橋梁樁基檢測范文

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[關鍵詞] 橋梁；樁基；檢測；技術

[中圖分類號] U443.15 [文獻標識碼] A

1 樁基工程及樁基檢測技術的分類研究

1.1 樁基工程分類

樁基工程根據其不同的應用功能，受力情況和施工方法，有著不同的分類，對應的樁基檢測方法也會有所不同。不同樁的樁身完整性的判別標準亦不同，一般按照樁身完整性類別不同可將其化為以下四類：一類樁樁身完整且能正常使用；二類樁樁身基本完整僅有輕度缺陷，仍可使用；三類樁樁身缺陷明顯影響樁身結構承載力；四類樁樁身缺陷嚴重影響樁身結構承載力。

1.2 樁基檢測技術分類

目前我國常使用的樁基檢測技術主要分為四大類，每類又分為兩種不同的檢測方法，一般來說，各類技術的選擇是以檢測目的和技術優缺點為基本的評判依據，而事實上每類技術都有其適用的范圍[1]。

2 常用樁基工程檢測技術的功能及優缺點分析

根據以上筆者對樁基工程及樁基檢測技術的分類研究，下面我們就幾類常見的不同樁基檢測技術的檢測目的和功能，以及相應的優缺點進行對比分析。

直接檢測技術中的取樣試件試驗可以反映灌注混凝土強度及灌注前混凝土性能，是混凝土灌注樁施工質量驗收主控項目，常用于檢測混凝土是否達到設計要求的強度等級。

在輻射檢測技術中，常用超聲波透射法檢測灌注樁的樁身缺陷及其位置，以判定其樁身的完整性的類別，這種檢測方法過程比較細致，且不受樁徑樁長的限制，但因要預埋聲測管，成本高，最終無法定量地判斷樁身缺陷。

動力試樁技術主要有低應變法和高應變法。其中低應變法測試簡便、原理清晰、成本低、成果可靠，常用于檢測各類樁基樁身缺陷及其位置，以判定樁身完整性類別。但這種檢測方法也存在局限，如樁頭混凝土比較松軟時，應力波不能沿樁身往樁底傳播，將無法獲取樁底的反射信號；當樁身缺陷較多時，會影響后續的缺陷反射信號測試；當樁身存在擴頸或縮頸等變化較緩慢的缺陷時，將會使變化界面處的反射信號不太明顯，造成誤判或漏判；檢測效果還會受樁長徑比的影響，如對深部的缺陷反應不靈敏；該檢測方法還存在缺陷只定性而不能定量分析的不足。相對低應變法而言，高應變法所用設備較為笨重，效率低且費用高，但其有效檢測深度和激勵能量較大，尤其是其在用于判定樁身水平整合型縫隙或預制樁接頭等缺陷時，可有效查明是否影響到豎向抗壓承載力，因此這種方法常用于判定單樁豎向抗壓承載能力是否滿足設計要求，除此之外還可用于分析樁側和樁端阻力，但波形分析中的不確定性依然會導致其誤差偏大。

在靜力試樁技術中，可分為鉆芯法和靜載試驗法。其中鉆芯法所取巖芯可制作成試件進行強度試驗，因此常用于檢測灌注樁樁長，樁身混凝土強度（只反映小部分的混凝土質量），樁底沉渣厚度，還可以判斷樁身完整性類別，但也存在盲區，且設備龐大，操作費工費時，價格也較高昂。而靜荷載試驗根據其受力因素的不同，可分為單樁豎向抗壓、抗拔和水平靜載試驗。單樁豎向抗壓靜載試驗既可用于確定和判斷單樁豎向抗壓極限承載力是否滿足設計要求，還可通過樁身內力及變形測試來測定樁側、樁端阻力，同時還能驗證高應變法的單樁豎向抗壓承載力檢測的結果。單樁豎向抗拔靜載試驗主要用于確定單樁豎向抗拔極限承載力，判定其是否滿足設計要求，以及測定樁的側摩阻力，但它也有與單樁豎向抗壓靜載試驗相同的局限之處；單樁水平靜載試驗主要用于確定單樁水平臨界和極限承載力，推定土抗力參數，判定水平承載力是否滿足設計要求，測定樁身是否彎矩和撓曲[2]。但這種三種檢測方法都很費時、費工、費錢，且用數量較少的樁作靜載試驗所得出的結果較為片面，難以代表全體樁基的質量情況，都不適用于高承載力樁。

3 我國常見的幾類樁基檢測技術有效檢測和綜合使用

根據目前普遍使用的橋梁樁基檢測方法一般規定為聲波透射法、低應變動測法及鉆孔取芯法等普檢技術，這些技術方法因各自的理論假設及各種因素影響，均存在一定的局限性，因此有必要充分和有效利用各種方法的優點來解決工程上的實際問題。

3.1 各類樁基檢測技術的有效檢測方法

若樁基檢測在低應變動測法所適用范圍內，盡量采用動測法，動測結果樁基施工存在沉渣及持力層不符合要求時，可用低應變動測法對聲波透射法進行校核；對于動測法之外的地質條件復雜、主墩樁或較重要部位的樁基，則可用聲波透射法進行檢測。若動測法受到地質條件的影響，使得樁底持力層、沉渣等難以判斷，可采用鉆孔取芯法進行校核，當取芯時，通過加固處理難以解決樁基存在的局部缺陷或持力層稍差現象時，可采用高應變動測法進行承載力檢驗。

3.2 各類樁基檢測技術的綜合應用

采用一種方法對樁身質量（完整性）做出正確判定時，根據檢測目的，檢測方法的適用范圍，并綜合考慮各種因素如地質情況、設計、施工因素以及受檢樁類型等，同時選用多種方法進行檢測，實現優勢互補，以提高檢測結果的準確性和可靠性[3]。如可聯合低應變法和鉆孔取芯法處理大直徑灌注樁的完整性。

結語：橋梁樁基工程及檢測技術分類繁多，為了保證各類樁基工程用到合適的樁基檢測技術，筆者建議應綜合各類檢測技術的優點，研究出一套高效的綜合檢測技術，以適用當前形勢的需要。

參考文獻：

[1]黃梅，劉浩.淺析橋梁樁基的分類及其檢測技術[J].民營科技，2010（6）：198-198.

[2]劉冀.樁基檢測技術的綜合應用[D].中南大學碩士學位論文，2011（1）：9-27.

[3]馮建亞.橋梁樁基檢測技術應用與探討[J].職業教育―科技與向導，2011（8）：148-148.

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【關鍵詞】橋梁工程；樁基檢測；檢測技術；超聲波檢測

1.工程概況

本檢測工程項目為嘉興至紹興跨江公路通道北岸接線工程第七、八、九合同段。嘉紹跨江公路通道起點為乍嘉蘇高速公路及嘉興南湖大道的交叉口處，向南經海寧，于黃灣跨越錢塘江，進入紹興市，經上虞瀝海鎮，終于沽渚，接杭甬和上三高速公路交叉口處相接，全長約69.462公里。其中，北岸接線約42.948公里。本樁基檢測第三合同段起止樁號為K31+100-K43+261.5，由第七、八、九合同段組成。根據本合同段工程承包合同要求以及該工程建設的實際情況，結合本工程施工設計圖的樁徑、樁長、地質情況，為了有效地保證樁基工程施工質量，準確判定工程所用樁的質量等級，對該工程的樁基采取相應的檢測方法進行檢測。

2.工程的樁基采用概況

本工程合同段內橋梁樁基數量為310根，其中摩擦樁74根，分別是Φ1.8m樁基8根、Φ1.5m樁基4根、Φ1.2m樁基62根。而嵌巖樁數量為236根，分別是Φ1.8m樁基8根、Φ1.6 m樁基4根、Φ1.5m樁基42根、Φ1.3m樁基85根、Φ1.2m樁基69根、Φ0.8m樁基28根。本工程合同段內的310根樁基數量中主要是采取摩擦樁和嵌巖樁，嵌巖樁要求樁基嵌入中風化（微風化）巖層不小于2倍樁徑。樁基灌注混凝土前，按嵌巖樁設計的樁基樁底沉渣厚度不能大于5cm；按摩擦樁設計的樁基沉渣厚度不大于20cm。樁基全部采用沖孔灌注樁施工工藝進行施工。鑒于本樁基工程實際特點，經研究決定，對該樁基檢測項目采取三種檢測方法進行評定。

3.樁基檢測方法

經上述分析，結合本檢測的樁基工程項目特點，采取以下三種檢測方法：

（1）低應變反射波法，即為小應變檢測。本樁基檢測工程項目所采取的低應變動測法，使用小錘敲擊樁頂，經粘接在樁頂的傳感器來接收來自樁中的應力波信號，然后采取應力波理論來分析被檢測樁土體系的動態響應，然后反演分析實測速度信號以及頻率信號，從而獲得被檢測樁的完整性。通過低應變反射波檢測防范可以檢出測樁身缺陷及其位置，然后再判定樁身完整性類別。

（2）超聲波檢測法。超聲波檢測法在橋梁樁基檢測方法中被應用最早，其作為樁基完整性無損檢測法，方法原理是在對樁進行灌注混凝土前，在樁內預埋若干根聲測管，把其作為超聲脈沖發射與接收探頭的通道，然后通過采用超聲探測儀沿樁的縱軸方向逐點測量超聲脈沖穿過各橫截面時的聲波參數，再對這些測得的數據結果，通過采用各種特定的數值判定或形象判斷以及進行處理后，得到被檢測樁內砼缺陷類型、大小以及位置，然后再給出混凝土均勻性指標和強度等級。通過超聲波檢測可以有效地檢測已預埋聲測管的混凝土灌注樁樁身缺陷性質、位置以及范圍，然后評定基樁混凝土質量等級。

（3）鉆孔抽芯法。該樁基檢測方法主要是采用鉆孔機，一般帶φ10mm內徑鉆頭，對被檢測樁基進行抽芯取樣，根據所取出的芯樣，對樁基的長度、局部缺陷情況、混凝土強度、樁底沉渣厚度以及持力層情況等進行進一步分析判斷。但鑒于鉆孔取芯有一孔之見的局限，只能對局小部范圍進行分析判斷，因此在樁基等級評定時，仍以無損檢測為主。通過采取鉆孔抽芯檢測方法可以有效地檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強度以及樁底沉渣厚度，然后再判定或鑒別樁端巖土性狀，從而評定出基樁混凝土質量等級。但工程實踐表明，鉆孔抽芯檢測方法主要是針對樁基存在較大的缺陷或者經檢測對強度有懷疑的情況下采用。

