無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在樁基檢測(cè)中的實(shí)施要點(diǎn)探討

文/陜西恒泰公路科技有限公司 王青峰寶雞市政工程有限公司 王旭峰

本文主要對(duì)橋梁樁基較為常見(jiàn)的病害類型進(jìn)行相應(yīng)闡述，并對(duì)其在橋梁樁基檢測(cè)過(guò)程中的實(shí)際實(shí)施要點(diǎn)進(jìn)行分析。

橋梁樁基概述

橋梁樁基是橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)承臺(tái)與橋梁之間的緊密連接，并在橋梁樁基的輔助下，使橋梁上部結(jié)構(gòu)所具有的承載力，逐漸向巖層或土壤中傳遞，最終使橋梁所承載的負(fù)荷得以有效地分散、傳遞。對(duì)于橋梁的承載力而言，其不僅包括相應(yīng)的水平荷載，而且橋梁所承受的所有豎向荷載，也都需要橋梁樁基進(jìn)行相應(yīng)的承載。此外，橋梁的樁基也可以有效解決軟土地基等相關(guān)問(wèn)題。

橋梁樁基常見(jiàn)病害

樁底沉渣過(guò)厚，主要是清孔不徹底造成的，尤其是當(dāng)樁周土層為低強(qiáng)度松散物時(shí)，下完鋼筋籠，松散碎落物會(huì)在樁底堆積。另外，灌注首封混凝土?xí)r導(dǎo)管口離孔底距離不當(dāng)，孔底的泥漿和渣子未被排除也會(huì)留在孔底?；炷涟韬筒怀浞帧⒑鸵仔圆?，在灌注過(guò)程中容易局部骨料集中或細(xì)集料和水泥漿集中形成離析。夾泥樁身混凝土集料中有泥塊，孔壁塌下的泥塊被包裹進(jìn)混凝土，樁身混凝土局部橫截面有效面積縮小，樁周土層有松散層或者軟弱層時(shí)，成孔后不能及時(shí)灌注，夾泥或者灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管提升過(guò)快都會(huì)造成縮徑。樁身混凝土在整個(gè)橫截面局部不連續(xù)，一方面是混凝土灌注過(guò)程中提升高度沒(méi)有控制好，管口從混凝土中拔脫；另一方面灌注混凝土不連續(xù)，二次灌注間隔太長(zhǎng)，二次下導(dǎo)管管口不能進(jìn)入已灌注的混凝土中。

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的實(shí)施要點(diǎn)

高應(yīng)變檢測(cè)方法，主要就是根據(jù)其所適用的原理，通過(guò)重錘的使用，對(duì)樁頂進(jìn)行相應(yīng)沖擊。這時(shí)沖擊所出現(xiàn)的脈沖就會(huì)向下傳播，之后會(huì)使樁體依據(jù)土層出現(xiàn)相應(yīng)的位移，而依據(jù)出現(xiàn)位移的具體狀況，就能夠?qū)痘哂械某休d力進(jìn)行相應(yīng)的分析與判斷，并以此判斷樁基所具有的承載力是否能夠滿足工程的實(shí)際需求。如果橋梁所具有的荷載力量逐漸向土層沖擊，土層就會(huì)出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力波。如果所使用的信號(hào)檢測(cè)精度比較高，就能夠?qū)痘鶎?shí)際承載力實(shí)施更為精確的動(dòng)態(tài)測(cè)試。

低應(yīng)變檢測(cè)方法的工作原理為：當(dāng)對(duì)樁基的頂部進(jìn)行相應(yīng)的震擊，樁體的土層下部就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力波，如果該應(yīng)力波再次傳回到樁頂時(shí)，傳感器就能夠收到其所傳出的信號(hào)，然后根據(jù)能量的具體傳輸狀況，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)態(tài)波形。工作人員對(duì)其產(chǎn)生的波形進(jìn)行分析，就能夠?qū)痘膶?shí)際質(zhì)量進(jìn)行相應(yīng)的判斷。其所產(chǎn)生的波動(dòng)方程為：

