陳良向

（廈門合誠(chéng)工程檢測(cè)有限公司，福建 廈門 361000）

1 路橋試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容及路橋試驗(yàn)檢測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀

路橋試驗(yàn)檢測(cè)主要內(nèi)容

路橋檢測(cè)的內(nèi)容涵蓋廣泛，包括路橋的表觀缺陷檢測(cè)、橋梁上下部結(jié)構(gòu)專項(xiàng)檢測(cè)以及基礎(chǔ)檢測(cè)。對(duì)于路橋的表面缺陷檢測(cè)目前大部分還是靠單一的人工目視方法進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。各種路橋結(jié)構(gòu)病害檢查與觀測(cè)的內(nèi)容包括：

(1)缺陷發(fā)生的部位、走向；

(2)缺陷分布狀況以及大?。?/p>

(3)缺陷的變化發(fā)展情況。

除了根據(jù)缺陷的特征，分析查明缺陷性質(zhì)、原因及其危害程度外，還要確定結(jié)構(gòu)是否需要修補(bǔ)并為修補(bǔ)方案的制訂提供可靠的依據(jù)。對(duì)于橋梁的上下部結(jié)構(gòu)專項(xiàng)檢測(cè)，主要檢測(cè)內(nèi)容為橋梁各部件的技術(shù)狀況調(diào)查以及承載能力評(píng)估檢測(cè)。

對(duì)于基礎(chǔ)檢測(cè)，主要內(nèi)容為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)和承載力檢測(cè)。

2 目前國(guó)內(nèi)外路橋試驗(yàn)檢測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在路橋試驗(yàn)檢測(cè)的研究中已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，在橋梁結(jié)構(gòu)的檢測(cè)實(shí)踐中研究出了一套較好的方法。如：對(duì)適用于路橋檢測(cè)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)敏感參數(shù)積累了理論認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠利用測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算模型的修正；研究了采用環(huán)境振動(dòng)試驗(yàn)以及強(qiáng)迫振動(dòng)試驗(yàn)分析車重、車速、路面狀況以及結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)局部受力的影響：開(kāi)發(fā)了各種針對(duì)頻率、振型、動(dòng)力系數(shù)等結(jié)構(gòu)自振特性及動(dòng)力特性參數(shù)的一系列的測(cè)試方法和技術(shù)。對(duì)于基礎(chǔ)檢測(cè)方法方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也通過(guò)理論研究和實(shí)踐驗(yàn)證，總結(jié)出了基于動(dòng)測(cè)原理的樁基礎(chǔ)完整性檢測(cè)方法以及為檢測(cè)樁基礎(chǔ)承載力而進(jìn)行的樁基靜載試驗(yàn)等一系列檢測(cè)方法。樁基礎(chǔ)完整性檢測(cè)方法主要有：聲波透射法、低應(yīng)變法、高應(yīng)變法以及鉆芯法；樁基礎(chǔ)承載力檢測(cè)方法主要有：?jiǎn)螛鹅o載試驗(yàn)、高應(yīng)變等。目前對(duì)于樁基礎(chǔ)完整性檢測(cè)：主要以聲波投射法(通過(guò)在聲測(cè)管內(nèi)的換能器采集各剖面每個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速、波幅、PSD值作為判據(jù))為主，低應(yīng)變法(通過(guò)傳感器采集應(yīng)力波的樁端反射、缺陷反射、波速以及頻譜分析數(shù)據(jù)判斷樁基的完整性及樁長(zhǎng)等)也使用較為廣泛，其次采用鉆芯法檢測(cè)混凝土灌注樁的樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度和樁身完整性，并判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀也較為普遍。而對(duì)于樁基礎(chǔ)的承載能力則主要以淡妝靜載試驗(yàn)及高應(yīng)變法為主。

