樁基檢測技術在公路橋梁施工中的重要性分析

摘 要：公路橋梁的樁基質量影響著整個工程質量，是施工過程中應關注的核心要點。文章通過分析，明確了公路橋梁施工中樁基檢測在保障公路橋梁施工質量、滿足法規要求與監管標準、確保公路橋梁穩固性與安全性、提升公路橋梁社會與經濟效益等方面的重要性，并以各類樁基檢測技術優劣勢、實施要點為基礎，指出在樁基檢測工作中要規范工作流程，保障檢測工作的科學性、全面性，從而為公路橋梁施工提供依據。

關鍵詞：樁基檢測技術 公路橋梁 紅外成像 聲波透射 低應變

公路橋梁是交通網絡中的重要組成部分，我國作為橋梁大國，截至2023年末，公路橋梁總數共計107.93萬座，總長達9528.82萬延米[1]，其安全性、耐久性切實關系到大眾生命財產安全和交通網絡正常運作。在我國公路橋梁建設技術持續突破，建設規模持續擴大的同時，樁基建設需求日益增多。由于樁基隱蔽、步驟較多，建設質量受人為因素、環境因素影響，尤其是部分公路橋梁所處環境復雜，容易受潮汐、洪水等影響，在施工過程中隨之顯現出樁基強度不足、斷樁、樁底沉渣等越來越多的樁基缺陷問題，若發現不及時或處理不當，極易引起橋梁上部結構問題。例如順河橋9-2號樁在灌注過程中混凝土攪拌機出現故障，時隔約1小時再次灌注時，混凝土已凝為半固體，施工人員雖使用鉆機架振動導管使其下落，但半固體難以全面填充空間，出現了樁基空洞、蜂窩等問題（如圖1）。

除以上實例以外，國內外由于裝機缺陷導致的工程事故屢見不鮮，造成了嚴重的人身安全威脅和經濟損失。樁基檢測是評價樁基工程質量最常見的方式，不僅能及時發現樁基隱蔽缺陷，還能為制定施工方案以及設計樁基提供詳細精準的數據[2]，于是，在復雜多變地質條件下，明確樁基測試技術在公路橋梁施工中的重要性，并通過樁基測試提升公路橋梁樁基質量，是工程領域具有現實研究意義的議題。

1 公路橋梁施工中樁基檢測的重要性

1.1 保障公路橋梁施工質量

公路橋梁的建設打通了城鄉交通、跨越了河流山谷，承載著大眾的幸福生活和區域經濟發展，樁基作為承擔巨大荷載、保證橋梁穩定性的基石，其質量尤為重要。樁基檢測時對樁基的完整性、連續性、承載力、成孔質量、與周圍土體接觸狀況等進行診斷的基礎手段[3]，能夠深入樁基內部探查潛在的問題隱患，保障公路橋梁施工質量。一方面，樁基檢測本質上是一種樁基質量評估手段，不僅為工程師提供了橋梁質量評估依據，還能夠發現肉眼發現不了的小裂紋、初期空洞、樁土分離等問題，并為施工人員及時處理提供依據，以防止這些小問題隨著時間推移影響公路橋梁整體質量；另一方面，樁基致患因素復雜多樣，在施工過程中通過樁基檢測能明確影響樁基質量的主要因素，尤其在地質條件復雜、地下水位較高的地區，為工程施工和同樣環境條件的公路橋梁施工形成參考。

1.2 滿足法規要求與監管標準

改革開放以來，在我國材料、機械、設備工業同步發展，公路橋梁建設技術日益精湛的支撐下，公路橋梁規模已躋身世界前列。與此同時，公路橋梁需求側牽引供給側發展，此領域人才、法規、標準供給力度日趨增大，形成了較為完善且嚴格的公路橋梁工程建設與維護法規與監管體系。樁基是公路橋梁重要支撐結構，在公路橋梁施工中開展樁基檢測，一方面能確保橋梁樁基的施工和質量滿足相關法規和標準，為后續施工如期、正常開展奠定前期條件；另一方面，樁基不僅是公路橋梁的一部分，還決定著公路橋梁的整體質量，樁基檢測能在施工過程中從源頭探查施工不規范和質量問題，并對施工團隊形成警醒，提升公路橋梁工程建設的規范性，促其滿足法規要求與監管標準。