4.樁基檢測頻率與數量

根據工程要求，對于樁徑≥1.8m、樁長≥50m、樁長徑比≤5的樁基不宜采用低應變反射波法檢測。工程實踐表明，在樁基實測中，樁側土阻力尤其是動土阻力對于應力波傳播的影響較大。這種影響主要體現在：（1）導致應力波迅速衰減；（2）影響缺陷反射波幅值；（3）產生土阻力波，所以限制了可測樁的長度及樁基直徑。基于橋梁樁承載力要求高，低應變反射波法對局部缺陷、深部缺陷反映不敏感、受地質變化影響較大等特性而受到限制。根據規范規定，低應變反射波檢測技術對于樁身缺陷程度只做定性判定，盡管利用實測曲線擬合法分析能給出定量的結果，但是鑒于樁的尺寸效應、測試系統的幅頻相頻響應，高頻波的彌散、濾波等造成的實測波形畸變以及樁側土阻尼影響，曲線擬合法還不能達到精確定量的程度。因此，要對缺陷類型進行判定時，應針對該工程的地質、施工情況而綜合采取鉆芯、聲波透射等其他檢測技術。

根據工程要求，本中小橋基樁鉆孔抽芯頻率可以每標段為計數單元，故其余橋梁的樁基共抽2%即2根。受檢樁長徑比較大時，當成孔的垂直度和鉆芯孔的垂直度都符合規范1%要求，方向相反時抽芯孔容易偏離樁身，所以要求受檢樁樁徑不宜小于80cm、長徑比不宜大于30。

5.樁基檢測準備工作

對于本工程的基樁無破損檢測在成樁14天以后或混凝土強度至少達到設計強度的70%且不小于15MPa后進行檢測，抽芯檢測則需在混凝土齡期達到28天或預留的同條件養護試件強度達到設計要求。對于本工程每批待檢樁檢測前采取以下檢測準備工作：

（1）在采取超聲波檢測技術進行本樁基工程檢測前，采用20cm長的Φ32鋼筋綁在測繩上，同時要確保其足夠牢固，然后對檢測管進行探孔，檢測其是否被堵管。若堵管則應采取措施對其進行疏通，而且要保證檢測管內灌滿清水。

（2）采取小應變檢測技術進行本樁基工程檢測前，先要提前鑿除至設計樁頂標高，打磨好樁頭，并保證樁頭干凈、無積水。

（3）采取鉆孔抽芯檢測技術進行本樁基工程檢測前，先搭設鉆機施工平臺以及通水通電。

所有樁基檢測準備工作完成后，經檢查符合檢測條件后方可進行樁基檢測。

6.樁基檢測技術要點

（1）低應變檢測技術。對于本標段的樁基樁徑有Φ1.5m、Φ1.2m兩種樁基采取低應變檢測，根據本工程相關要求，對于樁徑大于100cm的樁基則需打磨4個點（直徑約為10cm），中心一個旁邊對稱三個。打磨點距鋼筋籠主筋不小于5cm，被測樁頭應鑿至設計標高，露出密實混凝土面。

（2）超聲波檢測技術。本標段的樁基樁徑有Φ0.8m、Φ1.2m、Φ1.3m、Φ1.5m、Φ1.6m、Φ1.8m、六種樁基采取超聲波檢測，根據本工程相關的要求，對于樁徑小于150cm的樁基稱呈等邊三角形埋置3根管；對于樁徑大于等于150cm時的樁基呈正方形埋置4根管，對稱布設并確保穩定牢固。超聲波檢測的樁基，檢測管應在加工鋼筋籠時，綁扎或者焊接在鋼筋籠加強筋內側，確保牢固，順直，且相互平行，定位準確。檢測管須埋設至樁底，管口宜高出樁頂面30cm以上，管口高度宜一致。檢測管采用外徑φ50×2.5鋼管，連接將采用φ60×5套管連接，并保證接頭密封。下端采用φ65×10Q235鋼板封底焊接，不得漏水。并且在安裝聲測管同時管內灌滿水，聲測管安裝完成，用測繩探測每根聲測管長度并作記錄，上口用塞子塞住，防止砂漿，雜物堵塞管道。

（3）鉆孔抽芯檢測技術。根據本工程相關的要求，對于樁徑1.2m～1.6m范圍的樁采取鉆2個孔，當樁徑大于1.6m的樁采取鉆3個孔，開孔時要確保開孔位置宜在距樁中心0.15～0.25D內均勻對稱布置。對樁端持力層的鉆探，每根受檢樁應不少于1個孔，應鉆至樁底下不小于1D且不小于2米。對懷疑有溶洞或裂隙等的地質情況，應鉆至樁底下不小于3D且不小于5米。

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【關鍵詞】橋梁水下樁基檢測方法

Abstract: Pile foundation works in addition due to the conditions of geotechnical engineering, foundation and structural design of pile-soil interaction, construction and professional and technical level and experience associated factors and the complexity, the piles of construction also has a high degree of hiddenfound quality problems is difficult, more difficult to deal with the accident. In this paper a detailed analysis of the bridge underwater pile testing methods.

Keywords: bridges, underwater pile, detection method.

中圖分類號：K928.78文獻標識碼：A 文章編號：

橋梁工程是公路工程中重要的工程項目，而樁基又是橋梁的主要部分，它承受著由橋跨結構傳給墩臺的巨大荷載。其質量的好壞，直接影響橋梁使用的長久性和安全性。但是樁基工程除因受巖土工程條件、基礎與結構設計、樁土體系相互作用、施工以及專業技術水平和經驗等關聯因素的影響而具有復雜性外，樁的施工還具有高度的隱蔽性，發現質量問題難，事故處理更難。因此，樁基檢測工作是整個樁基工程中不可缺少的環節，只有提高樁基檢測工作的質量和檢測評定結果的可靠性，才能真正地確保樁基工程的質量與安全。

一、樁基檢測方法的分類

1、低應變動力檢測法

低應變動力檢測法主要包括水電效應法、反射波法和機械阻抗法等等， 是指在樁頂面實施低能量的瞬態或穩態激振，使樁在彈性范圍內做彈性振動， 并由此產生應力波的縱向傳播，同時利用波動和振動理論對樁身的完整性做出評價的一種檢測方法，其中以反射波法原理簡單、檢測效率高、設備簡單、成本低進而在樁基檢測過程中被大量使用。

低應變法， 它屬于快速普查樁的施工質量的一種半直接法，主要適用于檢測混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置等。資料完善時，可以估算出樁長、區分缺陷類型和估測混凝土強度級別等。由于低應變動力試樁操作方法簡單，與其它測試方法相比，具有檢測速度快、費用低和檢測覆蓋面廣等特點，已成為樁身施工質量檢測中應用最為普及的方法。

低應變法的理論基礎是一維線彈性桿件模型，因此受檢樁的長細比、瞬態激勵脈沖有效高頻分量的波長與樁的橫向尺寸之比均宜大于5，設計樁身截面宜基本規則。另外，一維理論要求應力波在樁身中傳播時平截面假設成立，所以，對薄壁鋼管樁和類似于H 型鋼樁的異型樁，低應變法不適用。且由于受樁型(如截面多變)、地質條件、激振方式、樁的尺寸效應、樁身材料阻尼等因素的影響，樁過長(或長徑比較大)或樁身截面阻抗多變或變幅較大引起的應力波多次反射，往往測不到樁底反射或正確判斷樁底反射位置，從而無法評價整根樁的完整性。另外，檢測結果分析判定的準確性與操作人員的技術水平和實踐經驗有很大關系。

2、聲波透射法

聲波檢測一般是以人為的激勵方式向介質(被測對象)發射聲波，在一定距離上接收經介質物理特性調制的聲波(反射波、透射波或散射波)， 通過觀測和分析聲波在介質中傳播時聲學參數和波形的變化，對被測對象的宏觀缺陷、幾何特征、組織結構、力學性質進行推斷和表征。

具體原理是通過在樁身預埋聲測管(鋼管或塑料管)，將聲波發射、接受換能器分別放入2 根管中，其中管內注滿清水為耦合劑，換能器進行聲波發射和接受，使聲波在混凝土中傳播，通過對聲波傳播主頻、時間、聲速和波幅等物理量測試與分析，對樁身完整性作出評價的一種檢測方法。

聲波透射法以其鮮明的技術特點，即以透射聲波為測試和研究對象的，分析、判別其缺陷的位置和范圍，進而評定樁基混凝土的質量情況，成為目前混凝土灌注樁(尤其是大直徑灌注樁)完整性檢測的重要手段之一。

聲波透射法的優點在于測試精度高，不受場地限制，缺陷的判斷上全面，檢測范圍無盲點，缺點在于需要預埋聲測管，檢測成本相對較高，對樁身直徑也有一定的要求。

3、鉆孔取芯法

該方法主要是采用鉆孔機對樁基進行抽芯取樣，根據取出芯樣，檢測樁基樁長，樁身砼密實度及強度，骨料粒徑，級配情況、樁身完整性、樁底沉渣厚度及持力層的力學性質、砼與樁端持力層巖土體的接觸關系，對該樁質量等級做出評價。

二、橋梁水下樁基檢測方法

1、檢測內容

（1）一般性外觀檢查（Ⅰ類目視檢查）

由檢查人員通過目視和水下攝像機， 對水中結構進行外觀檢查， 目的是了解構件的損傷、損壞情況，如結構的變形、裂縫、機械損傷等。在檢查過程中，潛水員要隨時報告檢查路線、方位及檢查的結果，電話員要記錄好潛水員報告的一切內容， 潛水員出水后要立即同電話員核對并及時糾正錯誤的記錄。

（2）詳細的外觀檢查（Ⅱ類目視檢查）

詳細的外觀檢查是由持無損檢測證書的潛水員對結構進行詳細的檢查， 一般是對檢查方案規定的測點、業主要求和出現病害的部位進行檢查。在檢查前需要對檢查對象進行相應的清理， 針對結構損傷面積、位置等進行測量， 檢查結果以定量的數據或圖片進行描述。

2、檢測方法

檢查時，首先進行Ⅰ類目視檢查，然后對發現異常情況的部位進行詳細的Ⅱ類目視檢查，并進行水中錄像。

（1）機械性損傷、裂縫、變形檢查

首先對潮差段、樁、樁與承臺連接處進行Ⅰ類目視檢查，對發現問題處或指定重點檢查處進行Ⅱ類目視檢查，并對Ⅱ類檢查中發現的機械性損傷、裂縫、變形部位進行測量記錄。檢查中如發現局部的損傷、變形、裂縫等要詳細地描述清楚，必要時作相應的清理，對于損傷部位除測量損傷的形狀外，還要附加構件的直線性測量，測量結果附圖說明，測量完成之后要進行水中錄像。測量方法如下： 根據目視檢查結果，對損傷嚴重的部位，使用鋼板尺及卡尺進行測量，對于承受高壓力以及容易損壞的位置要特別認真地檢查。