3 橋梁樁基檢測(cè)評(píng)價(jià)方法及樁基質(zhì)量分類

隨著公路橋梁的大量修建以及作為橋梁基礎(chǔ)的樁基礎(chǔ)大量使用，樁基礎(chǔ)的旋工質(zhì)量檢測(cè)不可避免地越來(lái)越被人們關(guān)注。樁基的檢測(cè)對(duì)于控制樁基的質(zhì)量和保證公路建設(shè)中橋梁的使用功能及交通安全起到了極其重要的作用。當(dāng)前公路橋梁樁基檢測(cè)主要的方法是鉆芯法和動(dòng)測(cè)法，絕大多數(shù)橋梁樁基的檢測(cè)均采用動(dòng)測(cè)法。動(dòng)測(cè)法分為二種：一種是低應(yīng)變法，另一種是聲波透射法。前者是通過(guò)判斷樁內(nèi)時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)是否存在明顯缺陷評(píng)判樁基是否合格；后者是通過(guò)判斷聲學(xué)參數(shù)是否存在異常評(píng)判樁基是否合格，當(dāng)出現(xiàn)聲學(xué)參數(shù)無(wú)異常、無(wú)聲速低于低限值、未出現(xiàn)同一剖面的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)聲學(xué)參數(shù)異?；驔](méi)有兩個(gè)或兩個(gè)以上剖面在同?深度聲學(xué)參數(shù)異常及聲速低于低限值異常的樁基則判斷其結(jié)果為合格。然而目前的檢測(cè)方法及質(zhì)量評(píng)價(jià)中存在以下較為明顯的問(wèn)題：

(1)檢測(cè)人員水平不一，對(duì)檢測(cè)方法的掌握和評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)理解的差異，導(dǎo)致對(duì)樁基質(zhì)量的判別存在明顯的偏差；

(2)由于一些非技術(shù)因素導(dǎo)致的錯(cuò)誤判斷或漏判等都會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成嚴(yán)重的隱患。

國(guó)內(nèi)各省、地區(qū)在建設(shè)公路時(shí)．對(duì)橋梁樁基都以100%的比例進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè) (重點(diǎn)橋梁用超聲波透射法)。質(zhì)量評(píng)定分類標(biāo)準(zhǔn)由于規(guī)范上無(wú)明確的定量規(guī)定，且個(gè)人的對(duì)規(guī)范的把握和認(rèn)識(shí)存在較大差異，導(dǎo)致質(zhì)量評(píng)定的結(jié)果也存在較大的差異性。作者通過(guò)查閱大量的資料，結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將樁基的質(zhì)量評(píng)定分為以下4個(gè)類別：

(1)完整樁：動(dòng)測(cè)波形規(guī)則衰減。樁身完好，達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，波速正常，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。一般情況下，單純擴(kuò)徑也列入此類。

(2)基本完整樁：動(dòng)測(cè)波形有小畸變變形，樁底反射清晰，樁身有小缺陷，如輕度徑縮、局部輕度離析等。一般對(duì)單樁承載力和橫向剪切抗力影響不大，樁身混凝土波速正常、可達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)要求。

(3)明顯缺陷樁：動(dòng)測(cè)波形出現(xiàn)較明顯的不規(guī)則反射。對(duì)應(yīng)樁身缺陷如裂紋、徑縮、夾泥等，樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，對(duì)單樁承載能力有一定影響。該類樁一般要求設(shè)計(jì)單位復(fù)核單樁承載力后提出是否可用的意見(jiàn)。

(4)嚴(yán)重缺陷樁：動(dòng)測(cè)波形嚴(yán)重畸變，嚴(yán)重離析，夾泥，嚴(yán)重徑縮，斷樁等。該類樁一般不能使用，需要進(jìn)行工程處理。

