桥梁桩基检测技术分析

杨柠瑀

云南航天工程物探检测股份有限公司，云南 昆明 650000

摘要：桩基工程是地下隐蔽工程，桩基工程的质量受到施工工艺、施工人员经验与专业水平、桩土相互作用、基础与结构设计以及岩土工程质量等在内的多种因素的影响。隐蔽工程具有隐蔽性高、发生质量隐患时难以检测的特点，桩基工程出现质量问题时处理难度较大，因此检测桥梁桩基结构的完整性是一项非常重要的工作。本文对当前常用的桥梁桩基检测技术进行分析对比。

关键词：桥梁；桩基检测；分析

1 钻孔取芯法

使用钻孔机抽取桩身的芯样，对芯样进行分析，判断持力层情况、桩底沉渣厚度、局部缺陷情况、混凝土强度、桩基长度等，检测结果准确，但属于有损检测，且只能准确评估小范围的桩基质量，因此只适用于无损检测结果的验证。

2 无损检测方法

2.1 静载试验法

桩基工程中确定单桩竖向承载力非常重要。静载试验法可以对单桩竖向承载力进行检测，对桩顶施加一定的荷载，对此过程中桩间土的作用进行分析，判断相应曲线的特征，对成桩性能进行评估。桩基的施工环境恶劣、承载力大、检测费用高、时间长，配套工作比较烦琐，因此较少使用这一方法。

2.2 低应变动测法

（1）概述。

低应变动测法的特点在于容易操作，可以在较短时间内完成检测。在检测过程中，波形对检测结果具有直接影响，因此检测工作的重点在于获取良好的波形，才能对桩身完整性进行分析。

（2）适用条件。

低应变动测法实测过程中，桩侧土的阻力，尤其是动土的阻力会对应力波的传播造成极大影响，例如可产生土阻力波，对缺陷反射波的幅值造成影响，还可以引起应力波出现迅速衰减，具有一定局限性。根据实测经验，低应变动测法适用于桩基直径不超过1.8 m、桩长介于5～50 m的桩基检测。也有低应变动测法应用于桩长超过50 m的桩检测的经验，但考虑桥梁桩基的承载力要求较高，多为低应变反射信号，地质出现变化时容易出现较大变化，对深部缺陷及局部缺陷不够敏感等，因此不建议应用于超出这一范围的桩基检测。

（3）技术要点。

低应变动测法的测试系统包括打印机、力锤、传感器以及信号采集仪等，信号采集仪可以与计算机联合，也可以先完成测试再连接电脑处理信号。信号采集仪主要使用16位或12位的A/D转换器，A/D转换器应具有过硬的处理技术，避免出现问题，影响检测结果的准确性。采样频率应超过截止频率的2.5倍，尽量控制干扰信号，避免对检测结果造成影响，不使用交流电，选择直流电源。针对传感器的选择，首先选择内装放大式加速度计，加速度计的频响范围宽，具有良好的零漂性能以及低频响应。谨慎使用高阻尼速度传感器及普通速度计，尤其是对大桩、长桩进行测量时，应尽量避免使用。

低应变动测法测量的重点在于获得高质量的信号，为了保证获得信号的质量，应从选择测试点、选择锤击点、安装传感器以及采集信号四个方面着手。（1）选择测试点时应根据测试信号的情况、桩径的差异确定，桩径超过100 cm，测试点数量为3～4个，测试点与钢筋笼的距离应超过10 cm，测试点均匀分布于四周以及桩中心，打磨测试点以确保桩头与传感器的连接效果。（2）选择锤击点时无须考虑桩径大小，锤击点与传感器的距离需要控制在20～30 cm，距离过远时会对横波造成影响，引起波形震荡，距离过近会引起传感器受到过多冲击力的影响。无须打磨锤击点，进行打磨时增加橡胶垫以免引起波形震荡而对检测结果造成影响。（3）对传感器进行安装时，应根据不同的天气特点选择不同的物体来进行粘贴。橡皮泥、黄油等都是比较常用的粘贴物，如果使用橡皮泥，需要保证桩头不能存在积水，足够干燥，确保粘贴效果理想。温度较低时，选择黄油来进行粘贴，严格控制粘贴层的厚度，避免造成实测信号失真。（4）采集信号时要尽可能多，多点观察不同激振情况，分析波形是否一致，从而确保无漏测，确保波形真实。

