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1、浅谈山区公路桥梁桩基检测技术杨江勇（贵州省交通科学研究院股份有限公司 15985143474）摘要：本文主要对山区公路桥梁桩基检测方法进行分析与探讨。 关键词：公路桥梁；桩基；检测方法 近年来，随着我国经济快速 发展，国民 经济实力不断增 强，使得山区公路桥梁建设迅猛发展。在公路桥梁建设中，桩基是结构物的主要承重部分, 其质量的好坏,直接影响结构物使用的安全性及长久性。桩基工程的 检测也变得越来越重要。然而桩基又属隐蔽工程,其质量的检测、评价为工程建设各方所关注。从山区地区特性看,地质情况比较复杂，山区多为挖孔桩、端承桩,软土地区多为钻孔桩、摩擦桩;但从检测技术上看,现在绝大多数桥梁桩基主要采
2、用低应变法和声波透射法进行检测，下面分别就两种检测方法进行比较。1. 低应变法低应变法源于应力波理论，基本原理是在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，在桩身存在明显波阻抗界面(如桩底、断桩或严重离析等部位) 或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位，将产生反射波。经接收、放大滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速、判断桩身完整性。此法主要分两个阶段进行，一是原始数据的野外采集，二是记录检测振动曲线并及时作出初步判断，以确定桩身缺陷性质与位置，完成检测报告。低应变法的理论基础是一维线弹性杆件模型，受检基桩应满足：长细比大于 5；瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横
3、向尺寸大于 5；设计桩身截面基本规则；应力波传播时平截面假设成立。目前采用低应变法检测基桩完整性的设备较多，山区地区主要采用武汉中岩科技有限公司生产的 RSM-PRT 基桩低应变检测仪。该设备主要适用于桩长 550m、桩径1.8m 的基桩。工程实例如下：完整桩波形特征。混凝土粗骨料分布均匀、固结完整，桩身无明显的波阻抗变化，低应变时域曲线桩底反射特征明显，波速在对应的混凝土强度等级范围内。图 1-1 结构完整桩离析桩波形特征。应力波在缺陷处产生透射和反射，反射波与初始相位相同曲线突变。相邻峰值不连续不圆滑。段桩波形特征，夹层界面只产生反射而不能透射波形畸变缺陷处以下的波形明显消失。图 1-2
4、发生离析、夹泥的桩缩颈桩波形特征。桩周边检测点曲线畸变而桩中心检测点曲线规则。图 1-3 发生缩径的桩2.声波透射法 声波透射法基本原理是在桩内预埋纵向声测管，将超声脉冲发射和接收探头置于声测管内，充满清水作混合剂，由仪器发出周期性电脉冲，通过发射探头发射并穿透混凝土被接收探头接收并转换成电信号。由仪器中的测量系统测出超声脉冲穿过桩体所需要时间，接收波幅值，接收脉冲主频率，接收波形及频率等参数最后由数据处理系统按判断软件对接收信号的各种参数进行综合判断和分析即可对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置做出判断并给出混凝土总体均匀性和强度等级的评价指标。山区地区大多采用武汉中岩科技有限公司生产的
5、RSM-SY7 基桩多跨孔超声波自动循测仪。主要适用于桩径在 0.610m对已埋设声测管的桩基进行完整性检测。工程实例如下：完整桩波形特征：桩声测剖面声速无低于声速低限值异常，波幅大于临界值，波形正常。桩身砼完整。图2-1 完整桩波形图离析桩波形特征：桩声测剖面连续多个测点的声速参数出现异常；桩声测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；局部混凝土声速出现低于低限值异常。桩身砼不完整。图 2-2 离析桩波形图断桩波形特征。桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接受信号严重畸变。桩身砼不完整。图2-3 断桩波形图声波透射法检测基桩完整性评定标准如下表。I 类桩为优质桩，II 类桩
6、为合格类桩，III类桩为问题桩，需进行半破损钻芯检测，IV 类桩为不合格桩。表 2.1 桩身完整性类别判定3.低应变法和声波透射法两种检测方法的比较低应变法检测成本低，检测周期短，检测速度快，能对桩质量做大面积普查；但确定桩身波速难度大，对桩的缺陷确定只能定性不能定量，波速除了与混凝土强度有关外，还类 别 分 类 原 则 各检测剖面每个测点的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常 某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常某一检测剖面连续多个测点的声速参数出现异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；局部混凝土声速出现低于低限值异常；某一检测剖面连续多个测
7、点的声学出现明显异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接受信号严重畸变与混凝土的组成材料、成桩工艺等因素有关，信号分析受影响因素多，对操作者和分析者的能力要求较高；主要适用于桩长550m ，桩径1.8m 的桩基。声波透射法检测成本相对较高，检测桩型受限制大，检测前需要预埋声测管，且声测管对检测影响大（声测管垂直度、畅通与否等） ；但仪器轻便，抗干扰能力强，检测结果直观、准确，采集、分析信号受影响因素少。 适用于桩径在0.610m 对已埋设声测管的桩基进行完整性检测，声测管以外不在检测范围内。声波透射法无法检测出
8、桩身有无扩径。声测管的埋设位置要基本等分桩的圆周，否则有效检测范围无法覆盖全截面，即使有缺陷也可能发现不了。4.结束语 实践证明桩基质量的好坏直接影响桥梁的安全。评定桩基质量有多种检测方法目前常用的方法主要是低应变动测法、声波透射法等。希望随着科技的进步研究出更准确，更可靠，更简便，更廉价，更先进的桩基检测方法来为桥梁建设与养护服务。1 罗骐先，基桩工程检测手册【M】.北京：人民交通出版社，2003.2 王炜，郭秀成，交通工程学，东南大学出版社，2000（9）.3 建筑基桩检测技术规范。北京：中国建筑工业出版社，2014.4 梁万红，低应变反射波法检测桩基技术研究。交通标准化，2008，No02/03，No174/175.