雖然以上4種分類較為完整全面，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，有些問(wèn)題依然難以掌握。例如對(duì)于樁長(zhǎng)的檢測(cè)：由于混凝土樁基本身因徑縮、離析等缺陷往往測(cè)出樁長(zhǎng)大于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，也有可能由混凝土灌注樁初灌混凝土沒(méi)有封好樁底造成短樁，但這種情況通過(guò)取芯驗(yàn)證是不準(zhǔn)確的。另外，對(duì)于2類及3類樁的區(qū)別，不同檢測(cè)單位及不同檢測(cè)人員也有不同的理解。① 由于導(dǎo)致動(dòng)測(cè)波形出現(xiàn)較明顯不規(guī)則的因素較多(如：樁周土的變化、樁徑變化、缺陷影響等)；②缺陷的嚴(yán)重程度的判定更無(wú)量化指標(biāo)依據(jù)；再者樁基缺陷的出現(xiàn)深度對(duì)樁基質(zhì)量判別也有較大影響。所以在實(shí)際樁基檢測(cè)結(jié)果判定中，在出現(xiàn)無(wú)法通過(guò)一種方法或測(cè)試結(jié)果對(duì)樁身完整性進(jìn)行確定時(shí)，仍然要本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑瓌t，采用多種方法進(jìn)行比對(duì)，不能僅僅憑著一種測(cè)試結(jié)果單純依據(jù)規(guī)范進(jìn)行判定。

4 動(dòng)測(cè)與鉆芯兩種檢測(cè)方法的區(qū)別及互補(bǔ)性

在樁基檢測(cè)工作中動(dòng)測(cè) (低應(yīng)變法及聲波透射法)與鉆芯法是兩種常用的方法。一般說(shuō)來(lái)，動(dòng)測(cè)選擇的頻率較高，一般為樁數(shù)的100%，而鉆芯檢測(cè)頻率一般為3%。主要原因?yàn)殂@芯檢測(cè)周期長(zhǎng)、成本高，故選擇頻率相對(duì)較低。由于動(dòng)測(cè)法和鉆芯法檢測(cè)樁基的工作原理不同，所以實(shí)際工作中往往出現(xiàn)兩種檢測(cè)方法結(jié)果不一致的情況，這就要靠技術(shù)水平的積累和取長(zhǎng)補(bǔ)短地綜合運(yùn)用動(dòng)測(cè)和鉆芯這兩種方法。

5 對(duì)基樁質(zhì)量控制和分類的分析

(1)樁基質(zhì)量的控制：對(duì)于橋梁樁基來(lái)講，由于處在重要的工程部位，有時(shí)是?一樁一柱的基礎(chǔ)，這就要求它必須是100%合格。樁基質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在其形成過(guò)程中，如果能夠在成孔和灌注兩方面控制好，無(wú)疑不會(huì)出現(xiàn)不合格樁，因此，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師的監(jiān)督也是樁基施工質(zhì)量保證的一個(gè)重要條件

(2)質(zhì)量分類：對(duì)樁的動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)，目前尚未形成一個(gè)規(guī)范的定量質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于同一種檢測(cè)結(jié)果，不同檢測(cè)單位甚至不同檢測(cè)人員之間都存在不同的看法與判斷。這種狀態(tài)對(duì)于綜合評(píng)價(jià)工程質(zhì)量及施工單位之間的評(píng)比都有影響。為此，本文根據(jù)近年來(lái)在公路工程建設(shè)實(shí)際工作中積累的經(jīng)驗(yàn)，提出在公路建設(shè)項(xiàng)目中，具有一定量化指標(biāo)的幾個(gè)簡(jiǎn)易操作。

