劉明、黃凱

（貴州宏信創(chuàng)達(dá)工程檢測咨詢有限公司，貴州 貴陽 550014）

0 引言

橋梁樁基是橋梁的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之一，其質(zhì)量和穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)橋梁的安全性及使用壽命有著決定性的影響。為確保橋梁樁基的質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，無損檢測技術(shù)在橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的檢測方法存在一些限制，如靜荷載試驗(yàn)無法在施工中進(jìn)行，聲波透射法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的檢測有一定的局限性等。因此，需要探索更加先進(jìn)和全面的橋梁樁基檢測技術(shù)，以滿足工程的實(shí)際需求。

目前，超聲波檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)主要是借助聲波在材料中的傳播特性，非侵入性地檢測樁體的內(nèi)部缺陷和質(zhì)量狀況，具有快速、準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)。然而，超聲波檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題，如數(shù)據(jù)采集和分析復(fù)雜、操作技術(shù)要求較高等，且對(duì)樁體材料的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有一定的限制。因此，有必要進(jìn)一步研究和改進(jìn)超聲波檢測技術(shù)，以提高其在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用性能和準(zhǔn)確度。

1 橋梁樁基檢測技術(shù)作用

橋梁樁基是橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分，其質(zhì)量直接影響整個(gè)橋梁的承載能力和穩(wěn)定性。橋梁樁基檢測技術(shù)是一項(xiàng)重要的工程技術(shù)，其作用在于確保橋梁樁基的質(zhì)量和穩(wěn)定性，以保證橋梁的安全運(yùn)行和使用壽命。

1.1 確保結(jié)構(gòu)安全性

橋梁樁基檢測技術(shù)能夠?qū)痘慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料性能進(jìn)行全面的檢測，包括尺寸、形狀、質(zhì)量等。通過檢測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷、裂縫、空洞等問題，避免樁基結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)安全隱患，從而保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。

1.2 提高施工質(zhì)量

橋梁樁基檢測技術(shù)可以在施工過程中對(duì)樁基的施工質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過檢測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的問題，如混凝土澆筑不均勻、氣泡、坍塌等情況，從而及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和糾正，確保樁基施工質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 延長橋梁壽命

通過定期進(jìn)行橋梁樁基檢測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁樁基結(jié)構(gòu)的老化、損傷和磨損情況，采取相應(yīng)的維修和保養(yǎng)措施，從而延長橋梁的使用壽命，降低維修成本[1]。

2 橋梁樁基檢測技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀分析

2.1 國內(nèi)現(xiàn)狀

橋梁樁基檢測技術(shù)在國內(nèi)外都得到廣泛關(guān)注和研究。在國內(nèi)，隨著橋梁工程的不斷增加和樁基施工的不斷發(fā)展，樁基檢測技術(shù)也得到了快速發(fā)展。目前，國內(nèi)主要應(yīng)用的樁基檢測技術(shù)包括聲波透射法、靜荷載試驗(yàn)法和高應(yīng)變動(dòng)力試樁法等。

聲波透射法憑借快速、準(zhǔn)確、無損等優(yōu)點(diǎn)在橋梁樁基檢測得到了廣泛應(yīng)用。

靜荷載試驗(yàn)法是一種用于評(píng)估樁基承載性能的常用方法，通過對(duì)樁基施加靜荷載，觀測其變形和應(yīng)力響應(yīng)，從而判斷樁基的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

高應(yīng)變動(dòng)力試樁法則是通過在樁頂施加沖擊負(fù)荷，觀測樁基在沖擊作用下的應(yīng)變響應(yīng)，從而評(píng)估樁基的質(zhì)量和承載力。

2.2 國外現(xiàn)狀

橋梁樁基檢測技術(shù)在國外也得到了廣泛的應(yīng)用和研究。在聲波透射法方面，國外的研究更加注重對(duì)不同材料和結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性，不斷推陳出新，提高檢測的精準(zhǔn)性和效率。靜荷載試驗(yàn)法和高應(yīng)變動(dòng)力試樁法在國外也得到廣泛應(yīng)用，并不斷改進(jìn)和完善，以滿足復(fù)雜工程條件下的檢測需求。

雖然橋梁樁基檢測技術(shù)在國內(nèi)外取得了一定的進(jìn)展，但仍存在一些不足。一方面，目前的樁基檢測技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性仍有待提高。另一方面，樁基檢測技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用還需要進(jìn)一步推廣和普及，需要加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)和人才培養(yǎng)，以提高工程質(zhì)量和安全水平。此外，需要加強(qiáng)不同檢測技術(shù)的融合應(yīng)用，形成更全面、更有效的檢測體系，以更好地滿足公路橋梁檢測需求[2]。