（2）海生物檢查

要確定海生物屬硬質還是軟質，以及其最大厚度、壓縮厚度及覆蓋率，就需要對取樣測量的區域進行攝影及錄像。常采用的方法是： 使用0.1m×0.1m的正方形框架附在水生物的表面，然后用畫針畫出界線，采用鏟刀將海生物全部鏟入袋中。該袋用鐵絲撐口，通過磁鐵塊將袋口吸掛在結構物被清理表面的下方，這樣就可將全部鏟下的水生物裝入袋內。

（3）沖刷檢查

一般采用尺桿輔助目視檢查。檢查樁身周圍2m～5m范圍內的河床情況， 分別量測樁身上下游、順橋向河床的坡度和局部高差， 以及樁身在承臺底至河床面之間的自由長度， 并指明是軟底還是硬底。

（4）河床斷面情況檢查

由于竣工資料中對河床等的描述不甚準確，部分橋梁的竣工資料中沒有提供橋梁竣工時的河床斷面情況，檢查過程中，可以根據各橋梁的實際情況，以橋梁的蓋梁、系梁或承臺的某一面、樁頂與立柱交界面處等為基準，量測得河床面與參考基準點之間的相對高程情況，作為今后橋梁檢查時的河床沖刷情況的對比資料。

3、工程實例

廣西欽州至防城港高速公路西江大橋2#墩3#立柱剝落露筋，該橋梁建成運營至今達15年之久。為了查明該橋橋墩樁基礎病害情況， 根據現場條件決定采用人工潛水檢測樁基礎。典型探測圖像如圖1所示。

圖1西江大橋2-3立柱剝落露筋

檢測結果表明， 被檢測橋墩基礎無傾斜、沉降， 局部有鋼筋外露銹蝕現象。

4、檢測方法的優缺點

水下探摸和水下攝像檢測作業方法的優點在于在檢測區域內不留死角，且在檢測的同時，可以對一些缺陷進行及時修補，在水質比較清的環境下，檢測的效果會比較好。其缺點是對檢測的環境要求比較高，水質渾濁時只能依靠潛水員探摸進行檢測，檢測速度慢，檢測費用高， 潛水員人身安全威脅較大，特別是在深水、湍急河流以及橋下有沉船等情況下，潛水員容易出現安全事故。

因此，從理論上講，只要潛水深度在生命安全范圍內（一般不超過60m），潛水檢測基礎均能實施。除了坐落于大江大河上的橋梁以及跨海大橋（一般水深均較深）外，對于一般的大橋、特大橋基礎，均能采用潛水檢測完成檢測任務。

參考文獻：

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[2] 黃金雄. 深度探討基于工程實踐的橋梁樁基施工流程與要點[J]. 科技資訊, 2010,(17) .

[3] 楊仕韜. 廣東某公路橋梁施工技術分析探討[J]. 科技資訊, 2011,(11) .

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[5] 胡思衡. 深圳某橋梁水下樁基施工及事故處理措施研究[J]. 科技資訊, 2012,(01) .

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關鍵詞:橋梁; 樁基礎; 質量檢測

Abstract: in the bridge construction, the pile foundation is the main structures bearing parts, its quality directly related to the safety of the use of the structures and permanent. Due to its own process multifarious, pile foundation construction difficulty, technical requirements higher characteristic, it is easy to appear quality problem. Therefore it is necessary to strengthen quality test, to ensure the quality of the construction of the bridge.

Keywords: bridge; Pile foundation; Quality testing

中圖分類號：K928.78文獻標識碼：A 文章編號：

一、 樁基檢測技術

1. 成孔檢測

在我國，成樁檢測技術要優于成孔檢測技術。從防患于未然的層面來看，樁的成孔檢測應比成樁后檢測更為重要。大力提倡成孔檢測技術的開發，特別是對樁承載力有很大影響的灌注樁樁底沉渣厚度測試手段的研究，今后仍是我國樁基工程中的迫切任務。

2. 靜載荷試驗法

目前樁的靜載試驗仍被國內外公認為評價樁承載力最直觀、可靠的方法，但由于測試儀表的精度、試驗方法的限制、分析方法的差異和工程判斷的能力等因素，其測試誤差也能達到10％。因此。如何改進靜載試驗測試、分析方法，提高靜載試驗的可靠度，長期以來是工程界所關心的課題。近年來，試驗噸位有了很大提高，也有許多研究人員對相關的負摩阻現象進行了研究和探討，對于大噸位的樁，在樁底埋設千斤頂和傳感器進行載荷試驗。

3. 聲波透射法

這雖是一項傳統技術，以前應用卻并不廣泛。隨著近幾年來交通系統投資的增加，以橋樁為代表的各種大直徑鉆孔灌注樁的大量涌現，聲波透射法在國內已得到越來越廣泛的應用，在這種方法的應用過程中-數字化聲波儀已取代了傳統的模擬聲波儀，不僅在使用的方便程度上有了質的飛躍，而目．在分析手段上也有了很大提高。

4. 應力波反射法完整性檢測

盡管近年來國內外對于這種方法的研究未見本質性的進展，但在實用和普及方面國內卻有較大提高，這些不僅表現在國產樁基動測儀和配套用傳感已達到或接近國外先進儀器方面，也表現在許多單位認真研究各個測試細小環節和分析環節方面，更主要的是表現在許多管理部門已開始認真總結應力波反射法完整性檢測的得與失，開始使這種方法的應用回歸到一種正常的位置。

5. 動靜法

由于高應變動力試樁法力的作用時間過短，樁只能被視為彈性體進行分析，國外有人提出了一種動靜法，采用技術將力的作用時間延長，使沿樁身傳播的應力波波長大于實際樁長，進而將樁視為剛體，回避了應力波的傳播問題。應該說這種方法既克服了傳統靜載試驗的笨重與費時，也克服了高應力方法的過分間接性，是一種較好的方法，但由于該方法對錘的配重要求人高，具體操作仍有較大難度。

二、 動測與鉆芯兩種檢測方法的比較

樁基動測法中低應變反射波檢測方法是建立在一系列假設前提條件下的，它首先假設樁是一個等截面、均質的一維直竿且橫截面的直徑遠小于竿的長度，竿側及竿端物質的密度明顯小于竿的密度。只有這樣才可應用彈性直竿中波傳播的理論和波動方程解釋工程樁的完全性問題。因此不僅檢測人員，建設單位主管及相關監理人員也應當清楚作為低應變主要檢測方法的反射波的應用是有前提的，其檢測結果對正常樁是有效的。特殊情況下，現場監理在灌注過程中發現的問題比任何檢測方法都及時和準確。鉆芯檢測法因其優點突出即直觀，而引起人們的廣泛重視。但該方法成本高昂，鉆芯需較長時間，使得人們無法在大范圍內廣泛應用。另外鉆芯法的代表性也受到質疑，特別在確定縮徑等缺陷時更是無能為力，一般地說鉆芯法在確定樁身質量有較強的說服力，對確定斷樁、夾泥、離析也有一定的優勢。芯樣取率要達到100％ 。它要求技術人員有豐富的實踐經驗，對鉆進過程所遇到的各種情況要有完整，準確的記錄。有時斷樁部位在鉆芯過程中只反應為幾或十幾厘米的突然掉鉆，如不能準確記錄下來，從提取的芯樣上很難判斷出嚴重的缺陷。因此，鉆芯檢測法主要是對動檢測法的一個補充，重點是對混凝土質量有懷疑的合格樁及動測評為不合格缺陷樁進行驗證。

三、 基樁檢測

1. 檢測原則

1) 根據《公路工程質量檢驗評定標準》及《公路橋涵施工技術規范》的要求，對基樁應采用無破損法檢測樁的質量，并選取一定比例的基樁進行鉆孔抽芯法檢查。

2) 試驗檢測方法的選定與分析應綜合考慮勘察、設計、施工等因素，做到技術先進、安全選用、經濟合理、評價正確。

3) 為保證檢測結論的可靠性，可根據不同被檢對象和檢測要求，選用多種檢測方法進行綜合分析判斷。為確保基樁質量，對初期施工的基樁宜選取一定數量的基樁采用多種檢測方法進行比對分析，指導下一步的基樁檢測工作。

4) 采用低應變反射波法檢測嵌巖樁時，當樁端反射信號為單一反射波且與錘擊脈沖信號同相時，應結合巖土工程勘察、設計、施工等有關資料以及樁端同相反射波幅的相對高低來推斷嵌巖質量，必要時應采取其他合適方法進行檢驗。

5) 采用低應變反射波法檢測，當對樁身完整性的分析出現下列情況之一時，應結合其他檢測方法進行檢測。

6) 無損檢測不能作評定的基樁，需采取鉆芯法(或其他檢測方法)作進一步確認時，其最終質量等級由鉆芯(或其他檢測方法)檢測單位根據規范、規程直接評定。

7) 基樁抽芯檢測工作實行見證制度，檢測單位應及時通知參建各方到現場見證，并辦理現場見證手續。

2. 檢測頻率

1) 重要工程或重要部位的基樁，或建設單位、設計單位有特殊要求的基樁或特殊地質和對質量有懷疑的基樁，可適當調整、增加其檢測方法、檢測頻率。

2) 由于無損檢測不合格或不作評定而改為抽芯法檢測的基樁，其數量不包括在上表所列的鉆孔抽芯法的頻率。

3) 根據有關規定，質量監督部門可對總樁數的5～10%的頻率進行強制性抽檢；對質量問題較多或對質量有懷疑的基樁可加大強制性抽檢頻率或采取各種有效的檢測方法進行檢測、鑒定。質量監督部門強制性抽檢數量不包括在上表所列的頻率數量范圍內。

4) 強制性鉆芯檢測的樁基仍需進行無損檢測。

四、 檢測數據的分析與判定

1. 混凝土芯樣試件抗壓強度代表值應按1組3個試件強度值平均值確定。同一受檢樁同一深度部位有2組及以上混凝土芯樣試件抗壓強度代表值時，取其平均值為該樁該深度處混凝土芯樣試件抗壓強度代表值。受檢樁中不同深度位置的混凝土芯樣試件抗壓強度代表值中的最小值為該樁混凝土芯樣試件抗壓強度代表值。

2. 樁端持力層性狀應根據芯樣特征、巖石芯樣單軸抗壓強度試驗、動力觸探或標準貫入試驗結果綜合判定。

3. 樁身完整性類別應結合鉆芯孔數、現場混凝土芯樣特征、芯樣單軸抗壓強度試驗結果及規范要求進行綜合判定。

4. 鉆芯孔偏出樁外時，僅對鉆取芯樣部分進行評價。

結論

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1．1完整樁

完整樁的動測波形規則衰減，樁身呈完好狀態，滿足設計樁長，波速正常，混凝土強度與樁基設計要求符合。通常情況下，單純擴徑的樁也屬于此類。

1．2基本完整樁

此類樁基動測波形具有小的畸變形，而樁底反射清晰，樁身具有較小的缺陷，包括輕度縮徑，局部輕度離析等問題。通常情況下，不會對橫向剪切力與單樁承載力造成較大的影響，樁身混凝土波速呈正常狀態，可以達到混凝土設計的要求與標準。

