无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用 李维峰

无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用李维峰

发表时间：2019-06-10T15:57:53.093Z 来源：《科技研究》2019年3期作者：李维峰

[导读] 本文就无损检测技术，介绍了其优势，分析了常见的桥梁桩基缺陷及其原因，并探讨了在检测桥梁桩基中这种技术的应用，仅供参考。

摘要：从一定意义上，检测桥梁的技术，尤其是现代无损检测技术，既代表了最新的桥梁检测技术发展方向，又是设计决策桥梁健康大型综合智能监测系统的关键所在。基于此，本文就无损检测技术，介绍了其优势，分析了常见的桥梁桩基缺陷及其原因，并探讨了在检测桥梁桩基中这种技术的应用，仅供参考。

关键词：桥梁；桩基检测；无损检测技术；应用

随着中国经济的快速发展，推动了桥梁检测技术的不断发展，以前的检测方法现已无法准确检测并判断公路桥梁情况，在这种背景下，无损检测技术应运而生。先进计算机技术以其进步改善了传统检测桥梁桩基的现状，提高了检测桥梁桩基的准确性和安全性，促使检测技术从有损检测转变至无损检测，从而促进了桥梁建设的进一步发展。

一、介绍无损检测技术优势

与传统检测桥梁桩基的技术相比，无损检测技术具有以下优点：利用无损检测技术检测桥梁桩基时，不会破坏桥梁桩基的基本结构；无损设备一般相对先进，在不破坏桩基结构的前提下，无损检测技术能用于检测建筑质量及其受力情况，该检测方式便捷等，且不会影响下一道工序；无损检测技术还可以用于检测混凝土内部结构，并以此来准确判断建筑混凝土中的开裂和钢筋锈蚀等方面的问题。通过无损检测技术能准确检测桥梁桩基等方面，比如，当桥梁桩基设计不达标时，必须采取重新修改或重大补充修订操作时；当桥梁要承受超强荷载时，有必要检测时；当桥梁遭受严重人为损伤或自然灾害(如洪水、地震)时，必须检测其内部结构情况。

二、分析常见的桥梁桩基缺陷及其原因

1、缩径

桥梁抗弯能力与竖向承载力直接联系着桥梁桩基桩径。在建造桥梁工程时，桥梁缩小桩径的现象时有出现，而导致质量缺陷隐患预留。导致这种问题出现的原因主要包括以下几个方面：第一，地基的地质条件不良，又或地质含水过高，导致在水的长期影响下，桥梁桩基四周的土层逐渐靠拢桩孔中心突起，最后致使桩径缩小；第二，桩基位置地层含有承压水，在地下水的长期冲刷作用下，不断流失混凝土桩基砂浆，导致桩径日益缩小。当对缩小桩径这种桩基质量缺陷进行检测时，波形图一般会在这种缺陷顶界面处，形成同样的反射波，并在底界面上往往会出现相反的反射波。倘若桩基缩小桩径程度越来越大，随之反射波振幅也会越来越大。

2、沉渣

一般在桥梁桩基进行施工中，混凝土桩基中的沉渣问题十分常见。导致这种问题的根本原因所在是：在对钻孔灌注桩，灌注混凝土以前，尚未将孔底彻底清理干净，又或在完成清理以后，尚未及时进行混凝土的灌注，一致降低桩基强度。在检测有这种质量隐患存在的桥梁桩基时，倘若桩基底部属于中风化岩，则通过无损检测技术进行检测，便会有同向的较弱反射波出现；倘若桩基底部属于弱风化围岩，则通过无损检测技术进行检测，也会有同向的较弱反射波出现，且会急速降低波速及其频率，随之延长波的周期变；倘若桩基自身不长，但混凝土却具有较高的强度，则检测往往会有同向反射波多次出现。

