公路橋梁工程中基樁檢測應(yīng)用分析

蔡國水

摘 要：國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，相應(yīng)促進(jìn)了公路橋梁建設(shè)發(fā)展。在公路橋梁工程建設(shè)中，樁基礎(chǔ)屬于重要結(jié)構(gòu)，樁身質(zhì)量對(duì)公路橋梁工程質(zhì)量的影響較大。所以，應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)有效的基樁檢測方法控制樁身質(zhì)量，以此保證工程建設(shè)質(zhì)量。本文主要分析公路橋梁工程中基樁檢測應(yīng)用，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：公路橋梁工程;基樁檢測;應(yīng)用分析

在橋梁工程建設(shè)中，由于橋梁建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，大中型橋梁工程數(shù)量持續(xù)增加，因樁基礎(chǔ)承載力較高，施工操作便利，因此在橋梁工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。樁基礎(chǔ)的質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁主體結(jié)構(gòu)的安全。在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過基樁檢測可為設(shè)計(jì)人員提供樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)依據(jù)。在施工建設(shè)環(huán)節(jié)，基樁檢測是施工質(zhì)量驗(yàn)收的重要組成部分[1]。因此，基樁檢測工作在橋梁工程建設(shè)中基礎(chǔ)工程質(zhì)量控制方面有著較高重要性。此次研究重點(diǎn)分析常見基樁檢測技術(shù)，具體如下：

1 公路橋梁基樁檢測及應(yīng)用價(jià)值

在橋梁工程中，基樁屬于結(jié)構(gòu)荷載承載與傳遞構(gòu)件，對(duì)橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的影響非常大，尤其是樁基工程施工，屬于隱蔽性工程范疇。因此確保基樁檢測方法的合理性，選用正確的檢測方法對(duì)基樁質(zhì)量進(jìn)行檢測，是保證工程質(zhì)量的重要手段。基樁檢測的常見方法包括聲波透射法、靜載荷試驗(yàn)法、低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動(dòng)測法、鉆孔取芯法。

公路橋梁基樁多采用混凝土樁，按成孔工藝，可劃分為鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、沉管灌注樁等;按照不同直徑大小，可劃分為大直徑樁、中直徑樁、小直徑樁，公路橋梁基樁通常為大直徑樁;按照使用功能，可劃分為豎向抗壓樁、抗拔樁、水平受荷樁、復(fù)合受荷樁，其中豎向抗壓樁按荷載傳遞機(jī)理可分為摩擦樁、端承樁等[2]。

2 公路橋梁工程中基樁檢測應(yīng)用

2.1 聲波透射法

聲波透射法基樁檢測技術(shù)的基礎(chǔ)理論是聲學(xué)理論，采用的是超聲波，頻率一般在20 kHz～200 kHz。該方法是在成樁過程中將兩根或兩根以上聲測管預(yù)埋至基樁內(nèi)部，每兩根聲測管形成一個(gè)檢測剖面，在聲測管內(nèi)注滿清水作為耦合介質(zhì)，之后應(yīng)用超聲脈沖發(fā)射、接收換能器放置兩根聲測管內(nèi)，通過儀器發(fā)出電脈沖，利用發(fā)射探頭發(fā)射，保證電脈沖穿透混凝土，可以被接收探頭接收到，同時(shí)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號(hào)。如果樁身存在離析、蜂窩、夾泥等缺陷時(shí)，超聲波信號(hào)會(huì)出現(xiàn)振幅減小、波速下降、波形畸變、接收信號(hào)主頻變化等異常反應(yīng)[3]。

2.2 靜載試驗(yàn)法

在橋梁樁基中，按樁受荷條件，通常基樁靜荷載試驗(yàn)包括單樁豎向抗壓、單樁豎向抗拔、單樁水平靜載試驗(yàn)。在單樁豎向抗壓靜荷載試驗(yàn)檢測時(shí)，檢測內(nèi)容涉及到樁身軸力大小、豎向極限承載力、樁側(cè)摩阻力大小等。通常通過千斤頂、反力裝置，施加豎向荷載，同時(shí)借助壓力傳感器、位移傳感器及樁身測量元件（鋼筋計(jì)），測量荷載壓力、樁頂沉降量及樁身內(nèi)力，通過計(jì)算得出檢測結(jié)果。其中，加載裝置多采用以下裝置：錨樁橫梁反力裝置、壓重平臺(tái)反力裝置、錨樁壓重聯(lián)合反力裝置、地錨反力裝置[4]。例如，壓重平臺(tái)反力裝置有矩形反力平臺(tái)、傘形反力平臺(tái)等形式。堆載材料可采用砂袋或混凝土塊，堆載重量不得小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1.2倍。一般情況下，靜載荷測樁檢測技術(shù)現(xiàn)場試驗(yàn)條件較復(fù)雜、涉及的試驗(yàn)設(shè)備較多、設(shè)備安裝較復(fù)雜、花費(fèi)時(shí)間和精力較多，因此該檢測技術(shù)方法效率與經(jīng)濟(jì)性較低。然而靜荷載檢測技術(shù)是目前設(shè)計(jì)階段確定單樁極限承載力、施工完成后抽檢單樁極限承載力最直接、最可靠性的檢測方法。

