淺析無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用

莫志良

湖州建院巖土工程勘察設(shè)計有限公司

淺析無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用

莫志良

湖州建院巖土工程勘察設(shè)計有限公司

本文對無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的作用進行研究，希望可以促進無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的發(fā)展。

橋梁樁基；無損檢測；應(yīng)用

前言

對于無損檢測技術(shù)來講，其主要就是在不對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞的基礎(chǔ)上，對建筑物直接實現(xiàn)測試或者在其內(nèi)部鉆取芯樣進行檢測，采用這種檢測方式既能夠?qū)こ淌┕ぎ?dāng)中的質(zhì)量檢測適用，又能夠?qū)こ淘诳⒐を炇蘸徒ㄖ?yīng)用階段質(zhì)量進行檢測。

1　無損檢測技術(shù)的原理和優(yōu)點

無損檢測技術(shù)是指利用物理特性對結(jié)構(gòu)物件進行檢測，例如光學(xué)特性、力學(xué)特性等等，在無損檢測的過程中會準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)被測物件的缺陷以及缺陷存在的具體位置，達到對整個工程或物件質(zhì)量進行檢測的目的。利用無損檢測技術(shù)對橋梁樁基進行檢測不會對樁基的結(jié)構(gòu)造成破壞；無損檢測技術(shù)應(yīng)用到的檢測設(shè)備非常先進，可以對橋梁樁基進行更加全面的檢測，并且檢測時間比較短，不會對橋梁工程下一環(huán)節(jié)的施工產(chǎn)生影響；無損檢測技術(shù)可以對橋梁樁基結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)部進行檢測，發(fā)現(xiàn)橋梁樁基的深度缺陷，例如橋梁裝機的鋼筋銹蝕、內(nèi)部結(jié)構(gòu)開裂都可以通過無損檢測來發(fā)現(xiàn)具體的質(zhì)量缺陷。

2　橋梁樁基的概述及常見病害

橋梁樁基是連接橋梁與承臺的基礎(chǔ)，通過橋梁樁基可以將橋梁上部結(jié)構(gòu)的荷載有效的傳遞到地下較為堅硬的土壤和巖層中。橋梁樁基承擔(dān)了較大的豎向荷載，同時也會承擔(dān)橋梁的水平荷載，可以對軟弱地基進行處理。橋梁樁基是對橋梁結(jié)構(gòu)進行修改，以便對橋梁上部結(jié)構(gòu)進行承載，橋梁樁基在橋梁工程中的應(yīng)用非常廣泛，并且橋梁樁基的加固效果也非常好。常見的樁基材料有混凝土灌注樁基、鋼板樁基、PCC樁基等等，隨著我國橋梁工程的發(fā)展，橋梁的跨度逐漸擴大，導(dǎo)致橋梁上部荷載越來越大，這就使樁基逐漸向著高強度的方向發(fā)展。

由于地質(zhì)條件和施工技術(shù)的關(guān)系導(dǎo)致橋梁樁基存在幾種常見缺陷，例如樁基樁徑出現(xiàn)縮小的現(xiàn)象，因為樁基安裝在含水較高的地層中，地質(zhì)條件對樁基造成的危害比較大。樁基外部的混凝土層長期遇水會導(dǎo)致樁徑縮小，另外由于水流的長期沖刷造成樁基外徑的混凝土層不斷變薄，導(dǎo)致橋梁樁基出現(xiàn)樁徑縮小的現(xiàn)象。混凝土材質(zhì)的樁基還會出現(xiàn)沉渣的問題，該問題主要是因為橋梁樁基在施工時，沒有對樁基孔底進行徹底的清理，導(dǎo)致樁基強度不足。樁基在長期使用過程中，會出現(xiàn)中風(fēng)化巖的現(xiàn)象，出現(xiàn)樁基沉渣缺陷。混凝土樁基還會出現(xiàn)離析問題，這主要是因為混凝土樁基在施工過程中，混凝土的攪拌不均勻，所以混凝土之間的固結(jié)程度受到影響，混凝土材料中出現(xiàn)骨料懸浮的現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土樁基最終出現(xiàn)形變現(xiàn)象。

3　無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用

3.1高應(yīng)變法

高應(yīng)變法的檢測原理主要是利用大小為單樁極限承載力1% 鑄鋼或者是重錘，在與樁基的頂部有10～20m 的高度處自由的下落，給樁基的頂部以豎向的沖擊力，致使樁基與土體之產(chǎn)生一定大小的相對位移，樁基的側(cè)向阻力與樁尖的土體的阻力得到相應(yīng)的發(fā)揮，然后在用儀器樁基的頂部接收信號，根據(jù)接收的信號進行評判樁基的承載力是否符合樁基規(guī)范的要求。此外，還可以檢測樁基是否完整。