3、离析

混凝土桩基离析在桥梁桩基中的施工，也是导致桩基质量出现缺陷的关键因素。导致该问题出现的原因所在是：尚未均匀搅拌混凝土；未理想胶结混凝土；在混灌注凝土桩基时，未清除干净桩孔内积水，而致使骨料沉积在桩底、骨料上浮出砂浆，而导致混凝土出现离析问题。通过无损检测技术来对这种桥梁桩基进行检测时，主要由离析混凝土桩基程度与深度来直接决定波形反射波检测振幅。倘若波形在小范围出现畸变，则表示混凝土桩基较轻离析；倘若严重降低波峰以致消失，最后低频合成波形成，则表示混凝土桩基出现了非常严重的离析。

4、断桩

断桩属于桥梁桩基主要的病害表现形式，造成断桩原因较多，但大致可以将其归纳为以下四个方面：第一，尚未合理设计混凝土配合比；第二，尚未及时运输混凝土，致使灌注后的混凝土发生初凝，导致无法拔出导管，而使正常灌注混凝土受到影响，而导致断桩出现；第三，首批使用灌注混凝土的量不够，又或导管未足够埋深，均可能会导致断桩出现；第四，在灌注桩基时，漏水、坍塌孔壁现象出现在护筒底，而导致静水压力改变，并致使断桩出现。

三、在检测桥梁桩基中有效应用无损检测技术

1、静载试验法

静载试验方法一般用于检测竖向桥梁桩基承载能力，做法如下：沿桩基顶逐渐施加荷载，基于竖向荷载的影响，桩基会和四周土体相互作用，随着时间的推移，在桩身上预先标记好的检测点，便会出现沉降或位移，然后根据荷载位移关系，将相关曲线绘制出来，由此便能确定竖向桩基的承载能力。利用这种静载试验法，可以准确模拟基础和地基具体的工作状况，其非常接近于桩基实际受力条件。总体上，该方法操作简便、省力省时、试验可靠安全。但值得注意的是，有关操作人员在进行荷载施加时，必须控制好荷载，切不可过大施加，以防影响检测结果最终的准确性。

2、超声无损检测法

超声无损检测法是指根据声速值与混凝土桩基强度二者之间的相关性，利用声速表现出的材料密实度，结合其和材料强度二者之间的关系来判断出材料强度。与此同时，可以利用声速来表现出材料中结构的连续性与均匀性等性能指标。通过该方法来检测桥梁桩基时，检测人员首先应拥有一定的经验，以便可以准确无误地处理和统计计算各种数据等，由此才能帮助检测结果准确无误。

3、低应变法

在应用低应变法进行检测时，基本原理如下：在瞬间击震桩基顶部时，在桩顶沿桩身向下形成振动纵向应力波，在该应力波传向下

时，倘若遇到变异波，便会对应力波产生阻抗，使其无法继续向下传播，而且应力波会出现反透射。如果反射波被传输至桩基顶，被在桩基顶安装的传感器所接收到，便能够形成对应的动态变化的波形，再由仪器采集记录这些反射波，结合收集到的反射回来的应力波的特性现象，便可以将桩基的质量判断出来。

4、高应变法

在应用高应变法进行检测时，基本原理如下：在距离桩基顶部上部10 ～ 20m 的地方，自由下落重量是1%极限单桩承载力的重锤或铸钢，从竖向施以桩基顶部一定的冲击力，让桩基和土体二者之间出现一定的位移，并充分发挥桩尖土体阻力以及桩基侧向阻力的作用，再利用桩基顶部的仪器接收信号，再结合接收的信号，来评判桩基的实际承载力与桩基规范要求是否相符。另外，高应变法还可以用于检测桩基的完整性。

四、结语

综上所述，随着我国桥梁质量要求的日益提升，监测桥梁的工作便显得愈发重要。在桥梁检测之中，检测桥梁桩基的完整性与稳定性环节相对重要。在检测桥梁桩基时，针对无损检测技术，应结合各种方法的特征，从桩基实际情况出发，来合理选择检测方法，如果有必要，还可以选择两种又或综合多种方法，这样既能获得理想的检测效果，又能节约施工成本。另外，在检验桥梁桩基的工作中，根据出现问题来改进和完善无损检测方法，也能为中国检测桥梁的工作贡献一份力量。

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