公路桥梁灌注桩桩身完整性检测技术与方法研究

李青、马风林

（宁夏锦隆工程试验检测有限公司，宁夏银川 750001）

1 公路桥梁灌注桩桩身完整性检测的意义

公路桥梁灌注桩是桥梁的主要承重构件之一，其质量和完整性对桥梁的安全性和耐久性有重要影响。因此，公路桥梁灌注桩桩身完整性检测非常必要。公路桥梁灌注桩桩身完整性检测是指通过对灌注桩的外观、几何形状、内部结构等方面进行检查和测试，以确定灌注桩是否存在缺陷或损伤。检测方法包括超声波检测、X 射线检测等，可以快速、准确地检测出灌注桩的缺陷或损伤，并确定其位置和程度[1]。公路桥梁灌注桩桩身完整性检测如图1 所示。

图1 公路桥梁灌注桩桩身完整性检测

具体来看，公路桥梁灌注桩桩身完整性检测的意义主要体现在以下几个方面。

1.1 保障桥梁的安全性

灌注桩是桥梁的主要承载构件之一，其质量和完整性直接关系桥梁的安全性。通过公路桥梁灌注桩桩身完整性检测，可以及时发现并处理灌注桩的缺陷和损伤，保障桥梁的安全性。

1.2 提高工程质量

灌注桩的缺陷和损伤会影响桥梁的结构稳定性和使用寿命。通过灌注桩完整性检测，可以及时发现并处理灌注桩的缺陷和损伤，提高工程质量。

1.3 降低工程成本

灌注桩存在缺陷或损伤需要进行修复或更换，会增加工程成本。而及时通过公路桥梁灌注桩桩身完整性检测，可以及早发现并处理灌注桩的缺陷和损伤，降低工程成本。

总之，公路桥梁灌注桩桩身完整性检测对保障桥梁的安全性、提高工程质量、降低工程成本等有重要意义[2]。

2 公路桥梁灌注桩桩身完整性检测步骤

2.1 准备工作

第一，制订检测计划，明确检测范围、检测方法和检测标准等；第二，确保检测设备运行状态良好，确保检测人员的专业素质达标；第三，对检测区域进行清理，确保检测区域无障碍物和杂物。

2.2 选择检测设备

不同的检测方法需要使用不同的检测设备。例如，采用声波透射法，需要使用超声波检测仪；采用低应变反射波法，需要使用低应变反射波检测仪等。选择检测设备时，需要注意设备的准确度和稳定性，以确保检测结果的准确性。

2.3 设置检测参数

进行检测前，需要设置检测参数。例如，使用声波透射法时，需要设置检测频率和幅度等参数。设置检测参数时，需要根据检测方法合理设置相关参数，并进行合理调整[3]。

2.4 执行检测标准

在检测时，需要按照检测计划和检测标准实施。例如，采用声波透射法，需要将超声波探头沿灌注桩的纵向和横向移动，并记录检测结果。采用低应变反射波法时，需要对每个测点进行检测，并记录检测结果。在检测过程中，需要注意操作规范和安全事项，以确保检测人员安全。

2.5 检测结果分析

在完成检测后，需要分析检测结果。例如，采用声波透射法或低应变反射波法时，需要分析每个测点的检测结果，并根据分析结果判断灌注桩的完整性等级。

2.6 编制检测报告

将检测结果进行整理，编制检测报告，并提交相关部门进行审核和验收。

3 公路桥梁灌注桩桩身完整性检测技术

3.1 声波透射法

声波透射法是一种常见的公路桥梁灌注桩桩身完整性检测方法。该方法主要是通过检测声波在灌注桩内部的传播情况，判断灌注桩桩身的完整性[4]。首先，在桩身安装声测管作为换能器通道，并将清水作为耦合剂；其次，在声测管中安装超声波发射装置和接收装置，经过水的耦合处理，发射装置发出超声波信号，穿越桩基后由另一个声测管接收信号。声波透射法布置如图2 所示。

图2 声波透射法布置图

多孔结构混凝土一旦出现损坏，会形成波阻抗截面，超声波在其中发生透射和反射，接收能量减少。混凝土中出现蜂窝、松散和孔洞问题时，则会发生波的散射和绕射。根据声波的能量衰减和传播时间可判断混凝土的密实度。

声波透射法常用于桩基检测，具体包括单孔折射法和跨孔透射法等。声波透射法的优点是检测成本低、操作简单、检测速度快、适用性广，适用于各种类型的灌注桩。但该方法的缺点是对混凝土的质量要求较高，如果混凝土质量较差，则检测结果可能不准确。在实际检测过程中需要按照相关流程和标准进行操作，具体包括以下几个方面：

第一，在桩基中埋设声波检测管，其中容易出现杂物，使探头难以达到桩底，夹在某个位置难以被拉回。因此应对检测方法进行改进，如对声测管进行后加盖埋设，避免杂物掉入[5]。检测前将盖子去掉并注水，将测试绳放入管道底部，以保证管道畅通。