1．3缺陷樁

缺陷樁的動測波形出現比較明顯不規則反射，對應樁身缺陷如縮徑、裂紋、夾泥等，并且此類樁基的樁身混凝土達不到設計要求與標準，對單樁承載能力具有一定的影響。此外，此類樁基通常要求設計單位對單樁承載力進行復核，之后對能否使用提出意見。

1．4嚴重缺陷樁

嚴重缺陷樁的動測波形呈嚴重畸變，并伴有嚴重離析情況，同時夾泥、斷樁、嚴重縮徑等問題比較明顯，此類樁基通常不能被作為高速公路橋梁基礎使用，需要進行嚴格的工程處理，待其承載能力符合使用要求與標準后才能準予使用。

2高速公路橋梁樁基檢測技術應用要點分析

2．1現場靜力載荷檢測技術的應用及優化

在高速公路橋梁樁基檢測中，現場靜力載荷法通常采用現場加載測加載與沉降曲線，通過P—S曲線，對樁的承載力進行分析，從而對樁基施工質量進行研究。通常情況下，P—S曲線的起始段為一段近似正比例的一次函數線，曲線會隨著載荷的增加呈現越來越陡的趨勢，當曲線率近似無窮的時候，就說明樁承載力已經達到極限，此時的樁承載力如果比設計值小，就說明樁基不能滿足承載力的要求。當在P—S曲線中突然出現位移陡變時，就說明樁基中存在比較嚴重的缺陷，而曲線比較平滑的時候，就說明樁基并不存在明顯缺陷。

2．2應變動測檢測技術的應用及改善

在高速公路樁基檢測中，應變動測法主要包括高應變與低應變動測法兩種。高應變動測主要利用重錘自由落體錘擊樁上端，以此獲取相關動力系數，然后依照既定程序，通過計算與分析對樁身的完整程度與承載力進行確定。這種方法的準確性較高，然而操作程序較為復雜，檢測不方便。因此，經過長時期的改良，低應變動測法順勢而生，并廣泛應用于高速公路樁基檢測中。低應變動測法主要應用小錘撞擊與現代化的傳感器進行結合，將小錘撞擊的動力波通過傳感器轉化為速度信號與頻率信號，對樁身的具體狀況進行確定，從而對其缺陷的位置與嚴重程度進行測定，如此提高了樁基檢測的簡便性與效率。

2．3靜力觸探檢測技術的應用及完善

在高速公路橋梁樁基檢測中，靜力觸探檢測技術的應用比較廣泛，該方法重視力的分析與研究，其準確性與可操作性較強。靜力觸探技術主要采用原位測試的靜力觸探和標準貫入實驗參數，從而對單樁的承載力進行確定。該方法的運用通常需要經過試驗測得比貫入阻力、端阻力與樁身側阻力，從而通過分析與計算，對樁基的承載力特征值進行確定，然后用計算得出的特征值與規定的安全系數相比，得出的數值與樁基的承載力相比較，如果比設計樁基承載力的值大，就說明符合設計要求，反之則不符合標準。

2．4超聲波透射檢測技術的應用與提升

超聲波透射法是通過在樁內部預先埋設沿樁長方向的聲測管，使之發射超聲波脈沖并且接收探頭發出的周期性脈沖波，然后將其轉換為電信號，借助特定的儀器，將電信號的幅值、時間及頻率反映到屏幕上，如此可以對波形圖進行有效的分析，從而對樁身內部缺陷的位置、大小、混凝土均勻性等指標進行檢測與確定。通常情況下，超聲波透射檢測法被廣泛應用于高速公路橋梁樁基檢測中，并且此類檢測技術具有準確度高、可靠性強、操作簡便等特點，最重要的是超聲波透射檢測法的抗干擾性較強，然而需要注意的是，所檢測樁基的齡期需要大于七天，并且保證其測管的埋設符合檢測設計與要求。超聲波透射檢測法的分析包括以下三類:(1)超聲波波幅分析法。主要利用選取的超聲波信號波幅平均值的1/2作為樁身是否存在缺陷的臨界值，該方法的精確度較高，若第n個波幅比波幅臨界值小，就說明在第n個測點處樁身存在一定的缺陷。(2)聲波用時分析法。運用該方法時，需要將聲波用時的平均值與聲波用時的標準差的二倍作為一個界限標準，對樁身是否存在缺陷進行確定。若第n個測點的聲波用時超過了缺陷臨界值，就說明第n個測點處可能存在樁身局部缺陷。(3)聲時—深度曲線分析法。該方法是計算出相鄰的兩個測點之間曲線的斜率及其測點差值的乘積，以此作為有無樁身缺陷的判斷依據，如果乘積比限定的界限值大，就說明樁身存在一定的缺陷，反之，則說明樁身構造良好。

3結論

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關鍵詞：公路橋梁；樁基檢測；新技術

中圖分類號：U41文獻標識碼： A

引言

在公路橋梁中的樁基建設是一個主演環節，不僅關系到整體結構的質量，也關系到公路橋梁的使用年限，只有通過不斷的技術提升，對于安全性能的檢驗技術保障，才能保障公路橋梁的整體穩定性，運用公路橋梁樁基的檢測技術方法，制定合理的檢測計劃，就能夠在實際檢驗方法的運用過程中，切實做到能夠檢驗公路橋梁的樁基質量情況。隨著樁基檢驗技術的大力推展，只有不斷的通過技術調整，才能夠確保公路橋梁的質量安全。

一、對于目前公路橋梁樁基檢測簡介

公路橋梁工程樁基主要可以分成以下幾種：根據公路橋梁工程樁基施工方法可以分成人工挖孔樁、沉管成孔樁、螺旋成孔樁、沖擊成孔樁等。根據公路橋梁樁基直徑大小可以分為大直徑樁、中等直徑樁、小直徑樁。公路橋梁工程樁基一般是大直徑樁。根據公路橋梁工程樁基豎向受荷情況可分為抗壓樁和抗拔樁等。根據公路橋梁工程樁基水平受荷情況可分為被動樁和主動樁等。

對于樁基的負荷能力以及結構性能的檢測是目前在樁基檢測項目中重要的檢測項目。依據在檢測項目工作的目的，就需要區別不同的檢測方法優勢情況，對于檢驗方法所受到的限制也要有所了解，依照工程建設的地點不同，按照在工程中的地理以及自然情況，施工中的工程要點相互結合，選擇合適的檢測方式，這是對于檢測工作的前提準備，是為了能夠獲得更加準確的工程信息內容。

在公路橋梁工程樁基檢測方法上，可以將公路橋梁工程樁基分成高應變檢測低應測樁法、聲波透射法、靜載荷試驗法等檢測方法。其中，公路橋梁工程樁基靜載荷試驗可采用堆載平臺法、錨樁法、地錨法、堆載和錨樁聯合方法。公路橋梁工程動力測樁法主要可分為高應變動測法和低應變動測法。

二、公路橋梁中樁基的檢測技術

（一）高應變檢測

高應變動檢測技術于上個世紀八十年代引入我國，在九十年代初，我國也相繼出現了類似的計算機軟件。近年來，在公路橋梁樁基工程中也常常采用這種方法，通過在樁頂施加高能量沖擊荷載，實測力和速度信號，運用波動理論反演來推算被檢樁的完整性及軸向抗壓極限承載力。高應變檢測樁身完整性的可靠性比低應變法高，只是在帶有普查性的完整性檢測中應用尚有一定困難。目前，在工程界采用最多的高應變試樁法主要有曲線擬合法和阻力系數法。高應變動測法在確定單樁的承載力方面具有明顯優勢，不需要靜載試驗中的堆載物或者錨樁，費用低、時間短且效率高，還能夠進行大噸位的樁基檢測，逐步取代了靜載荷試驗方法，成為樁基工程驗收的重要手段。

高應變動測法不僅能夠確定樁基承載力的大小，還能夠反映出樁土阻力分布、樁身完整程度等信息。但是由于這種檢測方法不但計算程序比較復雜，而且在現場測試中的樁頭處理、錘擊設備選擇、傳感器的安裝等眾多因素都影響檢測精度，因而在公路橋梁樁基檢測中的應用受到限制。但高應變動測法對于樁基設計和其他的檢測方法均具有借鑒作用。

（二）靜荷載法

目前，國內外公認的對樁的承載力進行測試的最直觀與最可靠的方法是靜荷載試驗，但是受到測試儀表精度以及試驗方法限制與分析方法差異還有工程判斷能力的影響，使用此方法，有時候誤差也會達到百分之十。所以，工程界一直在思考怎樣對靜荷載試驗改進其測試與分析方法，并對其可靠度提高。這些年來，試驗的噸位已經得到了提高，比如有些單位已經能加載超過30000噸位，另外還有一些相關研究人員研究探討負摩阻現象。

（三）聲波透射法

這是一項較為傳統的技術，但是在以前沒有進行廣泛應用。近些年來，由于交通系統中的相關投資得到了增加，這種方法在國內的應用越來越廣泛。傳統方法中的模擬聲波儀已經被數字化聲波儀所取代，不僅使用比較方便，而且也使分析手段得到了提高。聲幅與聲頻成為分析判斷的要素。另外，聲波CT也已經進入了使用階段。

（四）低應變法

這種方法主要是對樁身的完整性進行檢測。很多缺陷或者是質量事故都在流水處或者是底層的變化處發生，底層的變化會導致反射波的產生從而影響波形，所以要對地質資料進行查看，了解施工的具體記錄，從而確定缺陷的具置。定量分析軟件能幫助我們判定基樁缺陷的具體程度，雖然這一軟件有一定的不足之處，但是它對應力波在樁身進行傳播的具體過程進行了分析，只要保證樁周選擇合理的土參數，就能起到一定的效果。在運用低應變法進行檢測時，不斷缺陷屬于什么樣的類型，其共同的表現就是樁的阻抗減小，不能區分缺陷性質。

1.低應變動測法的適用范圍介紹

公路橋梁工程樁基低應變動測法的適用范圍對測量影響是十分巨大的，其中公路橋梁工程樁基測土阻力是主要因素，測土阻力包括兩個部分:動土阻力和靜土阻力，后者是主要影響因素，其特點可以概括如下:(1)消減反射波峰值；(2)加快應變力衰減；(3)動土阻力波的產生限制了可測樁基的長度。

通過總結實際公路橋梁工程樁基施工過程中的經驗教訓，在公路橋梁工程樁基中采用低應變動測法對公公路橋梁工程樁基進行檢測時，公路橋梁工程樁基的長度通常在5～50m的范圍之間，公路橋梁工程樁基的半徑一般需小于0．9m，盡管一些長度大于50m的公路橋梁工程樁基仍能夠獲得樁底的應力波信號，然而因公路橋梁工程樁基的承載力較大，公路橋梁工程樁基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不夠準確，同時也會受到公路橋梁工程當地地質條件的影響。

