1、1浅论桥梁桩基检测方法摘要:桩基是结构物的主要承重部分,其质量直接关系到结构物使用的耐久性和营运的安全性,对桥梁的安全运营至关重要。本文详细介绍了桥梁桩基按质量优劣的分类,以及检测的具体方法及其优缺点、使用范围,具有一定的参考价值。 关键词:桥梁桩基分类检测 中图分类号:TV551.4 文献标识码: A 一、引 言 近年来,我国经济飞速发展,大规模基础设施建设方兴未艾,其中公路工程的质量显得尤为重要。桥梁工程是公路工程中的重要项目,投资规模巨大,施工技术要求高。桩基是结构物的主要承重部分,承受着由桥跨结构传给墩台的巨大负荷,其质量的优劣直接决定了桥梁的安全性和使用寿命。桥梁桩基工程属于隐蔽工程
2、,要想控制好其质量,先进的检测技术是前提。本文简述了我国桥梁桩基的质量分类,总结了桥梁桩基常用的检测方法,并探讨了这些方法各自的优缺点和适用范围。 二、桥梁桩基分类(按质量优劣) 一般地,按质量优劣分为四类: 1、完整桩:动测波形呈规则衰减,波速值也正常,达到设计桩长,桩身完好,混凝土强度达到设计标号。一般情况下,单纯扩径的桩也列入此类。2、基本完整桩:动测波形呈现小畸变,桩底反射清晰。桩身有2小缺陷,如轻度缩径、局部轻度离析等,推测对单桩承载力及横向剪切力没有太大影响,桩身混凝土波速正常,可达到混凝土设计标号。3、缺陷桩:动测波形出现较明显的不规则反射,对应桩身缺陷如裂纹、离析、缩径、夹泥等
3、:桩身混凝土波速偏低从而达不到设计标号,对单桩承载力有一定的影响,该类桩一般要求设计单位复核单桩承载力后提出是否处理意见。4、严重缺陷桩:动测波形严重畸变,对应桩身缺陷如裂缝、严重离析、夹泥、严重缩径、断桩等。该类桩一般不能使用,需进行工程处理。三、桥梁桩基检测方法 一般地,桥梁桩基常用检测方法有如下几种: 1、静载试验法 这是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最可靠的试验方法。但在工程实践中发现,基准桩的问题有时会被检测人员所忽视,容易出现基准桩打入深度不足,试验过程产生位移的问题。 2、钻芯法 这种方法具有科学、直观、实用等特点,在检测混凝土灌注桩方面应用较广。一次完整、成功的钻芯检
4、测,可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况,并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状,但是抽芯技术对检测判断的影响很大。某工程先用 XY1 型工程钻机,采用硬质合金单管钻具,用低压慢速小泵量及干钻相结合的钻进方法,结果采芯率不到 70%,芯样完整性极差,大多呈碎块;后来改用SCZ1 型液压钻机,采用金刚石单动双管钻具,采芯率达 99%,芯样呈较完整的圆柱状。所以, 技术规范对钻机和钻头作了相应的规定,就3是为了避免抽芯验桩的误判。 3、反射波法(瞬态时域分析法) 在国内,绝大多数的检测机构采用反射波法检测桩身完整性,主要原因是其仪器轻便、现场检测快捷,同时将激励方式、频域分析方法
5、等作为测试、辅助分析手段融合进去。当然,低应变法检测时,不论缺陷的类型如何,其综合表现均为桩的阻抗变小,而对缺陷的性质难以区分,这是其最大的局限性。 图 1 反射波法 表 1 桩身结构完整性评判分类表 类别 桩身结构完整性定义 波形特征 桩身结构完整。 无缺陷反射波、或有扩颈反射波,有明确(正常)的桩底反射信号,波速正常。 桩身存在轻微缺陷,但桩身结构完整性基本不影响桩的正常使用。缺陷反射波幅值小,有明确(正常)的桩底反射信号,波速正常。 桩身存在明显缺陷,应采用其它方法进一步抽检确定其可用性。 缺陷反射波幅值较大、桩底反射不明显。 嵌岩桩桩反射波与入射波相位相同。 波速不正常。 桩身存在严重
6、缺陷或断桩。 缺陷反射波幅值大。 周期性缺陷反射波。 4、高应变法 4高应变法的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时,能够在查明这些“缺陷“是否影响竖向抗压承载力的基础上,合理判定缺陷程度,可作为低应变法的补充验证手段。在某些地区,利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率,已成为一种普遍做法。 5、声波透射法 与其他完整性检测方法相比,声波透射法能够进行全面、细致的检测,且基本上无其他限制条件。但由于存在漫射、透射、反射,对检测结果会造成影响。 图 2 声波透射法 6、低应变动测法 低应变动测法是使用小锤敲击桩顶,通过粘接在桩顶的传感器接
7、收来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号、频率信号,从而获得桩的完整性。该方法检测简便,且检测速度较快,但如何获取好的波形,如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。 5测试过程是获取好信号的关键,测试中应注意:测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同,一般要求桩径在120cm 以上,测试 34 点。锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器 2030 cm 处不必考虑桩径大小。传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装,注意选择好粘贴方式,一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥,没积水的情况下。尽量多采集信号。一根桩不少于 10 锤,在不
8、同点,不同激振情况下,观测波形的一致性,以保证波形真实且不漏测。 图 3 低应变动测法 7、超声脉冲法 超声脉冲检测法是检测混凝土灌注桩连续性、完整性、均匀性以及混凝土强度等级有效方法。它能准确地检测出桩内混凝土中因灌注质量问题造成的夹层、断桩、孔洞、蜂窝、离析等内部缺陷,并能测出混凝土均匀性及强度等级等性能指标,其具有准确、直观、迅速、简便、费用较低等优点,是我国灌注桩质量检测的重要手段之一。 6图 4 超声脉冲法 四、结束语 当前,桥梁桩基检测技术的研究和发展正方兴未艾,欲提高桩基检测的质量与效益, 一方面要不断改善已有仪器的硬件性能和质量,并努力开发出新的仪器;另一方面也要加强对桩基检测技术理论的研究工作,以寻求更精确的物理模型。 参考文献 1、中华人民共和国建设部建筑基桩检测技术规范(IGJ1062003, JGJ2562003)s1北京:中国建筑工业出版社,20032、罗骐先桩基工程检测手册M1北京:人民交通出版社,2003. 3、赵明华. 桥梁桩基计算与检测 北京:人民交通出版社,2000.