桥梁钻孔灌注桩基础桩身完整性检测方法分析

桥梁钻孔灌注桩基础桩身完整性检测方法分析摘要：在桥梁施工的过程中，加强桩身完整性检测的主要意义是保证桥梁桩身的完整性，找出存在的缺陷和具体的存在位置，以实现桥梁施工质量的合格。本文在分析灌注桩常见质量问题的基础上，从其高应变、低应变等动力测试方法的角度，就桥梁钻孔灌注桩基础桩身完整性检测方法进行了研究，旨在为提升桥梁施工的质量，提供理论层面的参考。

关键词：桥梁；灌注桩；基础桩身；完整性；检测方法

1 对桥梁施工存在问题的分析

1.1 桥梁钻孔灌注桩施工存在的问题

在施工的过程中因为停电或者相关的原因，导致灌注混凝土不能够连续的完成，在灌注间断一段时间之后，混凝土的隔水层发生凝固现象，产生了硬壳，再进行混凝土灌注的时候不能够很好的下灌，只能够通过将导管拔出，当泥浆进入管内后肯定会出现断桩。如果通过将管内混凝土的压力增大来讲隔水层冲破，那么桩身里面必定会残留破碎的老隔水层混凝土，导致灌注桩身局部混凝土不合格。使用泥浆护壁成孔，但是针对存在差异的土层，要通过配置密度不一样的泥浆来施工，否则的话可能会导致孔壁发生坍塌。在使用循环法进行清孔的过程中，要按照孔的深度大小，做好洗孔时间的控制，如果洗孔的时间太短，容易导致孔底积累大量的沉渣，造成桩端承载力不能很好的发挥。当混凝土不具备良好的和易性时，会很容易造成离析问题。

1.2 人工挖孔灌注桩

如果土层所处的位置地下水渗流特别的严重，那么很容易造成土壁发生崩塌，土体失去稳定的支撑而产生塌方。当土层存在动水压力，或者产生流砂问题的时候，护壁下面的土层会由于没有强度的支持而产生井涌，导致土体层与护壁层的脱空，随之也会导致孔形不规则问题产生。在挖孔的过程中，如果边进行挖孔边抽水，会由于地下水位的下降，使得护壁受到下沉土层产生一定的负摩擦力，导致环向裂缝的出现；当护壁受到的周围土的压力不平均的条件下，又会受到弯矩、剪力的作用，导致垂直裂缝的产生；在灌注桩完成之后，护壁与灌注桩的桩身结合成一部分，护壁作为灌注桩身的构成部分，当护壁裂缝产生破损或者错位的问题时，会对灌注桩身的质量、侧阻力的发挥产生一定的影响。当钻孔深度较大的时候，如果不能够使用导管进行混凝土的灌注，当混凝土从高度较高的位置下落时，容易产生混凝土离析问题。

2 桥梁钻孔灌灌注桩的低应变特性

2.1 信号高频振荡

在进行灌注桩低应变测试的时候，不管使用速度计还是加速度计，都不可能避免振荡现象的产生，经常会产生一种与测量系统频率特性没有关系的高频干扰。当桩径大但是脉冲窄的时候显得特别的严重，并且脉冲的幅度值会随着时间的衰减而速度变慢。这个对桩底反射会产生一定程度的掩盖。

加速振荡的消除方法主要可以从下面两种来进行：首先可以借

助于振源频宽来解决；其次要对传感器安装位置是不是科学合理、是否具备了合适的耦合剂等进行认真的观察。通过对上面几点的改进，加速度计积分成速度的信号应当无振荡出现。如果这一问题仍然没有解决，应该是由于桩身自身的缺陷造成的，通过改变测试地点与安装地点，并通过频谱分析能够做出更为准确的判断。

2.2 信号采集

当灌注桩的桩径增加的时候，灌注桩截面不同位置的运动不平均性会相应的增加，灌注桩桩身浅部的阻抗变化会产生显著的方向性。所以要增加检测点的数目，以使检测的结果能够系统的反应出灌注桩桩身结构完整性的状况。每个检测点的有效信号要大于三个。当位置不同的检测点、多次实际测量时域信号的一致性较差的时候，要对其成因进行系统的分析，并通过增加检测点的数量来提升检测的准确性。

