浅析无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

莫志良

湖州建院岩土工程勘察设计有限公司

浅析无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

莫志良

湖州建院岩土工程勘察设计有限公司

本文对无损检测技术在桥梁桩基检测中的作用进行研究，希望可以促进无损检测技术在桥梁桩基检测中的发展。

桥梁桩基；无损检测；应用

前言

对于无损检测技术来讲，其主要就是在不对结构产生破坏的基础上，对建筑物直接实现测试或者在其内部钻取芯样进行检测，采用这种检测方式既能够对工程施工当中的质量检测适用，又能够对工程在竣工验收和建筑应用阶段质量进行检测。

1　无损检测技术的原理和优点

无损检测技术是指利用物理特性对结构物件进行检测，例如光学特性、力学特性等等，在无损检测的过程中会准确发现被测物件的缺陷以及缺陷存在的具体位置，达到对整个工程或物件质量进行检测的目的。利用无损检测技术对桥梁桩基进行检测不会对桩基的结构造成破坏；无损检测技术应用到的检测设备非常先进，可以对桥梁桩基进行更加全面的检测，并且检测时间比较短，不会对桥梁工程下一环节的施工产生影响；无损检测技术可以对桥梁桩基结构部件的内部进行检测，发现桥梁桩基的深度缺陷，例如桥梁装机的钢筋锈蚀、内部结构开裂都可以通过无损检测来发现具体的质量缺陷。

2　桥梁桩基的概述及常见病害

桥梁桩基是连接桥梁与承台的基础，通过桥梁桩基可以将桥梁上部结构的荷载有效的传递到地下较为坚硬的土壤和岩层中。桥梁桩基承担了较大的竖向荷载，同时也会承担桥梁的水平荷载，可以对软弱地基进行处理。桥梁桩基是对桥梁结构进行修改，以便对桥梁上部结构进行承载，桥梁桩基在桥梁工程中的应用非常广泛，并且桥梁桩基的加固效果也非常好。常见的桩基材料有混凝土灌注桩基、钢板桩基、PCC桩基等等，随着我国桥梁工程的发展，桥梁的跨度逐渐扩大，导致桥梁上部荷载越来越大，这就使桩基逐渐向着高强度的方向发展。

由于地质条件和施工技术的关系导致桥梁桩基存在几种常见缺陷，例如桩基桩径出现缩小的现象，因为桩基安装在含水较高的地层中，地质条件对桩基造成的危害比较大。桩基外部的混凝土层长期遇水会导致桩径缩小，另外由于水流的长期冲刷造成桩基外径的混凝土层不断变薄，导致桥梁桩基出现桩径缩小的现象。混凝土材质的桩基还会出现沉渣的问题，该问题主要是因为桥梁桩基在施工时，没有对桩基孔底进行彻底的清理，导致桩基强度不足。桩基在长期使用过程中，会出现中风化岩的现象，出现桩基沉渣缺陷。混凝土桩基还会出现离析问题，这主要是因为混凝土桩基在施工过程中，混凝土的搅拌不均匀，所以混凝土之间的固结程度受到影响，混凝土材料中出现骨料悬浮的现象，导致混凝土桩基最终出现形变现象。

3　无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

3.1高应变法

高应变法的检测原理主要是利用大小为单桩极限承载力1% 铸钢或者是重锤，在与桩基的顶部有10～20m 的高度处自由的下落，给桩基的顶部以竖向的冲击力，致使桩基与土体之产生一定大小的相对位移，桩基的侧向阻力与桩尖的土体的阻力得到相应的发挥，然后在用仪器桩基的顶部接收信号，根据接收的信号进行评判桩基的承载力是否符合桩基规范的要求。此外，还可以检测桩基是否完整。

3.2低应变法

低应变法检测的主要原理是在桩基的顶部得到一瞬间的击震力作用下时，在桩顶产生沿桩身向下的纵向振动的应力波，当应力波在向下传播途中，如果与变异波相遇到，则会阻抗应力波继续向下传播，且应力波会产生反射与透射现象，当反射波传输到桩基的顶部时被安装在桩基桩顶的传感器设备接收，这样就可以得到相应的动态波形，然后仪器对反射波进行采集记录，根据反射回来收集到的应力波的基本特性，就可以判断桩基的质量。

3.3声波无损检测技术

超声波法无损检测技术是基于物理基础的检测方法，属于弹性波测试中的一种。检测理论主要是根据声波在固体介质之间的弹性传播速度。利用超声波对桥梁桩基进行无损检测已经有了很长时间的历史，而声波透射法是在近几年才发展起来的无损检测技术，可以利用声波透射对桩基进行直接检测。利用声波透射法对桥梁桩基进行无损检测时，需要在桩基内部预埋检测管道，这样就可以利用检测仪器直接对桩基进行发声，声波穿透桩基并另一侧的接收装置接收，再利用仪器对接收到的声波信号进行判断。判断声波传播时间、传播幅值、传播频率等等，有效的判断出桩基内部是否存在缺陷以及完整程度等等。在对超声波的传播速度进行分析时，如果接收仪器得到的传播速度比超声波的临界声速要低，这也就表明了该桩基内存在质量缺陷，导致声波没有受到介质影响就传播出去。如果检测面的多个测点都产生了声速值比临界声速值低的情况，并且声速值低的离散型比较小，那可以直接判定为该桥梁桩基存在质量缺陷。在对桩基超声波波幅进行分析时，需要选取承载结构中经常受力的部位进行波幅分析，如果测量得出的波幅值低于标准临界值，那表明测量区域存在疑似质量缺陷问题。这就需要更换测量位置对受力部位进行多次测量，最终得出结果全部比临界波幅值低，则表明一定存在质量缺陷。两点间的声时深度曲线斜率也可以作为判断桩基是否存在缺陷的基础。

在利用无损检测技术对桥梁桩基进行检测的过程中，如果对桩基进行挖孔检测时，孔洞处理不恰当，将会导致桩基后期出现承载压力不均衡的现象，影响桩基承载质量。桩基孔洞底部的水分如果没有清理干净，将会导致桩基结构中的混凝土被稀释，影响了桩基承载力。在利用应变法对桩基进行检测时，要设计检测标高，并对桩基顶部进行充分的清理，避免桩基各项不利因素，影响到桩基质量检测结果的准确性。在检测过程中对与桩基相关的参数资料进行收集，以便质量检测结构判断的及时性，在发现桩基存在质量问题后，及时的提出处理方法对桩基存在的问题进行解决。

4　结束语

综上所述，利用无损检测技术对桥梁桩基进行检测可以及时发现桩基存在的质量缺陷，并提出有效的加固处理方法，使桥梁桩基的质量得到保证。无损检测技术也存在着优缺点，在桥梁桩基检测过程中，要根据检测现场的实际情况，选择适合该桥梁桩基的检测方法，使检测结果更加精确。

［1］谭敏，揭选红.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用思路研究［J］.科技资讯，2010（10）：92，94.

［2］王锐. 无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用［J］.山东交通科技，2014，02：82+85.