無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用

肖日亮

摘要：無損檢測技術是基于不破壞建筑構件的狀態下，直接檢測建筑結構或者選擇芯樣展開試驗，判定建筑構件的質量、強度及其缺陷。該技術具有簡便、快速、無破壞的優點，促使其廣泛應用在橋梁建設中。文章以無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用展開研究，探討不同無損傷檢測方式的優點及方法，為從事相關工作的施工者提供重要參考。

關鍵詞：橋梁工程；樁基檢測；無損檢測技術；建筑構件；橋梁建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：U446 文章編號：1009-2374（2016）03-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.047

隨著我國交通建設事業的快速發展，近些年，我國修建了多個大型橋梁，多數橋梁的基礎工程均采用樁基礎。樁基礎屬于隱蔽工程，受到地質、施工工藝等因素的影響，保證每根樁基礎均達到設計要求，不會對工程留下安全隱患。文章從無損檢測技術的優點入手，介紹橋梁樁基檢測常用的幾種技術，并分析檢測常見的問題，提出合理的解決對策。

1 無損檢測技術的優點

與傳統橋梁樁基檢測技術比較，無損檢測技術具有以下優點：檢測橋梁樁基質量的過程中，無損檢測技術不破壞橋梁樁基結構的構件使用及受力能力；無損檢測設備比較先進，基于不破壞樁基結構的前提下，前面檢測橋梁建筑的質量及受力情況，該檢測方式具有方便、快捷等優點，不會阻礙下一個工序的正常工作；同時，混凝土內部結構也可采用無損檢測技術進行檢測，從而判斷混凝土內部是否出現開裂、鋼筋銹蝕等情況。無損檢測技術可以檢測橋梁其他方面，例如：橋梁設計規范不達標時，必須實施重新修改或展開重大修訂及補充操作；當橋梁必須承受超常的荷載時，必須對其實施檢測；當橋梁受到比較嚴重的自然災害（例如地震、洪水）或人為損傷時，必須合理檢測其結構狀況。

2 橋梁樁基檢測常用的技術

2.1 高、低應變檢測法

2.1.1 高應變檢測法。高應變檢測法就是采用動測法判定樁的極限承載力，并合理檢測樁基的完整性。高應變法檢測條件必須滿足樁底土產生的塑性變形要求，樁遭到錘擊后，作用于樁頂荷載克服土阻力產生的相應位移。高應變檢測法是采用重錘沖擊樁頂，其沖擊脈沖沿著樁身向下傳播，促使樁-土產生相對應的位移，從而判定樁基的承載力能否滿足實際工程要求。如果土強度遭到瞬間激發并檢測信號準確性，成為分析動力法檢測單樁承載力的重要條件。

2.1.2 低應變檢測法。基樁動測技術主要根據應力波理論實施監測，20世紀初期，荷蘭建筑材料所研制更加合理的基樁檢測系統，用于驗證樁基的結構是否處于完整狀態。我國在此基礎上引入國外大量的動檢測方法，依據我國不同區域使用樁基的類型，深入研究樁基的動測方法、所用儀器和檢測技術，促進我國低應變動力檢測技術的快速發展。低應變檢測法正常工作原理如下：樁基頂部獲得一定程度的擊震力作用，通過樁底向樁身的下部形成相應的應力波。如果反射波傳輸至樁基頂部，樁底頂部的傳感器順利接收信號，從而形成動態波形。依據反射回來所收集的應力波特性判定樁基質量。低應變檢測法主要包括水電效應法、反射波法、動力參數法、共振法等，低應變法的主要優點就是經濟性高、方便快捷等，可以在現場開展實時判斷。由于彈性波傳播特性與激發能量受到一定的制約，對長樁基（>50.0m）樁底判別存在一定的困難。

2.2 聲波無損檢測技術

2.2.1 聲波無損檢測技術的原理。聲波無損檢測技術是由傳統的聲學檢測技術發展而來的，用于檢測橋梁樁基是否發生缺陷。聲波無損檢測準確分析撞擊過程中的應力波，如果樁基應力波的波速、波峰值處在不變狀態，如果樁基中的應力波處在均勻傳播發展狀態，表示樁基完整性較好。

2.2.2 檢測方法。超聲波檢測法依據安裝發射、接收換能器位置實施分評測法、扇形掃測及斜側法，從而加大檢測面積。對樁基檢測數據進行分析時，主要通過聲時平均值和2倍的標準差對樁基出現的缺陷情況展開合理的判斷。依據所接收的波幅平均值（）的1/2，判定樁基內部是否出現缺陷。若樁基應力波的波形或者峰值出現變化，表示橋梁樁基出現不同程度的缺陷。如果樁基的內部存在缺陷，其缺陷部位應波力也會發生相應的改變，致使應波力出現反射波或透射波等情況。無損檢測不會對樁基的質量、結構產生破壞，尤其適用檢測橋梁樁基的完整性。