3 公路橋梁樁基檢測技術(shù)

3.1 成孔檢測法

成孔檢測法指的是在樁基施工過程中，對(duì)已經(jīng)完成的樁孔進(jìn)行質(zhì)量檢測的一種方法。進(jìn)行成孔檢測時(shí)，需要將檢測探頭插入已完成的樁孔中，獲取樁孔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息和質(zhì)量狀況。

首先，進(jìn)行成孔檢測時(shí)，需要檢測樁孔的直徑、深度和形狀是否符合設(shè)計(jì)要求，確保樁孔的規(guī)格準(zhǔn)確無誤。

其次，在施工過程中，可通過檢測儀器獲取樁孔內(nèi)部的聲波信息，判定其是否存在空洞、裂縫或其他質(zhì)量問題，以便于及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，消除質(zhì)量隱患。

再次，通過檢測儀器獲取樁孔內(nèi)部的土壤信息和地層情況，可以了解地質(zhì)條件是否符合設(shè)計(jì)要求，為后續(xù)的樁體灌注施工提供地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

最后，施工過程中需要確保樁孔的位置準(zhǔn)確無誤，以保證后續(xù)樁體的穩(wěn)定性和承載能力，成孔檢測能夠驗(yàn)證樁孔位置的準(zhǔn)確性[3]。

3.2 靜荷載試驗(yàn)法

靜荷載試驗(yàn)法是橋梁樁基檢測中的一種常用方法，用于評(píng)估樁基的承載性能和穩(wěn)定性。進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)時(shí)，需要在樁體頂端設(shè)置靜荷載裝置，通過施加垂直荷載，對(duì)樁基進(jìn)行承載性能檢測（見圖1）。試驗(yàn)過程中，工作人員需要對(duì)樁體的變形和沉降進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測和記錄，從而了解樁體的變形特性和承載性能。靜荷載試驗(yàn)法的應(yīng)用主要包括以下四個(gè)方面。

圖1 靜荷載試驗(yàn)檢測現(xiàn)場

3.2.1 評(píng)估承載能力

通過施加不同的垂直荷載，可以觀測樁體的變形和沉降情況，從而確定樁基的承載性能。通過加載至承載力極限，可以得出樁基的極限承載力和破壞荷載，為橋梁的設(shè)計(jì)和施工提供重要參考。

3.2.2 檢測質(zhì)量問題

靜荷載試驗(yàn)可以檢測樁基的質(zhì)量缺陷，如樁體的裂縫、變形等。如果在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)異常情況，說明樁基存在質(zhì)量缺陷，需要進(jìn)行進(jìn)一步的檢測和處理。

3.2.3 確定荷載—沉降關(guān)系

通過記錄加載過程中樁體的變形和沉降數(shù)據(jù)，可以繪制出荷載—沉降曲線，便于了解樁體的變形特性，這對(duì)確定橋梁的結(jié)構(gòu)性能和穩(wěn)定性有重要意義。

3.2.4 評(píng)估樁體側(cè)阻力

除了垂直荷載，靜荷載試驗(yàn)還可以施加水平荷載，從而評(píng)估樁體的側(cè)阻力。

3.3 聲波透射法

聲波透射法主要用于評(píng)估樁體內(nèi)部質(zhì)量和結(jié)構(gòu)狀況（見圖2）。在聲波透射法應(yīng)用過程中，通過在樁基表面施加超聲波信號(hào)，觀測信號(hào)在樁體內(nèi)傳播的情況，可以了解樁體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷情況。

圖2 聲波透射檢測現(xiàn)場

應(yīng)用聲波透射法進(jìn)行橋梁樁基檢測時(shí)，需要選取合適的超聲波探頭，并將其安裝在樁基表面。探頭的選擇要考慮樁基的材料、直徑和深度等因素，以確保檢測的準(zhǔn)確性和適用性。在具體檢測過程中，工作人員發(fā)送超聲波信號(hào)到樁體中，并觀測信號(hào)的傳播情況。當(dāng)信號(hào)穿過樁體時(shí)，不同材料和缺陷會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生不同的影響，從而形成不同的聲波波形。通過對(duì)這些波形進(jìn)行分析和比較，可以識(shí)別出樁體內(nèi)的缺陷，如裂縫、空洞、松散部位等。聲波透射法的主要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)如下：