其中，δ表示樁基使用材料的密度，單位kg/m3；Vc表示應(yīng)力波所具有的傳播速度，單位m/s；μ表示樁基內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)出現(xiàn)位移距離，單位m；x表示位移的實(shí)際距離，單位m；t表示所使用時(shí)間，單位s。共振法、水電效應(yīng)法、反射波法等都屬于低應(yīng)變檢測(cè)法，這種檢測(cè)方法主要的優(yōu)勢(shì)就是檢測(cè)較為便捷，且具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，不僅成本比較低，而且可以及時(shí)判斷。但是，這種方法也具有相應(yīng)的缺陷，即不能在樁基的長(zhǎng)度超過(guò)50m時(shí)使用。因?yàn)?，樁基越長(zhǎng)，能量的傳播所受到的限制也會(huì)相應(yīng)變大。同時(shí)，該方法也不能在定量檢測(cè)過(guò)程中使用，其檢測(cè)結(jié)果還是主要根據(jù)相關(guān)工作人員的經(jīng)驗(yàn)而確定。

所謂聲波無(wú)損檢測(cè)法，主要就是指通過(guò)聲學(xué)的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)樁基當(dāng)中存在的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，其主要原理就是通過(guò)對(duì)超聲波的使用，對(duì)密度、介質(zhì)等不同物體所傳播出的聲學(xué)參數(shù)變化進(jìn)行利用，以此對(duì)樁身混凝土的實(shí)際質(zhì)量進(jìn)行判斷。聲波無(wú)損檢測(cè)法的主要實(shí)施過(guò)程為：通過(guò)調(diào)整發(fā)射或者接收使換能器的位置對(duì)樁基實(shí)施相應(yīng)檢測(cè)，并在檢測(cè)過(guò)程中，綜合使用平測(cè)、扇形掃測(cè)、斜側(cè)法等方法以擴(kuò)大檢測(cè)面積。同時(shí)，在對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施分析的時(shí)候，首先需要關(guān)注的就是以下兩個(gè)數(shù)值：檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生的平均值、二倍標(biāo)準(zhǔn)差。通過(guò)對(duì)這些數(shù)值的使用，能夠了解樁基的缺陷狀況。如果峰值或者是波形產(chǎn)生不同的變化，就說(shuō)明樁基可能存在問(wèn)題以及缺陷，而這些缺陷就會(huì)對(duì)聲波的傳播狀況產(chǎn)生影響，聲波會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的透射或者是反射現(xiàn)象。無(wú)損檢測(cè)通常不會(huì)對(duì)樁基所具有的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

對(duì)于聲波透射法的使用，需要注意以下幾點(diǎn)：當(dāng)混凝土中的低強(qiáng)區(qū)、離析區(qū)、夾泥、蜂窩等出現(xiàn)缺陷的時(shí)候，其吸水及散射的衰減程度就會(huì)明顯增大，且聲幅也會(huì)明顯增大。

出現(xiàn)沉渣現(xiàn)象的時(shí)候，聲速與聲幅都會(huì)出現(xiàn)劇烈下降的現(xiàn)象。對(duì)于泥與泥漿混合物而言，其聲速與聲幅都出現(xiàn)明顯下降，樁身出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，并表現(xiàn)為樁頂?shù)臉稑?biāo)高不足，并出現(xiàn)緩變現(xiàn)象。對(duì)于氣泡較為密集的混凝土而言，其聲速不降，但是聲波的能量會(huì)出現(xiàn)顯著衰減現(xiàn)象。當(dāng)骨料較多漿比較少的時(shí)候，聲速不僅不會(huì)降低，反而會(huì)升高，而骨料較少漿較多的時(shí)候，主要表現(xiàn)為波速低、波幅增高的現(xiàn)象。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相對(duì)比，不僅不會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生損害，而且在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。較為常用的無(wú)損檢測(cè)的實(shí)施要點(diǎn)為高應(yīng)變檢測(cè)法、低應(yīng)變檢測(cè)法、聲波無(wú)損檢測(cè)法以及鉆芯檢測(cè)法等，而在實(shí)際施工過(guò)程中，工作人員需要根據(jù)實(shí)際狀況，選擇相應(yīng)的檢測(cè)方法。