1.3 確保公路橋梁穩固性與安全性

從樁基在公路橋梁中的作用方面來看，樁基相較于公路橋梁的其他結構，具有承載力更強、穩定性更高、不均勻沉降量更少、抗震性更好等優勢[4]，與樁身、樁尖共同將上部結構的荷載傳遞到承載力較好的持力層上，維持上部結構的穩固性。若樁基存在缺陷，可能會發生不均勻沉降等問題，進而導致上部結構傾斜、倒塌等更嚴重的事故。在公路橋梁施工中進行樁基檢測的目的就是及時發現裂縫、空洞、與土體之間脫節等各類現存缺陷，并為工程師提供詳細的問題數據，為其做出正確的判斷、采取合理的加固或修復措施提供支持，提升公路橋梁結構的穩固性和安全性，給大眾營造安全的交通環境。

1.4 提升公路橋梁社會與經濟效益

公路橋梁建設通常基于必要的交通需求，并面臨復雜的地質條件或交通狀況，通常投資金額較大，且預期使用周期較長。樁基作為公路橋梁的根基，影響著公路橋梁后期能實現的社會效益與經濟效益。社會效益方面，樁基檢測充分發揮缺陷問題挖掘與彌補等功能，不僅能提升公路橋梁質量，延長橋梁實際使用周期，還能大幅降低公路橋梁投入使用后因樁基問題引發的公路橋梁修復、維護概率，避免交通運輸受到限制，為人力、資源正常流通打下了良好基礎；經濟效益方面，樁基檢測有利于讓潛在問題隱患止于施工階段，不僅避免了微小問題進一步擴大造成的工程返工、結構拆除等經濟損失，還在一定程度上降低了使用過程中的養護、修護成本。

2 公路橋梁施工中的樁基檢測技術分析

當前，樁基檢測技術呈多樣化發展，本文選取了較為常用的4種技術，分析其優劣勢并描述實施要點，為公路橋梁施工檢測提供參考。

2.1 紅外成像技術

紅外成像技術為無損檢測技術的一種，是在不接觸物體的情況下，使用具有較高溫度敏感度和分辨率的紅外熱像儀，將樁基發出的紅外輻射轉化為熱像圖，從而實現對樁基砼內部結構全面分析[5]，具有以下三點優勢。第一，操作便捷。由于無需接觸物體表面，提高了樁基檢測的便捷性，且不會對公路橋梁結構造成損害或對施工現場造成干擾；第二，檢測全面。此技術可以實現連續掃描，能夠在短時間內獲得公路橋梁樁基的多面熱像圖，并通過分析獲得更加全面、可靠的樁基數據信息；第三，適用范圍廣。由于此技術具有較高的溫度敏感度，能夠準確測量任何物體的表面溫度和溫度分布的變化情況，故在施工測量中不受溫度限制，在極端低溫或高溫的環境中仍可正常執行檢測任務。

2.2 聲波透射技術

聲波透射技術也是一種非破壞性測試方法，在混凝土結構檢測，尤其是樁身完整性檢測中被廣泛使用，其檢測原理是在預埋聲測管之間發射和接收聲波，利用聲波在混凝土介質中的傳播特性，分析聲波傳播的波幅、頻率、聲時等變化，實現公路橋梁施工中的基樁混凝土均勻性、缺陷位置、完整性等檢測[6]。此方法雖然較為便捷，但在非摩擦樁的檢測中存在一定的限制，需要結合低應變反射波技術，并且在復雜環境中聲波傳導易受影響，對于江、湖、河、海等水中施工的樁基，或長度、直徑分別超過30米、2米，長徑比不足5的基樁更加適用，檢測結果更加準確。在檢測中應特別注意預埋聲測管的位置，避免下端滲漏等問題導致的結果不準確、打斷檢測進程等問題。

