無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用研究

董鵬飛

（黔南交通試驗檢測有限公司， 貴州 都勻 558000）

樁基處于地面下部、具有隱蔽特點，在受到地質、施工技術因素影響，易對橋梁結構構成嚴重危害。因此，建議合理使用無損檢測技術對橋梁樁基檢測，以便及時明確樁基是否存在質量問題、滿足工程質量要求，在發現問題時及時通過對應的措施處理問題。

1 無損檢測技術的應用重要性分析

破壞性檢測技術、無損檢測技術進行比較差異較大，主要表現在對橋梁樁基檢測過程，使用后者檢測不會對橋梁結構、使用性能構成不良影響。與此同時，合理應用無損檢測技術可在較短時間直觀檢出橋梁樁基機構內部是否存在缺陷，如果存缺陷、缺陷位置和大小情況。在相同橋梁樁基中反復測試，結果存在可比性，便于為工程質量控制、驗收提供支持[1]。

2 橋梁樁基主要病害情況的研究

需要注意的是，樁基為橋梁結構的主要部分，橋梁上部結構自重、橋面上設施荷載，均離不開樁基的支持，需要確保樁基的穩定性，以此為上部結構提供荷載，降低沉降情況的發生。通過受力作用進行劃分，主要可分成摩擦樁、端承樁兩個類型。隨著橋梁建筑規模的加大、樁基深度增加，樁基施工技術得以有效改善、承載力提高[2]。橋梁樁基質量問題較多，比如：縮徑、離析、接樁、沉渣、夾層斷樁等問題。

2.1 樁基縮徑質量問題

實際施工期間易受到機械設備、工作人員、地層特性等因素影響，在成孔后、灌注混凝體前樁徑較原設計樁徑小，這時單樁截面積不能達到要求，所以無法提高承載方面能力。

2.2 樁基離析質量問題

灌注混凝土期間若混凝土攪拌不均勻，在凝固時容易發生強度不足所致樁基結構強度達不到標準現象。

2.3 樁基接樁質量問題

預制樁接樁時候，不能在第一時間將接頭位置的異物清理干凈、保證焊接的飽滿度、遵循相關標準進行冷卻處理等，則會增加樁接頭開裂、脫開的幾率。

2.4 樁基夾層、斷樁質量問題

施工期間工作人員缺少施工經驗、使用混凝土不合理，則無法確保混凝土灌注樁保持連續，此時會發生夾層、斷樁情況，直接影響到樁基應用性能。

2.5 樁基沉渣質量問題

樁基礎施工期間泥漿比重大、塌孔及清孔不徹底等，均易于引發沉渣過厚問題[3]。

3 橋梁樁基檢測中無損檢測技術應用情況的探究

3.1 低應變檢測技術的應用情況

低應變檢測技術操作原理：于樁頂位置施加低能量振動荷載，對樁頂振動速度進行測定，并作以時域分析、頻域分析，旨在客觀評判樁身是否完整。需要注意的是，低應變分析方法主要包括彈性波反射、機械阻抗兩種方法。其中，彈性波反射方法應用簡便、有效，可在短時間內對數據分析，將該種方法使用于樁身檢測中效果較好。檢測的過程中采取小錘對樁頂施加低能量振動壓力，結合反射波、入射波經時間變化、相位等，判定混凝土樁的完整狀況、對時域分析。與此同時，彈性波反射方法運用到檢測設備能發揮傅里葉變換作用，實時對振動速度、加速度曲線變化作以檢測，然后結合幅頻曲線的特點評判樁身是否完整，即為彈性波反射頻域分析[4]。此外，通過時域分析法+頻域分析法處理，有助于保證檢測結果的可信度。因機械阻抗法會使用較多機械設備、分析方法，且檢測的成本比較高，易受到樁基邊界及初始條件因素影響，因此發生誤差的可能性較大。

3.2 高應變檢測技術的應用情況

應用高應變檢測技術中可達到重錘沖擊樁頂的效果，這時樁基四周的土塑性變形，對樁頂力、速度可實行實施檢測。經波動理論對單樁縱向承載力、樁身結構完整情況加以分析，并進行高應變試驗非常必要。如此一來，有助于為沉樁工藝、樁長奠定堅實基礎。近年來，高應變檢測分析技術中常用的為凱斯技術CASE、實測曲線擬合技術，前者雖然計算簡單，但是容易產生物產問題，參數選用對經驗的要求較高，不能通過動靜對比試驗處理，獲得樁側、樁尖阻力分布相關信息[5]。為合理運用施工現場數據，建議在該項技術之上完善樁模型、土模型，使用實測曲線擬合技術程序，主要目的：在錘擊樁頂于樁身中應力波、傳播時，通過樁基動測儀做好力、速度相關記錄工作。將測定獲取的樁頂力曲線為主，以持續修改樁土模型參數方式獲得波動方程，以此獲得最后的單樁承載及樁身應力的檢測結果。需要注意事項：高應變檢測技術應用有一定的局限，主要表現：使用樁土力學模型、建筑工程力學性質比較，有著較大的差異；樁身結構缺陷期間，高應變不能以定量方式對樁身結構強度進行測定，這時則不能評判單樁承載方面能力；靜載荷試驗位移量較高應變試驗位移量高，同時在土阻力方面的差異非常大，因而高應變承載力試驗和靜載荷試驗在結果方面同樣存在區別。

3.3 聲波透射檢測技術的應用情況

使用超聲波穿透檢測混凝土，聲時、波幅，以及波形等視頻率參數發生改變，需通過對樁身混凝土質量的判定確定。結合混凝土聲速統計離散，明確均勻性等級狀況，樁身混凝土保持完整，為結合聲速、波幅、均勻性等級等進行評判。實際檢測的過程，將換能器放在聲測管需保持一定距離，同步進行上升/下降處理，按照順序對不同測點聲時、波幅測定[6]。實行平測時若檢測過程中數據不正常，可通過減小間距，或是斜測的方式檢測。對數據分析的過程要求檢測人員對聲時、聲速和波幅等數據變化加以嚴格觀察，從而確定樁基具體缺陷狀況。當前，聲波透射檢測技術被廣泛應用于樁身是否完整檢測工作中，檢測效果較好，可確保檢測結果的準確、真實。

3.4 靜載荷試驗技術的應用情況

靜載荷試驗，可以清晰的明確單樁承載力的手段，當前新型基樁承載力試驗可在靜載荷試驗成果之上完善，故而利于保證試驗成果的有效。和其他無損檢測技術相比較，靜載荷試驗檢測技術可分為單樁縱向抗壓、抗撥、荷載試驗等。靜載荷試驗方法包括：貫入速率、循環卸載、終極荷載維持幾種方法，最為常用的為后者，而該種方法還可以分為快速終極荷載維持方法、慢速終極荷載維持方法。靜載荷試驗中會使用到錨樁橫梁反力、壓重平臺反力，以及錨樁壓重聯合反力幾種機械設施。荷載重力經高壓油泵加壓，可經反力裝置加載到試樁頂，這時試樁會發生位移現象。經油壓傳感器對荷載測定，使用位移傳感器對相應荷載下樁頂位移量檢測，進而利于對單樁承載力有效分析。

4 結語

橋梁質量直接關系到車輛、行人通行情況及安全，所以實行橋梁樁基檢測非常必要。使用無損檢測技術檢測橋梁樁基，可明確橋梁樁基是否穩定、完整，常用的無損檢測技術拗口低應變檢測技術、高應變檢測技術，以及聲波透射檢測技術和靜載荷試驗技術等，建議在橋梁樁基檢測中應用。