浅析公路桥梁工程中基桩检测应用

闫 威

中化地质矿山总局河南地质勘查院

浅析公路桥梁工程中基桩检测应用

闫 威

中化地质矿山总局河南地质勘查院

随着我国经济的快速发展，我国的公路桥梁建设取得了较大的成就。在公路桥梁工程建设当中，桩基础是最为关键的结构之一，桩身质量的好坏直接决定着公路桥梁工程质量的情况。因此，公路桥梁工程的施工企业一定要严格控制桩身质量来确保工程整体的质量。

公路桥梁；基桩检测；应用

1、公路桥梁工程中基桩检测概述

近年来，随着我国经济的快速发展，交通基础设施建设在各地如火荼地进行，桩基础已成为我国公路桥梁工程建设中最重要的基础形式，其质量直接关系到桥梁的整体安全，但由于桥梁基桩属隐蔽工程，其成桩施工质量与地质勘察报告的准确度、精确度、施工设备、施工队管理人员技术水平、现场经验等因素息息相关。

基桩质量检测的两项重要内容是基桩的承载力检测和桩身完整性检测。目前完整性检测主要是采用低应变反射波法、超声波法、钻芯法三种。钻芯法可有效判定桩长、桩身砼强度、桩底沉渣厚度及桩端持力层岩土性状，由于其检测费用高，在我市除了高速公路项目按一定的抽检频率进行取芯验证外，一般普通公路项目仅在无损检测发现有较大质量缺陷或疑问时才采用取芯法进行验证并作为仲裁依据

2、基桩检测方法的分析和应用

2.1 超声波法

所谓的超声波法就是指将声波管纵向预埋到桩内部，之后安装用于超声脉冲发射以及接收的探头装置，此装置要放在声测管内充满清水的位置。然后利用仪器发出具有周期性的电脉冲，经发射探头进行发射，确保电脉冲可以穿透混凝土后被接收探头接收到，并将其转换成对应的电信号。与此同时，仪器中的测量系统要测出超声脉冲穿过桩体所历经的时间，最后仪器中的数据处理系统会根据判断软件对于接收信号的不同参数（主要包括接收波幅值、接收脉冲主频率、接收波形和频率等）作出最终的情况判断（主要是位置以及大小等），以此来判定混凝土总的强度等级以及均匀性情况。

某工程桩7-18，已预埋声测管，检测桩长11.25m，桩径1.5m，设计砼等级为C25，设计为嵌岩桩，岩层描述自上而下全风化花岗岩、沙土状风化花岗岩、中风化花岗岩，已成桩超过28天。采用超声波法检测，声测管预埋3根，编号为1-3，分别对3个剖面进行检测，因2号管堵塞0.5m，无法取得1-2、2-3剖面桩底的完整信息。采用低应变反射波进行检测，波速为3500m/s，处正常范围，波形平滑完整，桩端有轻微的同向反射，故判定桩底有沉渣或地质原因引起同向反射。采用钻芯进一步验证桩底情况，钻芯位置选在桩径中心。

2.2 静载试验法

在桩基施工过程中，非常重要的一项参数指标就是单桩竖向承载力。对于单桩竖向承载力进行检测最为普遍的方法就是静载实验法，此种方法在很早之前就已经被应用了，虽然很久前的技术能力有限，但是通过实践来看此种方法还是相对可靠的。若是对桩顶施加一定量的载荷，必须要对载荷的施工过程进行全面细致的了解，可以绘制P-S曲线进行更进一步的分析，确保了解其具体的特征，熟悉其能够承受的载荷情况，在此基础上判断出桩基的质量情况。

某办公楼工程为20层高80m的建筑,设2层地下室- 7.5m,设计采用满堂红预制桩与筏板组合基础,桩基静载试验的实验桩为5根预制方桩,桩径40cm× 40cm,预估单桩极限承载力为2400kN。现选择1根具代表性的预制桩所穿越的地层强度指标。

桩基承载性状是桩土体系间的荷载传递过程,受桩侧土层分布、桩端持力层性质、桩径、桩长、成桩工艺与成桩质量等因素的控制。所以,考虑地基土组成具有复杂性和区域性特点,通过现有单桩的可靠承载力,采用合理的计算模式,对桩端持力层强度进行反演计算,并综合可靠度分析,得出地区性经验参数作为设计所采用的可靠指标是科学的工作方法。

2.3 低应变反射波法

基本原理:桩完整性的反射波法检测技术是以一维弹性杆件波动理论为基础，通过桩顶锤击产生应力波，该应力波在沿桩身传播过程中，若桩身存在断桩、裂缝、严重离析、桩底沉渣等缺陷引起的波阻抗差异界面或桩身截面积发生变化时(例扩径或缩径)，将产生反射波，经接收放大，通过分析反射波的传播时间、波形特征和幅值判断基桩的完整性及桩身缺陷的类型、位置、影响程度。技术特点:该方法最大的特点是检测费用低、快捷简便、效率高，能快速发现基桩重大质量缺陷。

例如某工程桩2-21，已预埋声测管，检测桩长29.50m，桩径1.8m，设计砼等级为C25，设计为摩擦桩，岩层描述自上而下为残积粘性土、全风化花岗岩、砂土状强风化花岗岩、中风化花岗岩。已成桩超过28天，采用低应变反射波进行检测，波速为3800m/s，处正常范围。波形平滑完整，桩端反射较明显，且与入射波反向。采用超声波法检测，声测管预埋4根，编号为1-4，分别对6个剖面进行检测，1号管方向(1-2、1-3、1-4检测面)桩顶下2.1m往上存在检测剖面个别测点上波形畸变，但声速、波幅未小于临界值。经开挖验证，1号管的桩身于(0～2.1)m存在声测管外侧保护层混凝土疏松导致露筋。

2.4 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。

3、结束语

综上所述；低应变反射波法、超声波法是两种操作简便且涉及面较广的检测技术，它涉及到振动理论、声波理论、土力学知识等，这就对检测人员素质提出了较高的要求。检测人员现场要规范操作、熟练操作，采集数据准确，尽量减少人为误差。在判定时，应结合地质勘探资料、原始施工记录、群桩的整体波形情况进行综合考虑。(应尽量鼓励建设单位将预埋声测管列入桩基设计中，以利于后期开展对基桩完整性开展双控非破损检测(低应变反射波法、超声波法)，最大限度避免验证性破损检测(取芯等)所造成的工程延期及经济损失。

[1]刘志国.高速公路桥梁检测方法与评定分析[J].交通世界，2016，34:70-71.

[2]蔡彪.关于公路桥梁检测技术分析与应用研究[J].科技展望，2016，31:34.