2.4 灌注桩桩身存在的缺陷

常见的桩身的缺陷表现在低应变测试信号系统中有下面这些特性：夹层多次产生同向反射，间隔的时间一致；第一反射产生出来的脉冲幅值较大，前沿表现的较为陡峭；但是很难出现以下部位的缺陷和桩底的信号；

对于混凝土离析现象，呈现以下规律：同相反射波形出现一定程度的不规则排列，后续信号相对比较杂乱，波速较小，一般可以看到桩底信号。对于缩颈现象，规律如下：同相反射波的排列具有一定的规则性，通常存在着多次同相反射，一般可见桩底信号。在

实际操作过程中，针对低应变测试信号，反射波可能与入射波同相，也可能反相，这两种情况出现与否，除了与桩身缺陷有较大的关系，此外，与桩周土的好坏也有相应的联系。一般而言，如果土层较好，低应变信号呈现扩颈现象，相反，如果土层较差，比如，在淤泥这种土质中，低应变信号呈现缩颈现象。为了准确的判断桩身的质量，应该将地质报告与施工情况进行较好的结合，此外，需要注意，对于设计施工条件较好的灌注桩，应该将其定性为合格的桩身。

3 大直径灌注桩的超声波特性

预埋管超声波检测方案具有以下优点：检测仪器比较轻便，具有较强的抗干扰性能，准确率高，检测结果可靠并且相对比较直观；此外，这种检测仪器能够在桩身的各个部位进行移动，同时没有桩长方面的限制与约束；没其他检测手段不同，它没有盲区，不管声测管在桩身的哪个部位，都可以准确的进行检测；可以详细的分析缺陷的位置、行为以及严重性，并能准确的估计出混凝土的强度。所以，对于大直径深长灌注桩，我们通过采用超声波进行检测。

3.2 桩身完整性检测

采用超声波进行检测，步骤如下：首先，将发射超声波与接收超声波的换能器放在正确的测点位置，一般情况下，测点之间的距离根据混凝土的净距离来确定，在这步操作中，两个测点之间的位置应保持一定的高度差，一般应小于25cm；其次，依次测量各点的振幅、频率，以及波形的检测形状，根据波形检测情况，检测桩身的完整性；最后，在桩身质量容易出现问题的特殊位置，通过采用

斜侧或扇形检测等方案，确定缺陷的准确位置。

常见的几种缺陷以及超声波检测情况分为以下几种情况：

（1）沉渣，作为比较松散的一种介质，它的声速相对较低，一般低于2000m/s，并且声波在其中的衰减比较剧烈，因此，对于这种缺陷，超声波的振幅呈现剧烈下降的结果。

（2）泥沙、水泥浆两者的混合物，这种缺陷主要是由于在浇筑导管的过程中提升不当而引起的，如果位于桩身则是断桩；如果位于桩顶则标高不够。对于这种缺陷，超声波的声速以及振幅都出现明显的下降，表现形式分为两种，对于桩身表现为突变，对于桩顶表现为缓变。

（3）混凝土的离析问题，对于这种缺陷，桩身的某个位置可能存在着超标的大量粗集料，但是周围粗集料缺少，也就是说，粗集料的分布出现不均现象。在超声波的检测结果中，对于粗集料多的位置，声速增加，振幅有所下降，对于粗集料少的位置，出现相反的观测结果。

结语

综上所述，由于桥梁钻孔灌注桩基础桩身的完整性会对承载力产生直接的影响，所以在进行桩身完整性的测试显得特别的重要。在桥梁钻孔灌注桩基础桩身完整性测试的过程中，各种方法既有优点也有缺点，单单通过一种检测方法进行检测室不完备的。因此，在条件允许的情况下，可以提通过多种方法来对基础桩身的完整性作出全面的测试，以更好的对桥梁钻孔灌注桩基础桩身的完整性进