2.3 鉆芯檢測法

鉆芯檢測法是采用專業的鉆機、人造金剛石鉆頭，在結構混凝上確定芯樣，用來檢測混凝土的強度及缺陷，該方法成為一種準確、直觀性強的無損檢測手段。鉆芯法用來檢測混凝土灌注樁、水泥樁的長度、材料強度及沉渣厚度等指標，判斷或鑒定樁端持力層巖土性質。樁基一般使用單動雙管的鉆具，借助金剛石鉆頭鉆入混凝土內，保證采取的芯樣的完整性和準確性。抽取相應的芯樣后，由上至下依據相應的順序放進芯樣箱內，芯樣側面必須詳細記錄芯樣回次數、塊號等數據信息。觀察并記錄樁基的孔號、起止深度和總塊數，并拍攝合理的彩色照片，認真記錄芯樣的質量并判斷是否發生異常的情況，選擇獨具代表性的芯樣實施抗壓試驗。鉆芯法是一種直接的檢測方法，成為檢測成樁質量主要的手段之一。鉆芯法不會受到場地、條件等因素限制，尤其適合檢測大直徑樁。如果樁長過長，必須合理控制鉆芯孔垂直度，避免樁身發生嚴重的偏移。如果橋梁樁基本身發生偏斜的情況，鉆芯孔不能合理進入樁底。

3 橋梁樁基檢測過程中常見的問題及處理對策

我國橋梁樁基種類繁多，樁基作為橋梁建設的主要組成部分，受到地質條件、施工空間等因素的影響，時常出現一系列不可預見的問題，工程師必須根據現場實際情況實施合理有效的處理措施。

3.1 樁基選用的檢測方式

樁基檢測選用的檢測方法不同，每種檢測技術因理論和技術方面存在不同程度的適應和檢測范圍，如果樁基檢測的規模不斷擴大，容易出現錯誤判斷的狀況。必要狀況下，可以采用兩種或大于兩種的檢測方式進行驗證、補充，有效提高樁基檢測數據的準確性和可靠性。橋梁樁基進行檢測過程中，需要將多種因素綜合考慮其中，根據具體的地質情況及樁型選擇恰當的檢測方法，確保基樁工程的質量。嵌巖樁、特長樁必須在檢測前設定合理的聲測管，采用超聲波透析法對其實施檢測，提高樁身的完整性和可靠性，以判斷工程的質量和準

確度。

3.2 選擇的激振方式

低應變檢測方式具有快捷簡單、準確性高的特點，但這種檢測方式存在不同程度的局限性。現階段，并不能對出現缺陷的部位實施準確定性、定量的分析，準確檢測長度受到樁基的剛度比、應力波等因素的干擾，長徑比明顯大于相對應的長樁基淺部位缺陷樁，不能對整個樁基實施完整性判斷。聲波透射法能檢測樁身混凝土的完整性，從而對嵌巖樁、長樁展開合理的檢測。鉆芯檢測技術具備直觀性較高、高效等優點，用于準確檢測樁身混凝土自身的強度，也可以作為間接檢測樁基的方法。低應變檢測可以針對各類樁型和檢測目的選用各類材質和重型力棒并增加錘擊速度，提升錘擊的力度，對檢測長樁最佳的激振方式，在一定程度上提升檢測長度。

3.3 前期準備出現的問題

在現場對樁基實施檢測時，需要提前設定好合理的準備工作。低應變檢測法明確設定樁頂至設計標高的水平，同時該檢測方式受到新鮮混凝土、樁頭位置、鋼筋長度、樁頭開裂等因素的影響，從而影響樁基檢測的效果。開始檢測之前，必須將激振點和傳感器測試點進行平整操作，盡量排除準確的干擾因素。聲波法檢測技術可以確保聲測管處于順直通暢的狀態，合理設置探頭可以保證其升降順暢。聲測管使用高強度、剛度的素材，實際安裝時，借助絲扣或套管展開焊接操作，確保整個工程的連接或焊接的質量。安裝鋼筋籠時，必須采取恰當的措施保護聲測管，確保檢測數據真實、準確。

3.4 分析并判斷樁基數據

橋梁樁基實施檢測之前，合理收集并了解所有樁基的參數，若現場檢測過程中發現缺陷問題，必須進行初步判定并落實各項重復性或加密性的工作，保證檢測操作原數據的正確性、可靠性。同時，必須綜合分析判定基礎資料。科學合理地開展對比驗證工作，整體分析并判定同一個工程橋梁樁基的相關資料，提升單樁檢測的準確性和精準度。

4 結語

總之，檢測橋梁樁基工作中，為保障樁基施工的質量及其規范性，采用無損檢測技術檢測橋梁樁基情況，有效預防存在缺陷的樁基影響橋梁施工的效果，提升整個橋梁的質量。

參考文獻

[1] 王銳.無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用[J].山東交通科技，2014，9（2）.

[2] 王濤.既有橋梁樁基無損檢測技術探討[J].建筑工程技術與設計，2015，15（8）.

[3] 陳偉.橋梁樁基超聲波檢測探討[J].城市建設理論研究（電子版），2015，11（6）.

[4] 翁遠鵬，王永志.橋梁樁基檢測中的超聲波法探析[J].中國科技博覽，2012，35（24）.

[5] 章勇，張大偉.無損檢測技術在道路橋梁中的應用分析[J].城市建設理論研究（電子版），2012，33（25）.

[6] 彭振旿.無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2014，41（33）.

（責任編輯：秦遜玉）