陳 薇，李曉波

(1.貴州省交通科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;2.貴陽(yáng)建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司市政設(shè)計(jì)院)

1 公路橋梁樁基工程的檢測(cè)方法

1.1 超聲波檢測(cè)法

超聲波是一種機(jī)械波，波動(dòng)及機(jī)械振動(dòng)為其超聲測(cè)試的進(jìn)行提供了物理基礎(chǔ)，此外，超聲波檢測(cè)法也屬于彈性波測(cè)試法，因此，固體介質(zhì)中彈性波的傳播為其提供了有效的理論基礎(chǔ)。需要對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通常采用超聲波檢測(cè)法來(lái)測(cè)定超聲波在混凝土傳播過(guò)程中的聲度、聲時(shí)、頻率、波幅等聲學(xué)參數(shù)，從而反映混凝土的質(zhì)量。根據(jù)樁體中聲波換能器的不同設(shè)置方法，使用聲波透射法對(duì)混凝土灌注樁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通常分為樁外孔透射法、樁內(nèi)跨孔透射法及內(nèi)單孔透射法。

超聲波檢測(cè)樁身混凝土具有以下特點(diǎn):檢測(cè)時(shí)，可覆蓋全樁長(zhǎng)的各個(gè)橫截面，因此所掌握的信息是比較全面的，而且操作不受場(chǎng)地及樁長(zhǎng)與長(zhǎng)徑比的影響。數(shù)據(jù)分析比較簡(jiǎn)單快捷，能對(duì)樁身混凝土缺陷的位置、范圍、性質(zhì)、程度及結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確而有效的判斷。此外，還能檢測(cè)出嵌巖樁的樁底沉渣范圍及其厚度，而且也便于缺陷善后補(bǔ)救措施的處理。但是，此方法對(duì)缺陷比較敏感，但是當(dāng)混凝土不均勻或因聲測(cè)管不平行等非缺陷因素而導(dǎo)致的聲時(shí)變化則通常不予反映。

1.2 鉆芯檢測(cè)法

鉆芯檢測(cè)法主要根據(jù)規(guī)定的抽檢比例進(jìn)行檢測(cè)，屬于局部破損檢測(cè)法，采用此方法可對(duì)混凝土的強(qiáng)度、樁身的完整性、持力層性狀、樁長(zhǎng)以及樁底沉渣厚度是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。鉆芯取樣環(huán)節(jié)在鉆芯法檢測(cè)有著非常重要的地位，其質(zhì)量的好壞會(huì)對(duì)樁基整體質(zhì)量的評(píng)價(jià)產(chǎn)生關(guān)鍵性影響。

混凝土芯樣通常有以下兩種情況:一是表面不夠光滑，缺乏一定的完整性;二是表面很光滑，形狀規(guī)則而完整。鉆探設(shè)備、樁身質(zhì)量都會(huì)影響到粗骨料和水泥膠結(jié)的質(zhì)量，此外，因操作工藝而引起的芯樣不完整也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響。但是，因操作失誤而導(dǎo)致的芯樣破損不能代表樁基混凝土的質(zhì)量情況，因此，對(duì)芯樣進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，并盡量保持芯樣的代表性及原狀性，對(duì)于某些發(fā)生已破碎及不完整的芯樣應(yīng)做出相應(yīng)發(fā)分析及判斷。通常以樁基總數(shù)的5%～10%對(duì)鉆芯進(jìn)行取樣檢查，鉆芯的檢測(cè)結(jié)果會(huì)直接影響到樁基的取舍，因此如果在無(wú)破損檢測(cè)中或工程的實(shí)際施工中出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)對(duì)鉆芯檢測(cè)對(duì)鉆芯作進(jìn)一步判斷，以對(duì)樁身完整性及質(zhì)量情況進(jìn)行正確而有效的判斷。對(duì)鉆孔進(jìn)行布置時(shí)，通常會(huì)避開(kāi)樁基的邊緣位置，而且為了避免與鋼筋籠發(fā)生碰撞現(xiàn)象以及為了避免芯樣因鉆眼斜出樁體外而無(wú)法正常取出，于是通常采用垂直鉆進(jìn)方法，芯樣鉆取完成后，應(yīng)及時(shí)對(duì)樁基的完整性進(jìn)行有效判斷及評(píng)價(jià)，如果發(fā)生混凝土試塊存在強(qiáng)度不足等問(wèn)題時(shí)，為了在一定程度上保證評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)芯樣實(shí)施抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

1.3 靜載荷試驗(yàn)法

在公路橋梁的樁基工程中，單樁的豎向承載力檢測(cè)是非常重要的，根據(jù)相關(guān)資料可知，靜載荷試驗(yàn)法是其中比較簡(jiǎn)單而有效的方法，它先給樁基頂部增加一定程度的承載力，接著用緩慢的速度對(duì)承載力進(jìn)行有效維持，然后對(duì)基樁底部在施加荷載過(guò)程中的作用進(jìn)行仔細(xì)觀察，接著就通過(guò)P-S載荷曲線來(lái)進(jìn)一步確定單樁的豎向承載力并對(duì)樁基的施工質(zhì)量進(jìn)行正確而有效的判斷。環(huán)境對(duì)公路橋梁的施工有著非常直接的影響作用，采用靜載荷實(shí)驗(yàn)法時(shí)要考慮到施工周期、檢測(cè)成本以及現(xiàn)場(chǎng)的安全系數(shù)等問(wèn)題。因此，通常很少使用這種方法。