首先，聲波透射法是一種非破壞性檢測方法，不會(huì)對(duì)樁基造成損傷，適用于大范圍的檢測工作。

其次，聲波透射法能夠檢測樁體的內(nèi)部情況，包括深部缺陷，能夠?yàn)闃痘娜嬖u(píng)估提供重要依據(jù)。

最后，聲波透射法具有快速、高效的特點(diǎn)，檢測過程可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，且結(jié)果分析和判定相對(duì)簡便[4]。

3.4 聲應(yīng)力波反射法

聲應(yīng)力波反射法在橋梁樁基檢測中主要用于評(píng)估樁體內(nèi)部的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)狀況。在聲應(yīng)力波反射法的應(yīng)用過程中，通過在樁基表面施加聲應(yīng)力波信號(hào)，然后觀測信號(hào)在樁體內(nèi)的傳播和反射情況，以此了解樁體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷情況。應(yīng)用聲應(yīng)力波反射法進(jìn)行橋梁樁基檢測時(shí)，需要選擇適宜的聲應(yīng)力波發(fā)生器和接收器，并將其安裝在樁基表面。發(fā)生器會(huì)產(chǎn)生聲波信號(hào)，通過探頭傳遞到樁體內(nèi)部。當(dāng)聲波信號(hào)遇到樁體內(nèi)部不同材料或缺陷時(shí)，部分能量會(huì)被反射回來并被接收器捕捉到。通過對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析和處理，可以判斷樁體內(nèi)部是否存在缺陷，如裂縫、空洞、松散部位等。不同材料和缺陷會(huì)產(chǎn)生不同的波形和幅值變化，從而提供有關(guān)樁基內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。

聲應(yīng)力波反射法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與聲波透射法大致相同。然而，聲應(yīng)力波反射法也有一些局限性。由于信號(hào)在傳播過程中可能受到材料和缺陷的復(fù)雜影響，對(duì)信號(hào)的解讀和分析需要一定的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。此外，對(duì)于深埋在地下的樁基，信號(hào)傳播會(huì)受到地下介質(zhì)的干擾，測結(jié)果的準(zhǔn)確性可能受到影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，工作人員需要結(jié)合其他檢測方法，如聲波透射法和地質(zhì)勘探等，通過綜合分析得出樁基的全面信息。

3.5 高應(yīng)變動(dòng)力試樁法

高應(yīng)變動(dòng)力試樁法主要用于評(píng)估樁體的承載能力和質(zhì)量狀況。使用高應(yīng)變動(dòng)力試樁法時(shí)，需要在樁體上安裝高應(yīng)變傳感器，并將其連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。檢測開始前，需要對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)試，確保其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。檢測開始時(shí)，使用動(dòng)力錘或其他動(dòng)力裝置對(duì)樁體施加沖擊力，產(chǎn)生沖擊波傳播到樁體底部，并反射回傳感器。傳感器會(huì)記錄下沖擊過程中產(chǎn)生的應(yīng)變信號(hào)，并將其傳送到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。根據(jù)應(yīng)變信號(hào)的變化和波形特征，工作人員可以獲得樁體的動(dòng)態(tài)響應(yīng)信息，包括反射波幅和傳播速度等。通過對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，工作人員可以通過計(jì)算得出樁體的動(dòng)力參數(shù)，如動(dòng)力模量、樁的自振周期等。這些參數(shù)能夠反映樁體的承載能力和結(jié)構(gòu)性能，工作人員可據(jù)此對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。

此外，高應(yīng)變動(dòng)力試樁法還可以檢測樁的長度和嵌入深度，幫助工程師確定樁的適用范圍和施工效果。使用高應(yīng)變動(dòng)力試樁法時(shí)，需要注意合理選擇檢測位置和檢測方案，以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[5]。試驗(yàn)位置應(yīng)選取在橋梁樁基的不同部位，覆蓋整個(gè)樁體，以獲取全面的數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，檢測方案應(yīng)根據(jù)樁體的特點(diǎn)和工程要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，包括沖擊能量、沖擊次數(shù)、試驗(yàn)間隔等。

4 結(jié)語

綜上所述，橋梁樁基檢測方法有多種，不同的檢測方法獲取的檢測結(jié)果可能會(huì)存在一定的差異。為了提升檢測的精度，可結(jié)合工程的實(shí)際狀況綜合采用多種檢測方法，以有效提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在未來的工作中，需要更深入地分析橋梁樁基可能出現(xiàn)的問題及成因，針對(duì)性地選擇有效的技術(shù)進(jìn)行檢測，以確保橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能，進(jìn)而推動(dòng)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。