第二，将清水作为耦合剂，将泥水灌入现场，经过静置后泥水颗粒物下沉，容易导致探头无法深入管底，会阻碍超声波传输。为避免此问题，应采用硬质PVC 管道，利用高压水泵将泥水挤出，直至出现清水。

第三，进行检测时，应对探头进行同步提升。在实际操作中，利用水平同步法，对接收器和发射器进行同步升降操作。在检测过程中，应该保证操作人员具备足够丰富的经验。

3.2 低应变反射波法

低应变反射波法是一种常用于桥梁灌注桩桩身完整性检测的技术，根据桩身反射波的变化判断桩身的完整性。该技术原理是在桩身表面施加一个低应变信号，通过传感器接收反射波信号，并对信号进行分析和处理，从而判断桩身是否存在缺陷[6]。低应变反射波法应用原理如图3 所示。

首先，需要对检测设备进行检查和校准，确保设备正常运行和准确性。在桩身上安装传感器和反射波检测器，以便准确接收反射波信号。进行检测前，需要对传感器进行校准，并将传感器放置在桩身表面。

其次，需要在桩身表面施加一个低应变信号，以激发桩身内部的反射波。当低应变信号被激发时，桩身内部会产生反射波信号。传感器接收到这些信号，并将其传输到反射波检测器。

最后，反射波检测器会对接收到的反射波信号进行分析和处理，以确定桩身是否存在缺陷。如果反射波信号的幅度或相位发生了变化，则说明桩身可能存在缺陷[7]。

3.3 X 射线检测法

X 射线检测法是一种常用的无损检测技术，利用X 射线穿透力强、分辨率高等特点，对桩身进行非接触式检测，从而判断桩身是否存在缺陷。在桩身表面放置X 射线发射器和接收器，然后通过发射X 射线并接收其反射信号，对桩身进行扫描和分析，从而判断桩身是否存在缺陷。根据反射波信号的分析结果，可以确定桩身是否存在缺陷。如果存在缺陷，则需要进一步分析缺陷的位置、大小和性质，并采取相应的措施进行修复。

X 射线检测法可以检测出较小的缺陷或损伤，检测结果较为准确，但设备成本较高，操作难度大，检测结果受混凝土表面状况和射线方向的影响较大。

3.4 磁粉检测法

磁粉检测法是一种利用磁粉对磁场的吸附特性检测灌注桩内部缺陷或损伤的方法。磁粉检测法的原理是在桩身表面放置磁粉，然后施加一个磁场，使磁粉在桩身表面移动，并通过观察磁粉的移动路径和分布情况，判断桩身是否存在缺陷，如果存在缺陷则需要采取相应的措施进行修复。

3.5 钻芯法

钻芯法的原理是在桩身表面钻取芯样，然后对芯样进行物理力学性质测试和化学成分分析。比对和分析芯样的测试结果，可以判断桩身是否存在缺陷。具体操作步骤如下：

第一，检查和校准检测设备，确保设备的正常运行和准确性。将钻机和芯样取出器放置在桩身表面，并对其进行定位和校准。

第二，使用钻机在桩身表面钻取芯样。

第三，将芯样送至试验室，进行物理力学性质测试，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等参数的测试，以评估芯样的强度和稳定性。

第四，对芯样进行化学成分分析，包括碳、硅、锰、硫等元素的含量分析，评估芯样的材料组成和质量。

总的来说，钻芯法具有高精度、高可靠性等优点，可以有效检测和评估桩身的完整性，对保证工程质量和安全有重要意义。该方法的缺点是操作难度大，检测成本较高，不适用于大规模检测工作。

4 公路桥梁灌注桩桩身完整性检测中的安全注意事项

公路桥梁灌注桩桩身完整性检测是一项高风险的工作，需要严格遵守安全操作规程，以确保检测人员的人身安全和设备的完好性。在公路桥梁灌注桩桩身完整性检测中，需要关注以下安全注意事项。

4.1 检测人员安全防护

检测人员需要穿戴防护服、安全帽、防护鞋等个人防护装备，以免在公路桥梁灌注桩桩身完整性检测中受到伤害。此外，检测人员需要接受必要的安全培训和演练，以提高安全意识和应对能力。

4.2 对设备进行安全保护

在公路桥梁灌注桩桩身完整性检测前，需要对设备进行检查和测试，以确保设备的可靠性和安全性。

4.3 对检测环境进行安全保护

对检测环境进行安全评估和控制，以避免环境因素导致安全事故[8]。例如，采用声波透射法检测时，需要避免检测区域内有大型机械设备或其他可能产生干扰的因素。

4.4 严格遵守操作规范

操作规范包括检测设备的操作规程、检测参数的设置、检测环境的控制等方面。遵守操作规范可以减少操作风险，降低安全事故的发生率。

5 结语

综上所述，公路桥梁灌注桩桩身完整性检测是一项非常重要的工作，可以保障工程的质量和安全。每种检测方法都有其适用范围和优缺点。因此，在公路桥梁灌注桩桩身完整性检测中，需要根据具体情况选择合适的检测方法，并严格按照操作规程进行检测，以确保检测结果的准确性和可靠性。