2.低應變動測試過程分析

低應變動測試過程中，測量人員為了提高公路橋梁工程樁基測量結果的精確性和準確性，要特別注意以下幾點:選取測量點和錘擊點、安裝傳感器等。

（1）選取測試點。測試點的選取應該以公路橋梁工程樁基直徑為選取依據，選取原則要保證公路橋梁工程樁基測試點滿足實際測量的需求，通常情況下，公路橋梁工程樁基直徑不小于0．15m，基樁測量點的選取應該大于5個，而且要保證和鋼筋籠的間距在15cm以上，選取的方式要保證公路橋梁工程樁基測量點均勻，打磨處理應該仔細認真，保證后續公路橋梁工程樁基施工正常進行。

（2）選取錘擊點。公路橋梁工程樁基檢測過程中的錘擊點適宜點為相距傳感器20～30cm的位置，如果錘擊點與傳感器間距離太近，錘擊的沖擊力可能對傳感器造成干擾，而若錘擊點與傳感器間距離太遠，就可能有橫波的影響產生波形震動現象，這將無法準確反映公路橋梁工程樁基的狀況。所以錘擊點和傳感器位置選取的好壞直接決定著公路橋梁工程樁基檢測效果，可以聘請公路橋梁工程樁基檢測專業技術人才進行測量檢測，保證公路橋梁工程樁基檢測結果滿足設計要求。

（3）傳感器的安置。按照公路橋梁工程樁基測試點的選取情況來確定傳感器的安裝，粘貼方式是最為常用的安裝公路橋梁工程樁基檢測傳感器的方法，因此這就要求在公路橋梁工程樁基的頂部干燥的時候，比較常用的粘貼劑包括: 橡皮泥、黃油、石蠟、等，粘貼層的厚度應該適中，避免過厚造成公路橋梁工程樁基檢測傳感器應力波接收不準確的情況。

（五）自平衡法檢測

自平衡法測樁法是一種基于在樁基內部尋求加載反力的間接的靜載荷試驗方法。其主要裝置是一種特制的荷載箱，它與鋼筋籠連接而安置于樁身下部。試驗時，從樁頂通過輸壓管對荷載箱內腔施加壓力，箱蓋與箱底被推開，從而調動樁周土的摩阻力與端阻力，直至破壞。將樁側土摩阻力與樁底土阻力迭加而得到單樁抗壓承載力，其測試原理見圖。

自平衡測樁法具有許多優點

1.裝置簡單，不占用場地、不需運入數百噸或數千噸物料，不需構筑笨重的反力架；試驗時十分安全，無污染；

2.利用樁的側阻與端阻互為反力，直接測得樁側阻力與端阻力；

3.試樁準備工作省時省力；

4.試驗費用較省，與傳統方法相比可節省試驗費約30％~40％，具體比例視樁與地質條件而定；

5.試驗后試樁仍可作為工程樁使用，必要時可利用輸壓管對樁底進行壓力灌漿；

6.在水上試樁、坡地試樁、基坑底試樁、狹窄場地試樁、斜樁、嵌巖樁、抗拔樁等情況下，該法更顯示其優越性。

根據近年的實踐表明，自平衡試樁法適用于鉆孔灌注樁，人工挖孔樁、沉管灌注樁，樁受力的形式有：摩擦樁、端承摩擦樁、摩擦端承樁、端承校、抗拔樁。

應用場地除一般的粘性土、粉土、砂土、巖層等常規場地外，目前已在坡地試樁、基坑底試樁、狹窄場地試樁、抗拔樁試樁獲得成功。對于大噸位、大尺寸樁，采用自平衡法可方便地測得其承載力，但其代價也較大。由于該法可分別測得側阻力、端阻力，故可求得單位面積側阻力、端阻力。目前國內外都經常先進行模擬樁的測試，再根據實際尺寸換算求得大樁的承載力，但模擬樁的直徑不應小于800mm，以防尺寸效應帶來的誤差。

結束語

目前對于公路橋梁的檢測方法得到了工程管理的全面關注，不僅促進橋梁技術發展，同時對于橋梁通行質量有所保障，隨著技術的不斷發展，不僅取得了很多經濟效益，同時也得到社會的普遍認可，就目前橋梁檢測技術應用而言，還存在很多問題，對于樁基的檢驗技術而言，必須根絕實際情況進行選擇，這樣才能發揮每種檢測技術的優勢方面，對于所存在的缺點也要能夠清楚的認識，才能夠選擇合適的樁基檢測技術，公路橋梁中的樁基建設是一個重要施工環節，與整體結構的質量緊密相關，只有通過不斷的技術提升，對于安全性能的檢驗技術保障，提升公路橋梁的整體穩定性，通過運用公路橋梁樁基的檢測技術方法，確保公路橋梁的質量安全。

參考文獻：

[1]韋少輝.公路橋梁中樁基檢測新技術的開發和應用分析[J].科技創新與應用,2012,18:136.

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【關鍵詞】 橋梁;灌注樁;完整性檢測;超聲波透射法

一、前言

樁基礎作為基礎構件，主要承受上部荷載并將其傳遞至下端土體中，其質量優劣嚴重影響主體結構的使用和安全，加之樁基礎屬于隱蔽工程，其成樁質量受地質條件、成樁工藝、機械設備等因素的影響，故加強樁基礎質量檢測十分必要。

樁基礎的評判標準主要是樁基承載力和樁身完整性，其中樁基承載力的大小直接決定樁基能否承受并傳遞上部荷載。樁基完整性是一種綜合定性指標，反映樁身材料的密實性、連續性等性質及樁基樁身截面的尺寸相對變化。樁身完整性好的樁基都有較好的樁基承載力，因而對樁基完整性的檢測結果能直接反映樁基的等級。中國現行規范中常用的樁基檢測方法包括高低應變法、靜載試驗法、鉆芯法、超聲波法（即折射法和透射法）。下面以橋梁樁基檢測為例，對超聲波透射法進行探討。

二、超聲波法的檢測原理

1、回波法

這一方法同樣適用于金屬探傷方面。由于材質方面的不同，回波法也受到了影響，混凝土的非勻質性導致了回波法不能夠在樁基檢測中得以應用。因此，用途較為廣泛的是投射法，而超聲波透射法的基本原理則是，事先在樁基的內部進行裝入管道，由此形成了檢測的通道，便于探頭等設備的安裝，應注意的是，探頭等設備需要裝在聲測管中。在儀器的使用過程中，會接收到周期性的電流脈沖，在經過一系列的轉換后，會形成叫做超聲脈沖的一種物質，這種物質能夠穿透需要進行檢測的樁基，然后經過換能器再進行吸收，最終轉換成電信號的形式。從設備的顯示屏中可以看到詳細的時間、波幅等參數，這些參數可以宏觀地描述檢測中的設備的缺陷所在之處以及缺陷的形成原因，加快了檢測的速度以及工程的進度。

2、檢測方法

主要有：平測法，斜測法以及扇形掃測法，這些方法時根據發射與接收設備的高度和轉換程度進行整合的。應用較為廣泛的是平測法與斜測法。在測試過程中，應保持測試的高程不變，并對測試物體的每一個我們能夠接觸到的面進行獨立檢測，同時應注意的是，對于不同高程的換能器，其差別越大則測試結果就越準確，可以精確地測定缺陷的具置，但高程增加對所接收的信號強度也有所影響，增加了高程，接收信號的強度會減弱，導致在測試缺陷具置的時候不能掌握最精準的位置，影響了最終的位置判斷。操作人員應注意的是，在進行有關測試之前，應調整相關儀器的零件位置以確保能夠探測到最精準的缺陷所在之處。

三、超聲波透射法檢測原理、方法、判定

1、超聲波透射法檢測原理

混凝土是一種集結型的復合材料，其內部存在著廣泛分布的復雜界面。當混凝土的組成材料、工藝條件、內部質量及測試距離一定時，其聲波傳播速度、首波幅度和接收信號主頻等聲學參數一般符合統計正態分布。如果某部分混凝土存在空洞、不密實或裂縫等缺陷，便破壞了混凝土的整體性，與無缺陷混凝土相比，聲時值會偏大，波幅和頻率值會降低。

超聲波透射法檢測適用于灌注成型過程中已經預埋聲測管的混凝土灌注樁完整性檢測。在基樁施工前，依樁徑大小（小等于1.5m埋設3根，大于1.5m埋設4根）預埋一定數量的聲測管（一般采用鋼管或鍍鋅管，底端封閉、頂端加蓋），作為換能器的通道。

（1）現場檢剛前準備工作

采用標定法確定儀器系統延遲時間。

計算聲測管及藕合水層聲時修正值。

在樁頂測量相應聲測管外壁間凈距離。

將各聲測管內注滿清水，檢查聲測管暢通情況;換能器應能在全程范圍內升降順暢。

（2）現場檢剛步驟

將發射與接收聲波換能器通過深度標志分別置于兩根聲測管中測點處。

發射與接收聲波換能器應以相同標高或保持固定高差同步升降，測點間距不宜大于250mm，注意保持兩換能器相對累計高差小于20mm

實時顯示和記錄接收信號的時程曲線，讀取聲時、首波峰值和周期值，宜同時顯示頻譜曲線及主頻值。

將多跟聲測管以兩根為一個檢測剖面進行全組合，分別對所有檢測剖面完成檢測。

在樁身質量可疑的測點周圍，應采用加密測點，或采用斜測、扇形掃測進行復測，進一步確定樁身缺陷的位置和范圍。

在同一根樁的各檢測剖面的檢測過程中，聲波發射電壓和儀器設置參數應保持不變。

2、檢測數據的處理與判定

檢測按《公路工程基樁動測技術規程》（JTG/TF81-O1-2004）中有關超聲波法規定進行：

（1）聲時、聲速和聲速平均值應按照公式計算，并繪制聲速一深度曲線、波幅一深度曲線。

（2）樁身混凝土缺陷應根據下列方法綜合判定

聲速判據：當實測混凝土聲速值低于聲速臨界值時應將其作為可疑缺陷區。

波幅判據：用波幅平均值減6dB作為波幅臨界值，當實測波幅低于波幅臨界值時，應將其作為可疑缺陷區。

3、基樁類型的分類與判定

對于混凝土聲速和波幅值出現異常并判為可疑缺陷區的部位，應按《公路工程基樁動測技術規程》（JTG/TF81-O1-2004）6.3.3條第3款的要求，確定樁身混凝土缺陷的位置及影響程度。

I類樁：各聲測剖面每個測點的聲速、波幅均大于臨界值，波形正常。樁身完整，可正常使用。

II類樁：某一聲測剖面個別測點的聲速、波幅略小于臨界值，但波形基本正常。樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。

