桥梁桩基检测技术分类及探讨

万啟隆

摘要：桥梁桩基的质量影响着整个桥梁的稳固性和持久性，而影响桥梁桩基质量的因素有很多，针对不同类型的桥梁桩基采取适当的检测技术，才能找到受损关节，对症下药，及时修补翻新，保证桥梁的正常使用。

关键词：桥梁；桩基；检测技术

1 引言

桥梁工程是公路工程中重要的工程项目，投资规模大，施工技术要求高，一旦出现重大的责任事故，不仅会给国家和人民带来巨大损失，也会造成不良的国际影响。因此，桥梁基础的质量安全问题也就成为检测环节当中的重中之重。然而以往的检测方法往往要求对桥梁的主体结构进行取样，这多少都会影响桥梁的整体性以及一致性。

2 桩基工程及桩基检测技术的分类研究

2.1 桩基工程分类

桩基工程根据其不同的应用功能，受力情况和施工方法，有着不同的分类，对应的桩基检测方法也会有所不同。不同桩的桩身完整性的判别标准亦不同，一般按照桩身完整性类别不同可将其化为以下四类：一类桩桩身完整且能正常使用；二类桩桩身基本完整仅有轻度缺陷，仍可使用；三类桩桩身缺陷明显影响桩身结构承载力；四类桩桩身缺陷严重影响桩身结构承载力。

2.2 桩基检测技术分类

目前我国常使用的桩基检测技术主要分为四大类，每类又分为两种不同的检测方法，一般来说，各类技术的选择是以检测目的和技术优缺点为基本的评判依据，而事实上每类技术都有其适用的范围。

2.2.1 超声波法

⑴检测原理

通过在桩身内预埋声测管之间激发并接收高频弹性脉冲波，检测该脉冲波在混凝土内反射.透射、散射或绕射过程中表现的波动特征，根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得桩身各横截面混凝土的声学参数，经过对这些声学参数的处置、分析和判断，确定桩身混凝土缺陷的范围、程度及空间位置，从而推断、评定桩身混凝土的完整性。

⑵仪器设备

声波透射法试验装置包括超声波检测仪、超声换能器、探头升降装置、数据采集与处理系统等。

⑶适用范围

声波透射法适用性较强。桩径在60em以上，无上限，只对埋设有声测管的桩内混凝土进行桩基完整性检测。

⑷测试过程

声测管管底、管口及接头必须密封，保证声测管畅通.管壁完好。声测管在桩中位置应等分桩的圆周；声测管之间应保持平行、间距应基本保持均匀。声测管的埋设数量应根据桩径来确定，应符合下列要求I当D≤1000mm时，宜埋设2根管；10002000mm时，宜埋设4根管。式中D为受检桩桩径。测试数据由埋设声测管数量决定，检测时从声测管顶放线至桩底，采用平测法以25em的速度进行采样。在桩身缺陷位置可改用斜测法或扇形测法，以判断缺陷位置。

⑸缺陷的判断

将检测的数据导入计算机，利用分析软件得出剖面上的“声时一深度”或“波幅、速度一深度曲线”，然后进行判断，目前常用的缺陷判断方法有数值判据法与声场阴影区重叠法。在桥梁桩基检测中，现多采用PSD判据法进行分析、判断。～般新型仪器均将PSD判据自动计算。不必人工计算，但If缶界判据值就必须根据实际情况而进行人工计算，在检测结果中发现的缺陷，根据缺陷类型进行详细计算。混凝土均匀性及强度指标根据实测数据统计结果：平均波速、声速标准差、离差系数进行分类判断。

2.2.2 低应变动测法

⑴检测原理

通过在桩顶施加激振信号产生应力波。该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将产生反射波，检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征，就能判断桩的完整性。

⑵仪器设备

基桩动测仪（可与计算机联为一体或测试后再与计算机相联对信号进行处理）、加速度传感器、速度传感器、力棒等。

⑶适用范围

根据实测经验，可测桩长限制在5-50m，桩基直径限制在1.Sm之内较合适。桩长大于50m的桩也有得到桩底反射信号，但由于桩基桥梁桩承载力要求高，大部分单桩及低应变反射信号，对局部缺陷、深部缺陷反映不敏感，受地质变化影响较大等特征。提出以上测定范围。