2.3 高应变动测法

高应变动测法用于检测单桩的竖向承载力以及桩基桩身的完整性，采用单桩竖向承载力1%以上或桩身重量10%以上的重锤，通过自由落体的形式击打桩顶，采集相关动力系数并使用程序计算，经过计算确定桩身的相关性能参数。

经过大量研究证实，高应变动测法的应用能够有效控制误差，且与静载试验法相比，检测费用大幅度降低，因此受到建设各方的认可，但检测比较麻烦，因此使用较少。高应变动测法的检测结果在验证其他检测方法以及桩基设计等方面，均具有一定应用价值。

2.4 声波透射法

（1）概述。

将若干根声测管预埋于桩内，进行混凝土的灌注，将声测管作为通道，经探头发射、接收超声脉冲，采用超声探测仪对超声脉冲穿过横截面时的声参数进行测定，对测值进行波形判断或数据判断等处理，判断混凝土是否存在缺陷。存在缺陷时可以帮助了解缺陷的具体情况，同时提供混凝土的强度等级以及混凝土均匀指标等。

（2）适用条件。

桥梁桩基的直径通常不超过300 cm，声波透射大多可达1 000 cm，所以声波透射法具有较强的适用性，适用于桩径超过80 cm的检测，但声波透射法只能检测埋设了声测管范围内的混凝土完整情况，无法检测扩孔部分、持力层等。

（3）技术要点。

声波透射法的主要设备包括探头升降装置、超声检测仪、数据采集及数据系统等。桥梁桩基的直径不超过1 m时，埋设声测管2根，测量1组数据；直径介于1.0m～1.6m时，埋设声测管的数量3根，测量3组数据；直径大于1.6m且小于2.5m时埋设4根，测量6组数据，直径大于或等于2.5m时，应增加声测管数量。人工放线检测可从顶部向底部或从底部向顶部进行检测，采用平测法，控制测点间距不大于25 cm。处于桩身的缺陷位置时，可以使用扇形测法或者斜测法明确缺陷的大小以及位置。

判断缺陷时，应确保测量的波幅值及声时值足够，数据量满足要求后，可以绘制波幅、速度-深度曲线或声时-深度曲线，根据曲线进行判断。声场阴影区重叠法以及数值判定法都是当前常用的缺陷判断方法。

3 结合实际情况合理选择检测技术

对桥梁桩基进行普检时，主要使用钻孔取芯法、声波透射法以及低应变动测法等，各种方法受到自身的理论架设以及各种因素的影响，均有一定局限性，因此实际测量时要充分利用不同方法的优势来解决实际问题。

条件允许进行低应变动测法时，应尽可能使用低应变动检测；处于动测法的范围之外，且处于诸如溶洞地区等地质条件复杂的区域时，或对主墩桩或者重要部分的桩基进行检测时，适宜采用声波透射法；动测检测发现持力层不满足要求或桩基施工存在沉渣时，可以采用低应变动测法校核；动测法受到沉渣、桩底持力层等因素影响而难以判断时，应用钻孔取芯法校核。取芯时如果发现持力层稍差，难以通过加固处理解决问题，或多个桩基有局部缺陷时，可应用高应变动测法检验承载力。

对各种墩、桩、桩墙结构进行完整性检测时，通常都是使用的高、低应变动力试桩法进行检测；桩直径比较大时，采用钻芯法或者声波透射法较为合理。对石灰桩、碎石桩等进行检测时，可以使用静载荷试验的方法，也可以使用静力触探的方法，分别检测土、桩，了解复合地基的承载力。对低标号混凝土桩、CFG桩、水泥土桩进行检测时，可以通过静载荷试验了解竖向承载力。

4 结语

社会经济的快速发展，对桥梁等交通设施建设的要求也不断提高，桥梁桩基础是桥梁工程的重要部分，其质量的优劣决定着桥梁的性能。近年来，桩基础在高层建筑和铁路建设中广泛使用，随着建设单位对工程质量要求的提高，基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]张赞鹏，何宗蔚，唐渝航.桥墩偏位超限检测及结构安全性评估[J].公路交通技术，2020,36（3）:97-104.

[2]高昕，王余鹏.基于模糊理论的桩基超声波检测的研究[J].电声技术，2020,44（4）:94-96.

[3]陈开桥.野芷湖特大桥受损桥跨检测分析及维修加固技术[J].世界桥梁，2018,46（6）:73-77.