III類樁：某一聲測剖面連續多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值小于臨界值，PSD值變大，波形畸變。樁身有明顯缺陷，對樁身結構承載力有影響。

IV類樁：某一聲測剖面連續多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值明顯小于臨界值，PSD值突變，波形嚴重畸變。樁身有嚴重缺陷，對樁身結構承載力有嚴重影響。

四、檢測實例分析

以某大橋樁基檢測工程為例，該大橋采用（15×25）m預應力小箱梁，成樁工藝為鉆孔灌注樁，樁基總數為34，區域地質情況良好。樁基砼設計強度為C25，樁徑均為1500mm，樁身埋設3根聲測管，呈等邊三角形分布。其中12-1號樁基設計樁長為13.60m，檢測樁長為13.60m，每個測面每隔500mm進行逐點檢測，聲測管編號以正北方向順時針開始第一根管為1，1-2、1-3、2-3三個關距分別為1100、900、1080mm。該樁超聲波透射法檢測結果見表格。

從表格可看出：12-1號樁檢測剖面聲速與波幅數值均勻、無突變，無異常點出現，各處

均大于臨界值。3個剖面的測點聲速平均值分別為4.4981、3.5618、4.3219km/s，都處于砼聲速正常取值范圍。各點的PSD判據無急劇增大現象。實測波形首波陡峭，后續波波幅大，接收波的包絡線呈半圓形，波形無畸變;主頻頻漂不大、漂移量穩定。由此結合規范判斷該樁不存在大的缺陷，無斷樁的可能性，樁身完整性等級為Ⅰ類。

五、相關檢測方法注意事項

應注意的是，相關測試方法具有復雜性，所以不能夠完全按照理論事實來實現，注意到以下幾個事項后，在實驗中會減少不必要的誤差

1、地下含水量

在對樁身進行澆筑水泥的這一過程中，若樁身存在漏洞，且這一漏洞的高度低于地下的水位，則有可能形成地下水穿孔。運用超聲波檢測法進行檢測時，不能夠避免水位的影響，會將滲入水后的探測值也包括在最終的結果中，大大影響了缺陷的檢測結果。

2、樁基齡期

這一因素對于超聲波檢測的影響也是不容忽視的，可能會對信號以及波形造成影響。規定齡期在14天，最低應滿足于7d周期。齡期應滿足于標準，若不符合相關標準，會導致在接收信號這一過程中，產生失誤，信號微弱接收不到準確的信息，以及波形的畫面有缺損。

3、聲測管安裝

在安裝過程中，應保證安裝方式是平行安裝，如果安裝方式未采用平行方法，則會導致檢測時的聲時值、均方差、離散系數、平均聲速結果形成較大的誤差，影響最終的測量值。在使用泥漿進行澆灌建筑物時，由于建筑物體積大，不能保證每一個澆筑物被澆筑的外層結構厚度一致，所以探測到的波幅會不一致，澆筑物外層結構較厚的則探測結果會影響全部測量值。

六、結束語

超聲波透射法檢測作為灌注樁施工質量檢測重要方法，可以準確的查明鉆孔灌注樁的工程施工質量問題區域，尤其是對于大樁徑以及超長鉆孔灌注樁，能夠細致準確的評價鉆孔灌注樁施工質量。

參考文獻

篇8

【關鍵詞】：鐵路橋梁；樁基；質量評定

【 abstract 】 : high speed railway bridge pile foundation is the main part of the railway bearing, its quality directly related to the safety of the high-speed railway bridge use and permanent. Because of pile foundation construction process is multifarious, is difficult, technical requirements higher characteristic, so it was easy to appear quality problem. Therefore it is necessary to strengthen quality test, to ensure the quality of the construction of the bridge. In this paper, the railway bridge pile foundation inspection and quality evaluation and the correlation discussion.

【 key words 】 : railway bridge; Pile foundation; Quality evaluation

中圖分類號：K928.78文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

鐵路橋梁工程具有投資高，施工難度大的特點，并且一旦出現事故就會造成巨大的損失。樁基作為橋梁的主要承重部分，橋跨結構墩臺的巨大荷載由樁基承受，橋梁樁基質量的好壞直接影響橋梁使用的壽命和安全。如何控制好樁基的質量，不僅需要在設計施工中進行控制，還要必須有先進的檢測方法。

2高速鐵路橋梁樁基檢測幾種檢測方法介紹

2.1靜載荷實驗法

單樁豎向承載力的確定在樁基工程別重要。靜載荷實驗法在檢測單樁豎向承載力時雖然是最原始的但也是最可靠的方法。在樁頂施加荷載，了解荷載施加過程中，樁土間的作用，通過得到P—S曲線的特征確定承載力，判別樁基的施工質量。使用1×104KN級以上的樁基靜載設備，最大加載能力2×104K N。在橋梁樁基工程中，主要使用慢速維持荷載法。

2.2鉆芯檢測法

鉆芯檢測法屬于局部破損檢測法，它是按規定的抽檢比例進行檢測，或對樁質量有疑問時采用，通過檢測可判斷樁身的完整性、混凝土強度、樁長、樁底沉渣厚度及持力層性狀能否滿足設計及規范要求。鉆芯取樣是鉆芯法檢測中的重要環節，其質量好壞直接關系到整個樁基質量評價的準確性。混凝土芯樣通常有兩種情況:

（1)形狀規則完整，表面平整光滑；

（2)表面粗糙，完整性差。

粗骨料與水泥膠結差，其原因除了樁身質量較差外，還與鉆探設備、操作工藝導致芯樣破損有關。顯然，由操作引起的芯樣不完整并不代表該樁基混凝土質量狀況，因此鉆芯過程要求保證芯樣的原狀性和代表性，對不完整和破碎的芯樣要能做出準確的分析判斷。樁基鉆芯取樣通常按樁基總數的5%~10%進行抽檢, 當施工過程中或無破損檢測中發現異常情況時采用鉆芯檢測作進一步的判斷, 由于鉆芯檢測結果對樁基取舍至關重要, 因此必須根據鉆芯檢測法準確判斷樁身完整性及質量狀況。鉆取芯樣后除了對樁基完整性做出評價外，當混凝土試塊強度不足或對其結果有懷疑時，應對芯樣進行抗壓強度試驗，以做出準確評價。

2.3低應變動測法。低應變動測法是使用小錘敲擊樁頂，通過粘接在樁頂的傳感器接收來自樁中的應力波信號，采用應力波理論來研究樁土體系的動態響應，反演分析實測速度信號、頻率信號，從而獲得樁的完整性。該方法檢測簡便，且檢測速度較快，但如何獲取好的波形，如何較好地分析樁身完整性是檢測工作的關鍵。

測試過程是獲取好信號的關鍵，測試中應注意：①測試點的選擇。測試點數依樁徑不同、測試信號情況不同而有所不同，一般要求樁徑在120cm以上，測試3～4點。②錘擊點的選擇。錘擊點宜選擇距傳感器20～30cm處不必考慮樁徑大小。③傳感器安裝。傳感器根據所選測試點位置安裝，注意選擇好粘貼方式，一般有石蠟、黃油、橡皮泥在保證樁頭干燥，沒積水的情況下。④盡量多采集信號。一根樁不少于10錘，在不同點，不同激振情況下，觀測波形的一致性，以保證波形真實且不漏測。

2.4低應變發射波檢測法

應力放射波法是以應力波在樁身中的傳播反射特征為理論基礎的一種方法。該方法把樁假定為連續彈性的一維截面勻質桿件，并且不考慮樁周土體對沿樁身傳播應力波的影響。當在樁頂施加一瞬態錘擊振力，將在樁內激發應力波，由于樁與樁周土體之間的波阻抗差異懸殊，應力波大部分能量將在樁內傳播, 當L(波長)〉〉D( 樁徑)，應力波波長λ〉〉D時, 樁可以看作一維桿件, 應力波在樁內傳播可以采用一維桿波動方程計算。垂直入射的應力波在樁內傳播過程中，當樁內存在有波阻抗差異界面時，將產生反射波和透射波，反射波將沿樁身反向傳播到樁頂，而透射波繼續向下傳播。樁身的缺陷、樁底均可以根據反射波的相位、振幅、頻率特性，輔以地層資料、施工記錄以及實踐分析經驗，對其性質做出確切的判斷。

2.5高應變動力檢測法

高應變動力法測試技術于20世紀80年代由美國引入我國,近年來該技術得到了廣泛的應用和發展。它是通過在樁頂量測被激發的阻力產生的應力波和速度波來確定承載力的。目前工程界應用最廣泛的高應變動力試樁法是阻尼系數法和曲線擬合法。

高應變動力檢測法確定單樁垂直極限承載力具有獨特的優點，即無需靜載試驗中的錨樁或堆載物，時間短、費用低、效率高，并可以進行大噸位樁基檢測等, 已部分取代傳統的靜載荷試驗，逐步成為樁基工程驗收確定單樁承載力和樁身質量的一種重要手段。高應變動力試樁法不僅用于確定樁基的承載力，還可反映出樁身完整程度、樁土阻力分布等方面的信息。

2.6超聲波檢測法

超聲波檢測法是通過測定超聲波在混凝土中傳播過程中的聲速、波幅、頻率、聲時等聲學參數，而反映混凝土的質量。對于組成材料相同且配合比一定的構件， 其內部越致密，孔隙率越低，則聲波波速越高，波幅越大，頻率越高，強度也越高。另外，當混凝土含石量較高時，平均聲速增高而強度可能變化不大，因而聲速亦可以反映混凝土的均勻性。

3高速鐵路橋梁樁基的質量評定

3.1高速鐵路橋梁樁基一般的質量分類

篇9

關鍵詞：樁基礎；檢測技術；超聲波；公路橋梁工程

1.前 言

隨著我國交通事業的發展，樁基已成為一種重要的基礎形式應用到交通基礎建設中，它決定著整個工程的基本質量。目前混凝土鉆(沖)孔灌注樁是橋梁施工結構的主要形式，這主要是由于樁能將上部結構的荷載傳遞到深層穩定的土層中去，從而大大減少基礎沉降和建筑物的不均勻沉降，具有抗震性能好，承載力高，施工噪音小等特點，是一種極為有效，安全可靠的基礎形式。

由于樁基是典型的地下隱蔽結構物，由基樁缺陷引起的工程問題時有發生，很容易出現縮徑、斷裂、夾泥、沉渣、擴徑等質量問題。對施工后的基樁進行質量檢測，對于及時發現問題、采取必要的工程措施有相當的重要意義。

2.超聲法概述

超聲法檢測樁的混凝土質量是上世紀九十年展起來的一種新的檢測方法。具有以下優點:

