无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

张建宁，李佳

（甘肃智通科技工程检测咨询有限公司，兰州730500）

1 引言

随着社会与经济的不断发展和进步，我国的公共交通运输行业呈现非常好的发展趋势，也获得了非常好的发展成果，而其中桥梁工程就是非常重要的交通基础设施之一。为了保证桥梁工程的质量，使其能够满足当下的发展需求，需要加强对桥梁的检测力度，研究其检测技术，而其中无损检测技术因为其众多优势成为人们关注的重点。所以说对无损检测技术在桥梁桩基检测工作中的应用进行研究具有非常重要的意义。

2 无损检测技术应用的重要性

一般来说，在桥梁的建设过程中，桩基检测技术分为2种，破坏性检测技术和无损检测技术。这2 种技术在实际操作方法和操作效果2 个方面相比有着较大的差异，对于后者来说，在使用过程中该技术不会对桥梁的结构和桥梁在投入使用时的使用性能造成后遗症。而前者则可能在使用的过程中影响桥梁的结构与性能。通过对两类技术的效果相比可以得知，合理应用无损检测技术得到的结果较为直观，并且其能够有效地检查出桥梁桩基结构内部存在的缺陷问题以及其基本情况，如果桥梁的桩基存在缺陷，那么该缺陷的位置和大小情况都将一览无遗。使用无损检测技术在桥梁桩基中进行多次测试，并对其结果进行分析和对比，其结果将更加有利于施工过程的质量控制工作，并且得到的数据也为后续的工程验收提供技术资料支持。

3 桥梁桩基的基本病害情况

在桥梁结构中桩基结构十分重要，而桥梁上部结构的自重、桥面上设施荷载等都需要桩基的支持，所以为了能够确保桥梁的稳定性，就必须要对桩基的稳定性进行分析，从而更好地为上部结构提供荷载，防止有沉降等问题的出现。而目前，对桥梁的受力作用进行划分一般可以分为摩擦桩和端承桩2 种。通过加大桥梁建筑规模、增加桩基深度可以使桩基的结构得到改善，有效提高承载力。目前，桥梁桩基的问题一般体现在缩径、离析、接桩、沉渣、夹层断桩等问题上[1]。

3.1 缩径

在对桥梁的桩基进行施工的过程中，机械设备、工作人员、地质特点等众多因素都有可能会影响桥梁的桩基施工质量。通常情况下，在成孔后以及灌注混凝体前，桩径会略小于设计直径，而在这种情况下其单桩截面积往往不能达到实际的工程要求，所以导致桥梁的承载能力受损。

3.2 接桩

一般来说，预制桩接桩是桥梁桩基施工过程最为主要的一项施工措施，但是在进行过程的时候必须要先清理干净接头位置的异物，并且确保焊接的饱满度，最后还需要施工人员能够遵循相关标准对其进行冷却处理等，而上述过程一旦存在失误则有可能会导致桩接头的开裂甚至是脱开的问题。

3.3 夹层、断桩和沉渣

施工过程中，如果因为施工人员的经验不足或者是操作上的问题导致混凝土在使用的过程中无法保证灌注桩过程的连续则有可能会发生夹层和断桩的问题，这将直接影响桥梁桩基的使用性能。沉渣问题主要是因为在桩基施工过程中，泥浆的比重比较大，并且存在有塌孔和清孔不彻底的情况，这将导致其沉渣较厚的问题[2]。

4 无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

4.1 声波无损检测法

现阶段所使用的的声波无损检测技术是对传统声学检测技术的延续和发展。该技术由于其特殊的能力和高效的检测效率使得其在桥梁桩基的缺陷问题的检测中有着非常好的应用效果。声波无损检测是通过发射声波，并将声波在撞击过程产生的应力波进行准确的预测和分析，该过程得到的相关数据将可以体现桥梁的缺陷情况。一般来说，桩基应力波较为平稳，那么桩基的完整性就较高。应用声波无损检测技术时，一般都要对其发射、接收换能器位置进行分析，结合相应的检测方法来扩大检测范围。如果桩基应力波的状态发生了变化，则代表着桥梁桩可能出现了不同程度的缺陷。相应的，在桩基内部如果出现了缺陷，那么该缺陷部位的应力波将受到较大的影响。无损检测一般会用于桩基的质量和结构的检测[3]。

4.2 高应变检测法

高应变检测法是相对于低应变检测法提出的，通过该方法可以更好地对桩基的最高承载力进行监测，从而确保对桥梁桩基完整性的检测。一般来说，在应用这种方法的过程中，施工人员需要施加一个竖向荷载，并对该竖向荷载的传播速度和荷载时程曲线进行精确的分析。高应变检测法在摩擦型桩的无损检测中有着很好的检测精准性。实际上，高应变法检测的本质是对声波的能量传播过程进行监测，而声波在传播的过程中容易受到杂物的影响，所以为了能够提高检测的精准度，需要对桥梁的桩基进行清理，并且对桩基顶部的平整性进行检查和保持。当然，检查过程并不需要人工完成，可以依靠相关的检测传感器来完成，该传感器需要安装在桩基的两侧部位，并且需要确保传感器和桩基的轴线高度相同。

4.3 低应变检测法

低应变检测法就是指在桩基顶部受到一定的冲击力之后，其桩顶会产生一种以桩体为轴心的纵向振动应力波，这种波在传递的过程中将会随着传播途中变异波的影响而变化，所以一旦检测到该波段出现了反射等异常现象就代表该部位存在有一定的缺陷。而操作人员将根据波形的变化来判断实际的故障位置和故障形状，从而对桩体质量进行有效观察和判断。目前，低应变检测法包括水电效应法、反射波法、动力参数法等多种方法。低应变检测法使用过程比较便捷，使用也比较方便，经济性较好。而实际上，该方法的使用过程存有一定的限制，比如说，桩体的长度过长时其波能量将逐渐消退，到后期将无法达到检测效果。

5 结语

综上所述，本文探讨了在桥梁桩基工程中桩基的检测办法，阐述了在实际工程中存在的桩基病害问题，并提出了无损检测技术的实际应用，对声波无损检测、高应变无损检测和低应变无损检测进行了详细分析。