3.2低應(yīng)變法

低應(yīng)變法檢測的主要原理是在樁基的頂部得到一瞬間的擊震力作用下時，在樁頂產(chǎn)生沿樁身向下的縱向振動的應(yīng)力波，當(dāng)應(yīng)力波在向下傳播途中，如果與變異波相遇到，則會阻抗應(yīng)力波繼續(xù)向下傳播，且應(yīng)力波會產(chǎn)生反射與透射現(xiàn)象，當(dāng)反射波傳輸?shù)綐痘捻敳繒r被安裝在樁基樁頂?shù)膫鞲衅髟O(shè)備接收，這樣就可以得到相應(yīng)的動態(tài)波形，然后儀器對反射波進行采集記錄，根據(jù)反射回來收集到的應(yīng)力波的基本特性，就可以判斷樁基的質(zhì)量。

3.3聲波無損檢測技術(shù)

超聲波法無損檢測技術(shù)是基于物理基礎(chǔ)的檢測方法，屬于彈性波測試中的一種。檢測理論主要是根據(jù)聲波在固體介質(zhì)之間的彈性傳播速度。利用超聲波對橋梁樁基進行無損檢測已經(jīng)有了很長時間的歷史，而聲波透射法是在近幾年才發(fā)展起來的無損檢測技術(shù)，可以利用聲波透射對樁基進行直接檢測。利用聲波透射法對橋梁樁基進行無損檢測時，需要在樁基內(nèi)部預(yù)埋檢測管道，這樣就可以利用檢測儀器直接對樁基進行發(fā)聲，聲波穿透樁基并另一側(cè)的接收裝置接收，再利用儀器對接收到的聲波信號進行判斷。判斷聲波傳播時間、傳播幅值、傳播頻率等等，有效的判斷出樁基內(nèi)部是否存在缺陷以及完整程度等等。在對超聲波的傳播速度進行分析時，如果接收儀器得到的傳播速度比超聲波的臨界聲速要低，這也就表明了該樁基內(nèi)存在質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致聲波沒有受到介質(zhì)影響就傳播出去。如果檢測面的多個測點都產(chǎn)生了聲速值比臨界聲速值低的情況，并且聲速值低的離散型比較小，那可以直接判定為該橋梁樁基存在質(zhì)量缺陷。在對樁基超聲波波幅進行分析時，需要選取承載結(jié)構(gòu)中經(jīng)常受力的部位進行波幅分析，如果測量得出的波幅值低于標(biāo)準(zhǔn)臨界值，那表明測量區(qū)域存在疑似質(zhì)量缺陷問題。這就需要更換測量位置對受力部位進行多次測量，最終得出結(jié)果全部比臨界波幅值低，則表明一定存在質(zhì)量缺陷。兩點間的聲時深度曲線斜率也可以作為判斷樁基是否存在缺陷的基礎(chǔ)。

在利用無損檢測技術(shù)對橋梁樁基進行檢測的過程中，如果對樁基進行挖孔檢測時，孔洞處理不恰當(dāng)，將會導(dǎo)致樁基后期出現(xiàn)承載壓力不均衡的現(xiàn)象，影響樁基承載質(zhì)量。樁基孔洞底部的水分如果沒有清理干凈，將會導(dǎo)致樁基結(jié)構(gòu)中的混凝土被稀釋，影響了樁基承載力。在利用應(yīng)變法對樁基進行檢測時，要設(shè)計檢測標(biāo)高，并對樁基頂部進行充分的清理，避免樁基各項不利因素，影響到樁基質(zhì)量檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在檢測過程中對與樁基相關(guān)的參數(shù)資料進行收集，以便質(zhì)量檢測結(jié)構(gòu)判斷的及時性，在發(fā)現(xiàn)樁基存在質(zhì)量問題后，及時的提出處理方法對樁基存在的問題進行解決。

4　結(jié)束語

綜上所述，利用無損檢測技術(shù)對橋梁樁基進行檢測可以及時發(fā)現(xiàn)樁基存在的質(zhì)量缺陷，并提出有效的加固處理方法，使橋梁樁基的質(zhì)量得到保證。無損檢測技術(shù)也存在著優(yōu)缺點，在橋梁樁基檢測過程中，要根據(jù)檢測現(xiàn)場的實際情況，選擇適合該橋梁樁基的檢測方法，使檢測結(jié)果更加精確。

［1］譚敏，揭選紅.無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用思路研究［J］.科技資訊，2010（10）：92，94.

［2］王銳. 無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用［J］.山東交通科技，2014，02：82+85.