1)檢測細致，結果準確可靠。2)不受樁長、樁徑限制。3)無盲區。聲測管埋到的部位都可檢測，包括樁頂低強區和樁底沉渣厚度。4)樁頂露出地面即可檢測，方便施工。

因此，雖然需預埋聲測管，材料費用較高，但仍然得到廣泛采用。

3.檢測參數

3.1聲速。聲速即超聲波在混凝土中傳播的速度，它是混凝土超聲波檢測中一個主要的參數，與混凝土的彈性性質及混凝土的內部結構組成有關。彈性模量越高、內部越密，其聲速就越高。

3.2波幅。接收波波幅通常指首波，反映了接收到聲波的強弱，它與混凝土的粘塑性能有關。在發出的超聲波情況下，波幅的大小反映了超聲波在混凝土中衰減的情況，即在一定程度上反映了混凝土的強度。對于內部有缺陷或裂縫的混凝土，由于缺陷、裂縫使超聲波反射或繞射，波幅也將明顯變化。

3.3頻率。超聲檢測中，電脈沖激發出的聲脈沖信號是復頻超聲脈沖波，在混凝土內傳播過程中，其中的高頻成分首先衰減，而下降的多少除與傳播距離有關外，主要取決于混凝土本身的質量和內部是否存在缺陷。

3.4波形。波形指接收換能器屏幕上顯示的接收波波形。當超聲波在傳播過程中碰到混凝土內部缺陷、裂縫或異物時，會產生繞射、反射和傳播路徑的變化，反射波、繞射波等波相繼到達接收換能器，它們的頻率和相位各不相同，疊加后使波形畸變。因此，對接收波波形的研究分析有助于對混凝土內部質量及缺陷的判斷。

4.現場檢測工作

4.1準備工作。1)調查、收集資料。包括: 樁的類型、尺寸、標高，成孔方法及工藝、地質資料，設計參數，混凝土參數、施工方法和工藝及施工中出現的問題等。2)制定檢測方案。根據樁基預埋的聲測管數量確定檢測剖面個數，并統一進行編號。樁的混凝土強度齡期一般應大于14d，以保證各特性參數基本平緩。3)前期準備。包括設備、儀器檢定等準備工作。

4.2現場檢測。1)在樁頂測量相應聲測管外壁間凈距離。2) 用一段直徑與換能器略同的圓鋼作疏通吊錘，檢查聲測管的通暢情況。3)向管內灌滿清水。4)將發射與接收換能器通過深度標志分別放入聲測管中的測點處。5)發射與接收換能器以相同高度或保持固定高差同步升降，測點間距不宜大于250 mm。6)實時顯示和記錄接收信號的時程曲線，讀取聲時、首波峰值和周期值， 宜同時顯示頻譜曲線及主頻值。7)樁身質量可疑測點周圍，應采用加密檢測，包括采用平測、斜測、扇形掃測等方法進行復測。

5.測試數據的計算整理

5.1聲速

式中 ――每檢測剖面相應兩聲測管的外壁間凈距離, mm；

t′――超聲儀聲時讀數；

――聲時初讀數，是由標定計算出的值。

5.2波幅。波幅是相對測試。由于樁身混凝土內部結構的變異性很大而難以找出較強的波幅統計規律性，因此在實際中多是根據實測經驗將波幅值的一半定為臨界值。

5.3繪制深度～聲速、波幅圖。根據各測點的數據按樁繪制出樁上各測試面沿樁身的深度～聲速、波幅圖。

6.樁身混凝土質量的判斷和評定方法

對樁身混凝土質量的判斷和評定包括以下三個方面: 樁身混凝土是否存在缺陷及范圍；樁身混凝土強度；樁身混凝土均勻性。其中對缺陷的判斷和評定是最主要的。對缺陷的判斷主要根據聲速和波幅二個參數，必要時輔以PSD值變化大小。

6.1用聲速參數判斷。(1) 當實測混凝土聲速值低于聲速臨界值時應將其作為可疑缺陷區。

Vi

式中Vi ――第i個測點聲速值, km/s；

VD ――聲速臨界值，km/s。

(2) 聲速臨界值采用正常混凝土聲速平均值與2倍聲速標準差之差。

VD = v - 2σV

式中VD ――聲速臨界值，km/s；

v――正常混凝土聲速平均值，km/s，一般在3 500～4 500；

σV ――正常混凝土聲速標準差。

6.2用波幅參數判斷

波幅測值在缺陷探測中是一種重要的參數，大量的工程實踐都證實，樁內存在的缺陷其波幅測值都有明顯的反映，且比聲速更為敏感。當實測混凝土波幅值低于波幅臨界值時，應將其作為可疑缺陷區。

AD =Am - 6

式中AD ――波幅臨界值，dB；

Am ――波幅平均值，dB，一般在65～110(與剖面距離有關系) 。

上述各項參數計算及繪圖均由專用軟件完成，測試一結束即可知道那些是異常點，而在深度～聲速圖上也可一目了然地看出低于臨界值的測點。

6.3綜合判斷

(1) 以聲速值進行概率法統計判斷，獲得低于臨界值(單點判斷和相鄰點判斷)異常點的位置和深度，結合PSD值的大小；(2) 分析波幅的變化，把聲速低于臨界值且波幅又明顯偏低的測點和部位定為異常部位；(3) 根據細測和斜測資料，確定缺陷的范圍；(4) 根據缺陷在樁上的位置、施工情況等綜合判定缺陷的種類和性質。

判斷時要注意各個測試剖面的聲速和波幅及PSD值，特別是在判斷整個斷面的層狀缺陷(斷樁)時更要慎重。對于層狀缺陷，必須是三(3根聲測管)或六(4根聲測管)個測試剖面都是層狀缺陷才行。有時附著在聲測管上的泥團會使二個測試剖面或三個剖面測值低，但并不是整個斷面的缺陷，通過斜測與扇形掃測試可進一步得以判斷。

7.缺陷性質與聲學參數的關系

1)沉渣: 沉渣是松散介質，其本身聲速很低(2 500 m/s以下)，對聲波的衰減也較明顯，如遇到樁底沉渣，檢測時聲速和波幅均劇烈下降。2)泥團: 聲速與波幅均下降，但下降多少則視缺陷情況而定。如果是局部的泥團，并未包裹聲測管，則下降的程度并不大；如果泥團包裹聲測管，聲速與波幅值明顯下降，特別是波幅的下降較為明顯。一根聲測管被泥團包裹(如三根聲管影響兩個測試剖面、六根聲管就影響三個測試剖面)，通過斜測與扇形掃測可以分辨缺陷程度和位置。3)混凝土離析: 粗骨料多的地方，由于粗骨料本身聲速高，往往造成該部位聲速測值并不低，而只有波幅偏低；但由于粗骨料的聲學界面多，對聲波的反射、散射加劇，接收信號削弱，于是波幅下降。有時砂漿多的地方而粗骨料少，所測得聲速值偏低，但波幅測值不下降，有時還會高于附近測值，所以對樁的判定時要以聲速和波幅兩個參數進行綜合的分析判斷，必要時結合PSD值進行分析。

8.樁身完整性評價

根據測試和判斷的結果，對所測樁的完整性、缺陷和處理意見進行綜合性評價。結合《公路工程基樁動測技術規程》，本項目基樁超聲波檢測評價表如表1所示。

對所測基樁的完整性、缺陷和處理進行評價，主要是對樁如何處理，需要考慮到許多方面，例如，樁的類型: 是摩擦樁還是端承樁；受荷情況: 是單樁還是群樁；缺陷出現的部位: 樁頂、樁中部還是樁底等。所以，對基樁完整性判定和處理意見方面要慎重。

表1 樁身完整性類別判定表

類型 缺陷 曲線特征 完整性評定結果

Ⅰ 無缺陷 各聲測剖面的聲學參數均無異常，無聲速、波幅低于臨界值，波形正常 完整，合格

Ⅱ 局部小缺陷 某一聲測剖面個別點的聲學參數出異常，無聲速低于臨界值，波形基本正常 基本完整

Ⅲ 局部嚴重缺陷 某一聲測剖面連續多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值低于臨界值，PSD值變大，波形畸變 不合格

Ⅳ 斷樁等嚴重缺陷 某一聲測剖面連續多個測點或某一深度樁截處的聲速、波幅值低于臨界值，PSD值突變，波形畸變 不合格，報廢

9.工程檢測實例

例一: 某嵌巖樁身長19.00 m，經超聲波檢測、復測確定該樁存在局部缺陷，從樁頂以下AB 剖面4.25 m處，BC剖面3.50 m處，AC剖面2.75 m ～3.50 m均出現聲速和波幅低于臨界值，根據樁身完整性評價表故判該樁為II類樁。

例二: 某嵌巖樁樁身長17.50 m，經超聲波檢測、該樁存在嚴重缺陷，從樁頂以下AB 剖面16.00 m～17.50 m 處，BC剖面16.00 m ～17.50 m處，AC剖面15.75 m～17.50 m其聲速值和波幅值低于臨界值，PSD值變大，波形畸變。根據樁身完整性評價表故判該樁為III類樁，見圖1。

該樁經取芯驗證，從樁頂到16.00 m處樁身混凝土膠結一般，16.00 m到樁底混凝土離析，為不合格樁。

例三: 某嵌巖樁樁身長21.00 m，經超聲波檢測、該樁樁身較完整，從樁頂以下AB剖面0.00 ～21.00 m處，BC剖面0.00 ～21.00 m 處，AC剖面0.00～21.00 m其聲速值和波幅值均正常，根據樁身完整性評價表故判該樁為I類樁，見圖2。

該樁經取芯驗證從樁頂到樁底膠結完整，為合格樁。

10.結束語

基樁超聲波檢測技術性很強的工作，不但要求有理論基礎，還要依靠實際經驗對超聲波檢測技術的在工程上的應用進行分析、總結。

參考文獻

篇10

關鍵詞：基樁質量檢測；完整性；超聲波；小應變。

Abstract: The methods of Ultrasonic testing and Pulse Echo Method (PEM) are fast, economic and feasible methods for Testing of piles. In this paper, combined with engineering practice of a certain bridge, located in Dongkou, the principles and the test methods of both Ultrasonic testing and Pulse Echo Method are outlined. By compared the results, the conclusion that Ultrasonic testing is superior to Pulse Echo Method can be obtained.

Keywords: base pile mass check；integrity；Ultrasonic；Pulse Echo Method (PEM).