1.4 低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法

就目前而言，低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法和其他檢測(cè)方法相比，是公路橋梁樁基檢測(cè)中比較全面且準(zhǔn)確度比較高的方法。它使用小錘對(duì)樁基的頂部進(jìn)行敲擊，并把傳感器設(shè)置在樁基頂部，然后利用傳感器對(duì)樁基的應(yīng)力波信號(hào)進(jìn)行有效接收，接著對(duì)信號(hào)頻率及速度的進(jìn)行反演分析，從而對(duì)分析并總結(jié)出樁基的完整性報(bào)告。這種檢測(cè)方法具有適用范圍廣、準(zhǔn)確度高以及簡(jiǎn)便快捷等優(yōu)點(diǎn)。

1.4.1 測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成

信號(hào)采集儀、傳感器、小型打印機(jī)以及力錘等是低應(yīng)變動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，其信號(hào)設(shè)備中使用的是16位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采集系統(tǒng)的采集頻率都必須大于截止頻率的2.5倍，而且對(duì)系統(tǒng)的抗干擾性能有比較高的要求，測(cè)試時(shí)通常采用DC電源，通常選用內(nèi)置放大式且頻率范圍較寬的加速度計(jì)。

1.4.2 測(cè)試過(guò)程

(1)選取錘擊點(diǎn)。如果錘擊點(diǎn)和傳感器相距太近，傳感器很可能會(huì)受到錘擊沖擊力的影響，如果兩者相距太遠(yuǎn)，那么傳感器又有可能會(huì)因?yàn)闄M波影響而出現(xiàn)波形震蕩的情況，因此，為了保證能夠準(zhǔn)確地反映樁基的實(shí)際情況，檢測(cè)時(shí)最好把錘擊點(diǎn)定在和傳感器相距18～30 cm的位置。

(2)選取測(cè)試點(diǎn)。選取測(cè)試點(diǎn)應(yīng)結(jié)合樁基直徑的具體情況，當(dāng)樁基直徑大于1.3 m時(shí)，最少要選取3個(gè)測(cè)試點(diǎn)，而且應(yīng)把測(cè)試點(diǎn)與鋼筋籠的距離控制在10 cm以上，測(cè)試點(diǎn)應(yīng)均勻分布在樁基中心周?chē)瑸榱耸箿y(cè)試點(diǎn)內(nèi)壁和傳感器進(jìn)行更好粘結(jié)，應(yīng)對(duì)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行合理而有效的打磨及處理。

(3)設(shè)置傳感器。對(duì)傳感器進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)結(jié)合測(cè)試點(diǎn)位置的選取情況，建議使用黏貼方式安裝，使用橡皮泥、黃油以及石蠟等輔助黏貼時(shí)，應(yīng)對(duì)樁基頂部的干燥情況進(jìn)行有效檢查。需要特別注意的是，為了在一定程度上避免對(duì)傳感器接收應(yīng)力波產(chǎn)生影響，應(yīng)盡可能地讓粘貼層薄一點(diǎn)。另一方面，為了使測(cè)試的精確度得到有效提高，應(yīng)采集盡可能多的應(yīng)力波信號(hào)，并在偏振不同及敲擊位置不同的情況下對(duì)所得波形的一致性進(jìn)行密切觀察;如果樁基長(zhǎng)度與直徑的比例在30以上且樁基內(nèi)部出現(xiàn)比較多缺陷的時(shí)候，就會(huì)在很大程度上影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.4.3 適用范圍

(1)導(dǎo)致應(yīng)力波的衰減過(guò)程加速。

(2)導(dǎo)致缺陷反射波的峰值出現(xiàn)削減現(xiàn)象。

(3)可測(cè)樁基的長(zhǎng)度比較容易受到動(dòng)土阻力波的影響，結(jié)合工程的實(shí)際情況及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可知，使用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法時(shí)，通常要把樁基半徑控制在0.9 m以下，而其長(zhǎng)度則通?？刂圃?～50 m。樁基長(zhǎng)度大于50 m時(shí)，雖然仍可接收到應(yīng)力波信號(hào)，但是深度缺陷及局部缺陷方面的反應(yīng)會(huì)容易受到地質(zhì)條件及公路橋梁樁基承載力過(guò)大的影響。

2 結(jié)語(yǔ)

超聲波檢測(cè)法、鉆芯檢測(cè)法、靜載荷試驗(yàn)法以及低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法等在公路橋梁工程的樁基檢測(cè)中起著非常重要的作用，它們?cè)诤艽蟪潭壬嫌绊懙綐痘恼w質(zhì)量，但是，為了使實(shí)際工程中樁基檢測(cè)的精確度得到有效提高，還必須繼續(xù)加強(qiáng)樁基檢測(cè)技術(shù)理論方面的研究。

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［1］淺談高速公路橋梁溶洞樁基施工技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究(電子版)，2011，(16):321-328.

［2］淺談高速公路橋梁溶洞樁基施工技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究(電子版)，2011，(14):301-318.