6 動(dòng)測(cè)與鉆芯兩種檢測(cè)方法的比較

樁基低應(yīng)變反射波檢測(cè)方法是建立在一系列假設(shè)前提條件F的，它首先假設(shè)樁是一個(gè)等截面、均質(zhì)(各向同性)的一維直桿且橫截面的直徑遠(yuǎn)小于桿的長(zhǎng)度、桿側(cè)及桿端物質(zhì)的密度明顯小于桿的密度。只有這樣才可應(yīng)用彈性直桿中波傳播的理論和波動(dòng)方程解釋工程樁的完整性問(wèn)題。因此不僅檢測(cè)人員、建設(shè)單位主管及相關(guān)監(jiān)理人員也應(yīng)當(dāng)清楚作為低應(yīng)變主要檢測(cè)方法的反射波的應(yīng)用是有前提的，其檢測(cè)結(jié)果對(duì)完整樁是有效的。特殊情況下，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理在灌注過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題EE任何檢測(cè)方法都及時(shí)和準(zhǔn)確。鉆芯檢測(cè)法因其優(yōu)點(diǎn)突出且直觀，而引起人們的J泛重視。但該方法成本高昂，鉆芯需時(shí)較長(zhǎng)，無(wú)法在大范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。另外鉆芯法對(duì)樁身完整性測(cè)試結(jié)果的代表性也受到質(zhì)疑，特別在確定縮徑等缺陷時(shí)更是無(wú)能為力。一般地說(shuō)鉆芯法在確定樁身質(zhì)量有較強(qiáng)的說(shuō)服力，對(duì)確定斷樁、夾泥、離析也有一定的優(yōu)勢(shì)。芯樣選取率要達(dá)到100%。它要求技術(shù)人員有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鉆進(jìn)過(guò)程所遇到的各種情況要有完整、準(zhǔn)確的記錄。有時(shí)斷樁部位在鉆芯過(guò)程中只反應(yīng)為幾厘米或十幾厘米的突然掉鉆。如不能準(zhǔn)確判斷，從提取的芯樣上很難判斷出嚴(yán)重的缺陷。因此鉆芯檢測(cè)法主要是對(duì)動(dòng)測(cè)法的一個(gè)補(bǔ)充，是對(duì)混凝土質(zhì)量有懷疑的合格樁及動(dòng)測(cè)評(píng)為不合格缺陷樁進(jìn)行驗(yàn)證。而對(duì)于深度不大的徑縮缺陷應(yīng)采用開(kāi)挖方法予以驗(yàn)證。

7 路橋試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和展望

路橋試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段：第一階段是以該專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业母泄俸蛯I(yè)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)檢測(cè)信息只能作簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理；第二階段是以傳感器技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)為手段，以信號(hào)處理和建模處理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，在工程中已得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，為了滿足大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)檢測(cè)要求，檢測(cè)技術(shù)進(jìn)入了以知識(shí)處理為核心，數(shù)據(jù)處理、信號(hào)處理與知識(shí)處理相融合的第三發(fā)展階段，智能檢測(cè)技術(shù)階段，智能化正成為路橋試驗(yàn)檢測(cè)的主流。根據(jù)目前的發(fā)展未來(lái)大型路橋試驗(yàn)檢測(cè)的研究發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾方面：

(1)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用以無(wú)線通信技術(shù)為手段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：開(kāi)發(fā)能適用于交通荷載、風(fēng)荷載及定點(diǎn)測(cè)試荷載的傳感器最優(yōu)布設(shè)技術(shù)；能更方便、快速、準(zhǔn)確地采集需要的數(shù)據(jù)。

(2)自動(dòng)損傷識(shí)別系統(tǒng)將測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和識(shí)別系統(tǒng)一并組裝到路橋檢測(cè)系統(tǒng)中，形成自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)和反饋．達(dá)到控制目的。

(3)實(shí)時(shí)的檢測(cè)系統(tǒng)與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的研究和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)共享。

(4)從設(shè)計(jì)到施工和運(yùn)營(yíng)階段建立可靠、完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，積累大量土木工程領(lǐng)域的安全檢測(cè)和試驗(yàn)檢測(cè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，最終建立專家系統(tǒng)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，今后的路橋檢測(cè)的技術(shù)研究工作將更加注重傳感系統(tǒng)的使用壽命、長(zhǎng)期可靠性、傳感單元的組合檢測(cè)和進(jìn)行專家信息系統(tǒng)的研究，并通過(guò)這方面的技術(shù)研究工作的進(jìn)步逐步減少工程質(zhì)量的隱患從而使工程質(zhì)量得到保證。

[1]盧紅斌.公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[J].科技資訊，2006，(28).