中圖分類號：TU473.1+6文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

1概述

在橋梁基樁施工中，基樁質量檢測工作到位與否直接影響整個工程的質量。近年來隨著檢測技術迅速發展，其中在工程檢測中應用最多的就是超聲波檢測和小應變檢測。因此在橋梁基樁質量檢測中對此兩種檢測方法進行探討具有十分重要的意義。

本文先通過對超聲波檢測與小應變檢測原理、測試方法的介紹，以便對這兩種檢測方法有充分的認識，再以洞口至新寧高速公路橋梁基樁質量檢測中的超聲波檢測和小應變檢測兩種檢測情況為例，對超聲波檢測與小應變檢測進行比較，得出結論。

2原理對比

2.1超聲波檢測原理

聲波是一種彈性波，因而在各介質中傳播服從彈性波傳播規律。由某因素引起的初始擾動或振動，形成的彈性波將會以波的形式把這一擾動或振動在彈性介質中傳播。通過彈性力學知識，可以容易得到橫波（S）和縱波（P）在各介質中的傳播速度表達式，如下：

橫波

縱波

由上式橫波、縱波波速表達式可知：彈性波在介質中傳播速度之所以不同是由于彈性介質的性質及種類不同引起的彈性常數及密度不同導致的。在現場樁基檢測中，聲波在正常混凝土中傳播速度一般為3000～4000m/s，但當檢測時遇到缺陷混凝土結構，如夾泥、頸縮、斷樁和離析等缺陷時，聲波傳至此處時將會發生衰減。部分聲波由于繞過缺陷部位繼續傳播，使得傳播時間增加，相應波速會降低，從而產生所謂的漫射現象。聲波在傳播過程中若遇到有空洞的空氣界面將發生發射和散射，發射和散射使得聲波的振幅減小。由于缺陷的存在，使得聲波的傳播路徑變得復雜，從而導致波形發生畸變。所以聲波在有缺陷的混凝土中傳播時，該聲波振幅會減小、波速會降低、波形會發生畸變。此即超聲波檢測的基本原理。

2.2小應變檢測原理

所檢測的樁的長度遠大于樁的直徑,假設樁為一維線彈性桿,樁長為,橫截面積為,彈性模量為E,質量密度為,重錘敲擊所擊發的沿樁軸線單位長度的土阻力為,樁身縱波波速為,樁身質點速度為,樁身質點位移為,推導可得一維波動方程:

假設樁中某處阻抗發生變化,當應力波從介質進入介質時將產生反射波和透射波。令完整樁系數,對波動方程求解可得:

式中:入射波、反射波和透射波均為應力波在界面處的值。由上式可知,檢測過程中，若沒有產生反射波，即，所以，即波阻抗沒有發生變化，可知樁身完整。若產生同相反射波，即，所以，即波阻抗減小，可知樁身存在如縮徑、離析、夾泥等缺陷。若產生反向反射波，即，所以，即波阻抗增大，可知樁身存在擴徑。因而分析樁的完整性，可根據實測得到的速度波形,采用一維波動方程信號擬合法，反算出樁身完整系數值，再根據值具體分析樁身缺陷。由縱波波速表達式可知，若已知樁底反射波到達時間和樁長,即可計算出樁身的平均縱波波速。若已知缺陷反射波到達缺陷時間和波速,根據式，可計算該缺陷深度。

3測試方法對比

3.1超聲波檢測

現階段一套完整的樁基超聲波檢測儀包括發射探頭、接收探頭、聲波脈沖發生器、放大整形、顯示和數據處理系統。預埋垂直聲測管時要按照規范要求，金屬和塑料的聲測管在工程中居多，管底端必須封閉、頂端要求加蓋；內徑一般為50～60mm，管口需要高出樁頂100mm以上，各聲測管高度大致一樣；并要與樁身混凝土粘結牢靠，保持各管垂直平行。測管的數量和布置根據樁徑的大小確定，按照規范應符合表1要求；測管的布置一般根據不同聲管數量按圖1布置。

表1各樁徑預埋聲測管數量表

圖1不同測管數量下的布置圖

由于樁身中預埋了聲測管，使得超聲接收和發射換能器能夠通過該管道檢測樁身混凝土,同時需要保證探頭能夠在各聲測管中同步移動，以確保超聲脈沖數據反映出不同深度橫截面上混凝土各項參數,再由超聲測缺原理分析檢測所得的數據，即可判斷該混凝土的質量。根據規范要求在進行跨孔對穿測試時，必須保證混凝土樁基養護齡期在14d以上。在進行現場檢測的過程中，對現場聲測管的編號方法如圖2所示：

圖2聲測管編號示意圖

現場每根樁的聲測管以1、2、3、4進行編號，以該橋的前進方向為方向，該樁最前的聲測管為起始點，按順時針旋轉對該樁進行編號和分組，每兩聲測管編一組，起始點的聲測管編號為1，按順時針方向依次編為2、3、4不等。

聲波透射測試方法：人們所熟悉的平測法、斜測法和扇形掃測法(見圖3)是根據兩探頭相對高程的變化進行分類,現今工程實踐中一般采用平測和斜測2種方法。

圖3平測、斜測和扇形掃測示意

平測法要求在進行樁基檢測過程中必須始終保持發射和接收換能器在同一高程上，以便得到的超聲脈沖是同一高度的；這樣在垂直方向上的缺陷可通過平測知道其位置和范圍大小。斜測法顧名思義是在測試過程中發射和接收換能器不在同一高程上。但必須保持固定的高程相差值,并且同一剖面需進行兩次獨立的測試。一般說來欲要縮小樁身缺陷在水平方面的范圍，需要增大發射和接收換能器的高差,但信號的強弱是隨著高差改變而不斷變化的，高差越小則接收的信號就越強,且各種干擾信號也會越小,就越容易判別缺陷范圍，反之則效果不理想。所以測試時選擇發射和接收換能器的高差必須保證接收信號較好。通過斜測可以縮小缺陷在水平方向上的范圍。因此斜測法常作為平測法的補充測試方法。

3.2小應變檢測

小應變檢測系統由基樁動測儀、傳感器和激振設備組成。在現場檢測前，檢測人員應了解場地地質條件、樁型、樁設計參數、成樁工藝、施工記錄及相關的資料。①樁頭處理：對受檢樁，要求樁頂的混凝土質量、截面尺寸與樁身設計條件基本相同。樁頭應鑿去浮漿或松散、破損部分，并露出堅硬的混凝土，對樁頭外露主筋不宜太長。樁頭表面應平整干凈、無積水，并將傳感器安裝點與敲擊點部位磨平。②傳感器的選擇與安裝：一般選擇加速度傳感器。傳感器用耦合劑黏結時，黏結層應盡可能薄。必要時，采用打孔安裝方式，傳感器底安裝面應與樁頂混凝土緊密接觸，其安裝點宜在距樁中心1/2~1/3半徑處。激振點與傳感器安裝點應遠離鋼筋籠的主筋。測點數量視樁徑大小而定，且距離樁的主筋不宜小于50mm。當樁徑不大于1000mm時，不宜小于2個測點；當樁徑大于1000mm時，不宜小于四個測點。綜上，即在樁頂安裝傳感器，通過錘擊產生激振信號，用動測儀獲取應力波在樁身中傳播后反射至樁頂的信號，根據波列圖中的入射波和反射波的波形、相位、振幅、頻率及波的到達時間等特征，結合工程地質資料及樁基施工記錄等，推定單樁的完整性。

4工程實例測試對比

4.1工程概況

洞口至新寧高速公路S2標段某橋梁，該橋設計基樁數為48根，設計混凝土標號為C25，樁型都為摩擦樁。樁基設計樁徑分別為1200mm、1300mm，設計樁長分別為35.0m、40.0m，其中橋墩系梁高度為1.2m，聲測管數為3根。檢測要求：對該橋橋梁基樁進行超聲波、小應變完整性檢測，以評定樁身質量的完整性；混凝土灌注樁齡期達到14天以上。

4.2檢測結果對比

兩種檢測方式檢測該橋的4根基樁結果比較如下：

①對于設計樁長為40m的4-1#基樁無論是超聲波檢測還是小應變檢測其檢測結果都為Ⅰ類樁，但超聲波檢測能完整反映基樁樁底輕微離析，而小應變檢測結果為正常，當然由于該橋基樁都是摩擦樁，對樁底要求不如嵌巖樁高，因此對基樁結果判定是沒有影響。

②對于設計樁長為40m的3-2#基樁的檢測結果，超聲波檢測出來是波形正常、波速正常、PSD判據正常，判別結果是砼樁身完整性好、均勻性好，為Ⅰ類樁；而小應變檢測出來的樁底反射曲線不明顯，且在距樁底13m、20m、22m多處反射波形相位同初始相位相同,而波速為3900m/s，定性說明該灌注樁強度較高，結合工程地質情況及施工記錄比較難以判斷該基樁完整性等級。

③對于設計樁長為40m的2-0#基樁的檢測結果，超聲波檢測波形與數據如表2和圖4：

表22-0#基樁超聲波檢測數據表

圖42-0#基樁超聲波檢測缺陷位置圖

從改圖中可以清楚的看到三個聲測剖面在14.75m~16.25m與21.25m~21.75m截面處出現斷樁；小應變檢測出來的結果要經多次重復測試才能判定也是斷樁，而且其斷樁的位置也只能大概估計在14m~22m處，沒有聲測中檢測這么明顯是兩處斷樁。后經處理證實聲測結果非常吻合，這就為工程處理提供強有力的支持。

④對于設計樁長為35m的0B-2#基樁的檢測結果，超聲波檢測其為Ⅱ類樁其檢測波形圖缺陷部分如圖5所示：

圖50B-2#基樁超聲波檢測缺陷位置圖

而小應變檢測檢測出來在16m處反射波形有波動但在判定該基樁完整性時結合經驗和現場條件判定結果為Ⅰ類。

4.3差異原因分析

小應變檢測出的樁基缺陷如烽窩、縮徑、夾泥、樁底清淤不凈，都是由于樁身傳播速度、質量密度、面積變小導致的，這在小應變檢測儀中反映的都是同相反射波。這些反射特征在實際檢測樁基時，由于受到各方面的影響，并不能一目了然，這就需要在了解實際檢測情況的同時還應懂得應力波的傳播特性及共振特性，才能夠在實測的的波形圖中準確判斷該樁基質量，這就對基樁的判定結果造成極大的難度，也就是說判定結果的不確定性。而超聲波檢測無論是從波形圖還是采集數據來看都簡單明了，能讓檢測人員直接分析此基樁缺陷情況及位置，這些都使得基樁完整性判定結果更簡單、準確。

5結語

橋梁樁基使用聲波透射法檢測其完整性可以得到比較可靠準確的數據，從而根據檢測結果對樁基缺陷所在位置進行處理。應力波反射方法是一種較為有效的檢測樁身完整性和混凝土質量的方法,該方法的關鍵是對其所采集波形的正確判讀,尤其是樁身淺部,如樁身存在缺陷,它可能會發生多次反射,影響整個樁身下部信號。因此,分析缺陷時需結合施工工藝、地質條件、工程實際等多方面因素綜合考慮,謹慎判別。

雖然小應變檢測具有設備輕便，操作簡單，成本低廉等優點，但其檢測樁長的限制以及其檢測出來的結果易造成誤判等缺陷使得超聲波檢測在橋梁基樁質量檢測中愈顯重要，其中在邯大高速公路橋梁基樁質量檢測中就都是采用超聲波檢測。

參考文獻

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