，可测桩长限制在5--50m，桩基直径限制在1．8m 之内较合适。

1.4 声波透射法

声波透射法是最早采用的桩基完整性无损检测法，其方法是在灌注砼之前，在桩内预埋若干根声测管，作为超声脉冲发射与接收探头的通道，用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声参数，然后对这些测值采用各种特定的数值判据或形象判断，进行处理后，给出桩内砼缺陷类型、大小和位置，给出砼均匀性指标和强度等级。

声波透射法适用性较强，桩径在60cm以上，无上限，但只对已埋设声测管范围内砼进行完整性检测，声测管范围以外(包括持力层，扩孔部分等) 不在检测范围。

为加快检测速度，一般测量声时值及波幅值已足够。目前常用的缺陷判断方法有数值判据法及概率法。

1.5钻孔取芯法

该方法主要是采用钻孔机(一般带Φ10mm内径钻钻头)对桩基进行抽芯取样，根据取出芯样，可对桩基的长度、砼强度，局部缺陷情况，桩底沉渣厚度，持力层情况等作一清楚判断，但钻孔取芯有一孔之见的局限，只能对局部范围进行判断，故在桩基等级评定时，仍以无损检测为主。

2.各种方法的有效使用及检验

目前，桥梁桩基规定使用低应变动测法、声波透射法及钻孔取芯法进行普检，各种方法由于各自的理论假设及各种因素影响，均存在一定的局限性，故充分利用各种方法的优点，解决工程实际问题是很有必要的。在低应变动测法的适用范围内，尽量采用动测法进行检测，在动测法的适用范围外，地质条件复杂(如溶洞地区)，主墩桩或较重要部位的桩基，可采用声波透射法进行检测；根据动测结果发现桩基施工存在沉渣及持力层不符合要求时，可采用低应变动测法对声波透射法进行校核(取20％～50％)，在发现动测法受地质条件影响，桩底持力层、沉渣等较难判断时，可采用钻孔取芯法进行校核(取5％～10％，不少于2根)。在取芯发现个别桩基存在局部缺陷或持力层稍差而加固处理又难解决问题时，可采用高应变动测法进行承载力检验。当然，在每段高速公路或其它特大桥项目选个别有代表性的桩进行静载试验或高应变动测法承载力检测是有必要的，但这些规定尚待管理部门合理制订。■

【参考文献】

［１］罗骐先.桩基工程检测手册［M］.北京:人民交通出版社，2003．

［２］地矿部勘查技术.JGJ／13—95桩基低应变动力检测规程［Ｓ］.北京:中国建筑工业出版社.1995.

［３］DB32／T291—1999.桩承载力自平衡测试技术规程［S］.