⑷测试过程

选择测试点。测试点的数量，应根据桩径大小来选择。一般桩径在120era以上，测试点数为3-4点。在检测之前，测试点应被磨的平整、光滑。测试点距离钢筋笼不少于10era，与桩中心及四周均布。按顺时针方向给测点编号。安放传感器。在磨平的测点涂上黄油（石蜡、橡皮泥均可。橡皮泥在桩头干燥。没有积水的情况下用），粘层尽量的薄薄一层，以免实测信号失真。尽量的多采集信号，在不同点，不同激振情况下，采集波形的一致性，保证所测波形的真实性和不漏测，一个测点选择4组反图形保存，传人计算机分析桩的完整性。

3 桥梁桩基检测的其他方法

3.1 成孔检测

由于成孔检测是成桩检测技术的先决条件，成孔检测作为桥梁桩基检测的重要参数标准在整个施工过程中占据着非常重要的地位，在我国，相较于成孔检测，桥梁桩基检测的发展程度要更先进一些，但是为了保证施工的各个阶段的质量安全，对于钻孔的检测非常有必要。

3.2 静载荷试验法

静载荷试验法是指按照桩的使用功能，分别在桩顶逐级施加压力，观测桩的测验点的起伏沉降情况以及水平位移状态，以此判定单桩水平承载力以及竖向抗压承载力的情况。在目前的检测技术上来看，静载荷试验法是现阶段最为可靠、最为直观的检测手段之一。但是，由于我国科学技术发展水平还不是很完善，相关的检测设备存在问题，因此，导致静载荷试验法在对桥梁桩基检测的过程中存在误差。

3.3 高应变动测法

高应变动测法是采用锤重达桩身重量10%以上或单桩竖向承载力1%以上的重锤以自由落体击往桩顶，获得相关的动力系数，应用规定的程序，进行分析和计算得到桩身的单桩竖向承载力和完整性参数，也称CASE法和CAPWAP法。该法出现在上世纪90年代，其检测费用比静载荷试验法大大降低。由于这种方法检测程序相对繁琐，所以较少采用。高应变动测法对于其它检测方法和桩基设计均有帮助。

4 检测方法之比较

对于各类桩、墩及桩墙结构，其完整性检测，一般采用低应变或高应变动力试桩法检测，大直径桩则宜采用声波透射法或钻芯法检测。对于散体材料桩，或由土与低粘结强度桩组成的复合地基，如碎石桩、石灰桩等，可采用静载荷试验，也可采用静力触探分别对桩和土进行检测，以确定复合地基承载力。而对于高粘结强度桩和土组成的复合地基，如水泥土桩、CFG桩、低标号混凝土桩等，则可采用静载荷试验检测竖向承载力。单桩承载力的检测同其它刚性桩。复合地基中，桩、土荷载分担比的检测一般采用钢弦或压力盒通过静载荷试验进行测定。也可采用特制的应力传感器测试。施工中由于震动对环境的影响，一般采用质点速度监测系统或加速度监测系统进行测试，也可用地震仪检测。施工中由于挤土效应对环境的影响，用变形传感器（测斜仪）进行监测，也可用沉降变形标配合水准仪、经纬仪检测。施工中噪音的测试可以采用分贝计加以判定。使用阶段桩体应力-应变的测试，使用钢筋应力计，混凝土应力计或特制的传感器。当桩长大于30m，用其它检测手段难以准确判定桩体完整性时，可采用抽芯的方法，抽芯还可以较准确地判断桩体混凝土的强度，也可采用声波透射法进行检测。

5 结语：

桥梁桩基工程及检测技术分类繁多，为了保证各类桩基工程用到合适的桩基检测技术，笔者建议应综合各类检测技术的优点，研究出一套高效的综合检测技术，以适用当前形勢的需要。

参考文献

[1]张同颖.桥梁桩基检测技术分析[J].创新科技.2013（12）

[2]张奕，韩端.浅谈桥梁桩基检测技术[J].科技风.2010（02）

（作者单位：南京路通工程科技有限公司）