2.3 鉆芯法

鉆芯法是檢測混凝土灌注樁成樁質(zhì)量的一種有效手段，其實(shí)用性、直觀性較強(qiáng)，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較多，可以檢測基樁長度、樁體混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度、樁體完整性、樁底持力層巖土性狀及厚度，特別適用于大直徑混凝土灌注樁的成樁質(zhì)量的檢測，但是對(duì)于長徑比較大的樁鉆芯孔的垂直度難以控制，鉆芯容易偏出樁身，所以一般要求樁徑不宜小于800 mm、長徑比不宜大于40。此種檢測技術(shù)的消耗成本較高、花費(fèi)時(shí)間較多，在大型基建項(xiàng)目處理中，由于基樁數(shù)量較多，檢測效率較低下，無法應(yīng)用到大量基樁檢測工作中。此外，應(yīng)用鉆芯法檢測時(shí)，對(duì)查明大面積的缺陷比較有效，而對(duì)于局部缺陷及水平裂縫的判斷就不十分準(zhǔn)確，且會(huì)損傷基樁結(jié)構(gòu)的完整性，因此鉆芯法宜與其它檢測方法結(jié)合進(jìn)行。

2.4 低應(yīng)變反射波法

低應(yīng)變反射波法是采用低能量的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振方式在樁頂激振，實(shí)測樁頂部的速度時(shí)程曲線或速度導(dǎo)納曲線，通過波動(dòng)理論分析或頻域分析，對(duì)樁身完整性進(jìn)行判定。目前普遍采用瞬態(tài)激振方式，在基樁頂部安裝加速度傳感器，用于接收基樁敲擊影響所傳遞的應(yīng)力波信號(hào)，實(shí)測樁頂速度時(shí)域曲線，分析判斷樁身完整性為主。應(yīng)用低應(yīng)變反射法現(xiàn)場檢測時(shí)，需進(jìn)行樁頭處理，對(duì)于混凝土灌注樁必須鑿去樁頂浮漿或松散、破損部分，露出堅(jiān)硬混凝土;樁頂表面應(yīng)平整干凈且無積水;應(yīng)將敲擊點(diǎn)和響應(yīng)測量傳感器安裝點(diǎn)部位磨平。低應(yīng)變反射法，對(duì)于傳感器要求較高，既要具備較高靈敏度，還需要確保精確度、在選擇傳感器安裝位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證位置準(zhǔn)確性，使傳感器獲得高質(zhì)量信號(hào)[5]。對(duì)于所采用的敲擊錘應(yīng)根據(jù)基樁的參數(shù)選用不同材料及重量的錘敲擊基樁頂部。該方法前期準(zhǔn)備工作簡單、所應(yīng)用的儀器設(shè)備便于攜帶，現(xiàn)場測試快捷、廉價(jià)。所以，低應(yīng)變反射波法可以應(yīng)用到公路橋梁基樁檢測中，目前已成為應(yīng)用最普通、最常用的一種方法。

2.5 高應(yīng)變動(dòng)測法

高應(yīng)變動(dòng)測法是用重錘給樁頂一豎向沖擊荷載，在樁兩側(cè)距樁頂一定距離對(duì)稱安裝力和加速度傳感器，采集樁頂加速度及應(yīng)力隨時(shí)間變化的曲線，從而計(jì)算分析樁身完整性和單樁承載力，主要功能是為了對(duì)基樁豎向承載能力進(jìn)行檢測，判斷其是否滿足設(shè)計(jì)要求。目前最常用的高應(yīng)變檢測分析方法是CASE法和實(shí)測曲線擬合法。與低應(yīng)變法檢測樁身完整性的快捷、廉價(jià)相比，高應(yīng)變法檢測技術(shù)存在設(shè)備笨重、效率低下、價(jià)格高的缺點(diǎn)，但由于激振能量和檢測有效深度大的優(yōu)點(diǎn)，通過高應(yīng)變法檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁身缺陷時(shí)，可分析缺陷對(duì)基樁豎向承載力影響程度，合理推斷出缺陷嚴(yán)重程度。現(xiàn)階段，在工程建設(shè)中，通過高應(yīng)變法檢測基樁承載力與完整性，已成為一種補(bǔ)充驗(yàn)證手段。

3 結(jié)束語

綜上所述，在基礎(chǔ)性工程建設(shè)中，基樁的質(zhì)量屬于重點(diǎn)檢測內(nèi)容。現(xiàn)場檢測時(shí)必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求及施工情況，選擇合適的檢測方法，規(guī)避不良因素影響，全面、細(xì)致、準(zhǔn)確的檢測基樁各項(xiàng)性能與指標(biāo)。以高實(shí)用性、高效性、高準(zhǔn)確性的工作要求，深度挖掘基樁檢測方法的模式與途徑，對(duì)不同檢測方法進(jìn)行完善，全面提高基樁檢測的質(zhì)量，以此保障工程基樁檢測結(jié)果判定的可靠性，為工程建設(shè)提供質(zhì)量保障。

參考文獻(xiàn)：

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