公路桥梁中桩基检测新技术探究

徐海超

摘 要：在公路桥梁基础建设中，桩基应用普遍。在检测桩基的不同方法中，低应变动测法是应用最为普遍、安全性高、测量分析可靠的方法之一，在不同的情况下，所测的范围有所限制，因此在未来的发展方向中，提高不同情况中的检测精度仍是重点。

关键词：公路桥梁 桩基 技术

随着国家对基础建设投入比重加大，公路桥梁的项目施工建设也在不断增加。保证这一项目工程质量，关系到许多技能运用和质量检测，尤其是桩基检测，直接关系到公路桥梁工程的质量，及其后续使用寿命和运输交通安全。桩基关系是桥梁建筑的基础，只有桩基检测符合国家规定标准，才能保证工程有序进行。

1.公路桥梁桩基的分类

公路桥梁桩基施工在不同条件下，有不同施工方法，根据具体施工方法将其分类，大致有钻孔、挖空、冲孔这几种。公路桥梁在具体的施工过程中，还会出现具有不同承载力的桩基，根据承载力的不同可分为摩擦端承桩、摩擦桩、端承桩等。公路桥梁的桩基有不同型号大小，按照直径大小可将其分为小直径桩基，大直径桩基和中直径桩基。一般在公路桥梁施工中多数采用大直径桩基，可按照桩基底部相撞共分为平底类型桩基和钢底类型桩基，按照桩基的纵向截面形状可具体分为表面螺纹桩基、竹节桩、扩底桩、多节桩、直身桩等。还可按照桩基的竖向受力情况和水平受力情况进行分类，如抗拔桩，抗压桩以及被动桩，主动桩。在公路桥梁的施工过程中，从检测技术方面来看，需根据不同的地质环境条件决定作为引桥桩还是柱墩桩，在施工方面可决定采用相应的施工方法，如钻孔方式施工，或是挖孔施工方式等。因此桩基检测过程中，需要根据实际情况，桩基的分类，采取针对性的检测方法，才能更好地进行检测。

2.公路桥梁桩基检测方法分析

2.1声波投射法

在20世纪80年代，声波透射法已经被运用到桩基检测中，该方法的优势在于能够进行详细，全面，立体的检测，声波透射法具体是通过超声波脉冲发射器及接受探头进行相应的检测操作，然后通过检测系统计算脉冲最大值，接受波脉冲频率，接受波形参数，超声脉冲投射时间等。最后将各类参数汇总进行分析，判断桩基的具体情况，如桩基的内部缺陷大小和位置等。

最后综合分析各类参数，通过DSP系统判断混凝土桩基可能存在的内部缺陷问题，如缺陷的大小和位置等，同时分析并给出分析参数。声波透射法检测技术的另一优点是，检测过程中不会受到客观环境的影响和制约，而缺点是声波本身所存在的缺陷，如漫反射，散射以及投射等会对检测结果造成一定的影响。

2.2静载荷实验法

在公路桥梁的桩基施工中，检测单桩的竖向承载力这一检测环节，常会使用静载荷检测方法，检测过程简单，检测结果相对准确有效。检测时先施加给桩基一定的载荷并慢速进行维持，在这一过程中观察其底部承载力，然后绘制P-S载荷曲线。在公路桥梁施工中，环境因素会影响到工程的具体实施过程，施工工期短，而公路桥梁桩基承载力较大，因此需要采取合理的检测方法，检测其竖向承载力。静载荷实验法一般不会常用，因其成本高昂，使用过程中缺乏一定的安全性，而且具体的配套工作需要多。

2.3钻孔取芯法

在公路桥梁施工中，在桩基中进行取芯然后检测样芯以判断分析桥梁桩基的缺陷、沉渣、强度等变，变量的测定可提供给施工人员以参考数据，以更好地进行后续工程。钻孔取芯法的缺点是只能取桩基一个地方的芯，不能进行准确而全面的检测，因此对桩基的基本情况不能够很好地把握，局部的测量只能了解局限的问题和情况。因此在桩基检测中，该方法不易推广使用。不同的检测方法其内容和检验目的不同（表1）。

3.低应变动测法

从目前各类检测方法的使用状况而言，低应变动测法与其他检测方法相比，是一种相对准确而全面的检测方法，对于公路桥梁桩基检测有一定的可取性。在检测过程中采用小锤敲击桩基，然后得到波信号，分析信号及传递速度，完成分析报告，该检测方法经常用于桩基检测，准确度高，操作简易。

3.1检测系统组成

低应变动测法的系统主要是由传感器、力锤、信号采集仪、小型打印机等设备组成，传感器使用内置放大式加速度计，低频响应和0漂性较好，加速度计频率范围广。采用16位的模数转换器，频率为截止频率的2.5倍以上，充分考虑系统的抗干扰性能，检测过程中易采用DC电源。

3.2适用范围分析

在低应变动测法使用中，对桩基的半径和长度都有限制和要求，半径要小于0.9m，长度控制在5m～50m的范围内，如超出该设定范围，虽然仍能接受应力波信号，但是不足以支持准确检测。

3.3测试过程分析

在检测过程中，为了避免检测结果的误差，应注意测试点的选取，锤击点的选取，传感器的设置这几个注意事项。对于不同桩基的直径，可选择适当的测试点，一般直径在0.12m以上的桩基直径，要选取至少三个测试点，取点位置应于钢筋笼距离保持在10cm开外，测试点位置需均匀分布在桩基中心周围，要打磨并处理好测试点，以保证测试点内壁与传感器的粘结性。

检测过程中选取锤击点应与传感器保持20cm～30cm的距离，两者之间的距离不能太近，也不能太远，如果距离太近，会导致传感器受到锤击力较为严重的干扰和影响，如果距离太远，则会产生波形震荡或是横波的现象，因此锤击点的选取很关键，直接影响到桩基的检测结果。

在传感器的具体安装过程中，应根据实际情况进行操作，安装时最好选取黏贴的方式保证传感器安装稳定，如果在桩基底部干燥的情况下，可采取橡皮泥、黄油、石蜡等黏贴方式，黏贴层要薄一些，如此才能保证传感器应力波接收效果。

此外，为了提高公路桥梁桩基检测的准确度，尽可能多采集应力波信号，在不同的偏振，敲击位置情况下观察所得波形。在公路桥梁基础建设中，桩基应用普遍，因此对于桩基的检测很是关键。在检测桩基的不同方法中，低应变动测法是应用最为普遍，安全性高，测量分析可靠的方法之一，在不同的情况下，所测的范围有所限制，因此在未来的发展方向中，提高不同情况中的低应变动检测法的精度仍是重点。

参考文献：

[1]张志民.对公路桥梁桩基质量检测方法的初探[J].科技致富向导，2012.17.

[2]徐磊论.我国现代桩基检测技术研究与探讨[J].中国城市经济，2011.21.

[3]陈翀，宋锦虎.预制桩高应变静载对比试验研究[J].城市勘测，2010.S1.

[4]韦少辉.公路桥梁中桩基检测新技术的开发和应用分析[J].科技创新与应用，2012.18.

[5]徐兴松，张鸣，李允忠.基桩高应变动力测试技术在某电厂的工程应用实例分析[J].电力勘测设计，2011.02.

[6]张红亮，成建强，曹胜敏.低应变反射波法在大直径超长PHC桩PIT检测中的局限性[J].港工技术，2013.04.

[7]周绪红，陈爱萍，狄谨.中国公路桥梁工程的建设与管理[A].中国公路学会第四届亚太可持续发展交通与环境技术大会论文集[C].中国公路学会，2005.10.endprint