2.3 低應變檢測技術

低應變檢測技術，即用手錘對樁基頂部進行敲擊，用傳感器接收樁基產生的應力波信號，并結合記錄儀所記錄和分析的數據，檢測施工中樁基的質量[7]（如圖2）。此技術屬于動力檢測法，相對于聲波透射技術而言，具有檢測效率高的優勢，在公路橋梁樁基檢測，尤其是缺陷檢測中應用普遍。

低應變檢測技術實施的關鍵在于獲取和分析波形，應注意以下幾點：第一，為確保波形的完整性，在采集的過程中要選擇不同的敲擊點位，并在每個樁基上敲擊10次以上；第二，樁基高于1.2米即可采用此檢測技術，應選取三至四個合適點位進行檢測；第三，傳感器要緊密貼合結構，并在傳感器的20至30厘米的位置進行敲擊。

2.4 鉆芯檢測技術

鉆芯檢測是公路橋梁樁基檢測中較早嘗試，且最直觀的一種技術，主要是通過鉆心機在樁基長度方向采集內部樣本，并通過樣本的檢測得到樁基質量信息。此技術操作簡單，并且可同時獲取混凝土強度、抗震性、沉渣厚度等多類數據，判斷結構完整性和樁端巖土的性質，較多應用于樁基荷載大的大直徑鉆孔灌注樁檢測中，但從抽芯取樣到結果出具需要等待一段時間，導致了結果的滯后性，并且對檢測人員專業性要求較高，需要嚴格控制抽芯過程才能保證檢測結果的可參考性。此外，由于抽芯取樣范圍有限，所得結果只能代表小范圍的樁體質量，無法通過此技術對樁基形成全面評估。

3 樁基檢測技術在公路橋梁施工中應用的問題與措施

通過文獻分析和實踐觀察得知，當前樁基檢測技術在公路橋梁施工中的應用仍存在檢測工作不規范、檢測內容不全面、檢測結果不嚴謹等問題，影響了樁基檢測技術應用的有效性，應采取改進措施，以發揮樁基檢測技術的優勢。

第一，規范樁基檢測工作流程，重視檢測方案制定與前期準備工作，遵循圖3所示的標準流程實施檢測，并開展檢測結果評價，若結果不滿足方案要求，則采取重新檢測、驗證、擴大檢測的方式繼續檢測，若結果符合方案要求則出具規范的檢測報告。第二，對樁基開展全面檢測，并對照相關規范和標準，檢測樁基礎持力層、樁徑、孔深、孔位等，當滿足規定后再進行后續澆筑工作。第三，檢測結果需有依據、有數據，避免將檢測人員的主觀判斷寫入檢測報告，造成檢測誤差。

4 結語

通過研究可知，樁基是公路橋梁的基礎，其質量檢測是保障公路橋梁施工質量、滿足法規要求與監管標準、確保公路橋梁穩固性與安全性、提升公路橋梁社會與經濟效益的關鍵一環。為避免樁基檢測中工作不規范、檢測內容不全面、檢測結果不嚴謹等問題，應全面了解各類檢測技術的優劣勢與檢測要點，并規范樁基檢測工作流程，保障檢測工作的科學性、全面性，為公路橋梁工程提供堅實的技術支持。

參考文獻：

[1]交通運輸部.2023年交通運輸行業發展統計公報[EB/OL].（2024-6-18）[2024-11-24].https：//xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/zhghs/202406/t20240614_4142419.html.

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[3]劉旭.橋梁樁基的施工缺陷及樁基加固方案對比分析[J].四川水泥，2024（10）：175-177.

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