摘要：桥梁桩基工程的地质条件和设计结构与众不同，平原地区经常使用的桩基形式为摩擦桩，桩顶竖向荷载几乎全部由桩侧阻力承担，桩端阻力相比之下可以忽略；山区经常使用的桩基形式为端承桩，桩顶竖向荷载全部或主要由桩端阻力来承担。由于桩基工程的地质特性和工程施工条件较特殊，受施工经验和施工技术水平的制约，使得桩基施工变得非常复杂。在桩基施工的时候，比较容易出现的情况有塌孔、夹层、断裂、缩径、扩径、混凝土离析、桩顶混凝土疏松及桩底沉渣等因素，为了确定桩基的质量等级，使桩基缺陷位置得到精确的测定，就要对桩基的桩身质量进行有效的检测评定。在检测桥梁的时候，经常使用的检测技术就是桥梁桩基完整性检测技术。
关键词：超声波；检测技术；桥梁桩基；检测；应用
1 桥梁桩基常见病害
桩基目前广泛应用于桥梁建设中，是桥梁结构的主要承受构件，桥梁桩常见的形式主要有灌注桩、预制桩等。桩基施工工艺不科学，因勘察不精确等因素影响，会使建成的桥梁桩基存在各种缺陷隐患，随着时间的推移，桩基质量缺陷不断加大，会影响桥梁的工作安全。目前关于桥梁桩基常见缺陷有桩基桩径缩小、混凝土桩基沉渣离析等。桥梁桩基桩径直接关系着桥梁竖向承载力，桥梁桩基缩小在工程领域中较为常见。其主要因处于不良地质条件，桥梁桩基周围土层遇水后吸纳管桩孔中突起，地质构造位含有承压水地层时，导致桩基混凝土砂浆不断流失。桩基施工中对桩基钢筋笼绑扎过于密集露出钢筋会造成桩径缩小。混凝土桩基离析指桩基施工中因混凝土搅拌不均，在进行灌注混凝土桩时桩孔存有大量积水冲刷骨料，混凝土砂浆浮于骨料上导致混凝土桩基离析。桩基混凝土沉渣原因主要是在施工中钻孔灌注桩未对孔底进行有效的清孔，导致桩基强度减小，如桩基底部为中风化岩，检测会产生多次同向反射波，如为弱风化围岩，会产生较弱的同向反射波。
2 常用施工检测技术
2.1成孔检测技术
成孔检测技术是进行桩基成孔后质量检测的重要手段，根据其检测结果和施工实际情况，可以进一步合理修改桩基。这种技术可在事前发现施工是否与设计存在偏差，能够更好地保障施工质量和安全。以成孔垂直度检测为例，在现场检测前要使用测斜仪进行标定，一般是在桩孔垂直度检测中进行的，检测大直径桩孔垂直度检测中需要在完成一次清孔后进行。钻孔内直接测斜，是已检测完孔径后外加扶正器进行。
2.2低应变法
低应变法也被称为低应变发射波法，使用力棒敲击桩顶给予其能量，进而产生纵向应力波，传感器拾取桩身的缺陷和各界面的反射信号，通过检测分析桩身中应力波的传播，进而分析出桩基完整性。根据桩身突然变化界面产生的反射和透射薄，来确定桩身的缺陷性质。测试中要注意测试点的选择，根据桩径、测试信号等选择；锤击点适宜选择在传感器20~30cm之处，可忽略桩径大小；根据测试点安装传感器，注意粘贴方式，一般会采用石蜡和黄油等时桩头保持干燥来安装；尽量多采集信号，保证波形的真实性。
高应变法主要用来判断桩竖向抗压承载力，判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头缺陷等，可作为低应变法的补充手段。
2.3冲击回波检测
冲击回波检测是利用冲击器，向桩基结构发射应力脉冲波，遇到缺陷之后会因无法穿透而反弹，对结构内的缺陷进行具体位置判断。在桩基结构不存在缺陷时，可以利用此法进行结构厚度判定。这种检测方法在检测完一点即可明确存在缺陷，操作更加简单，但要注意其检测结构缺乏全面性。
2.4红外热像检测
红外热线检测方法利用红外线热像探测仪，来获取结构发生能量，结合实际温度场分布显示其不连续缺陷。这种技术适用于有非接触要求的情况，由于专用探测仪职能捕捉红外线，因此对外部环境要求低，合适温度标准下可进行检测。
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2.5声波透射法
声波透射法适用于大跨度桥梁的桩基检测中，并不会受到桩基长度的限制，在一定程度上弥补了高应变动测、低应变动测的缺陷。声波投射检测的原理，是将桥梁桩体作为传播介质，在超声波的传输过程中，检测其声速、波幅、能量的变化，进而对桩身混凝土进行质量判断。在声波透射检测中，可以进行定量分析，根据其声速、波幅、能量的变化，发现桩体内部的缺陷并准确判断其位置。声波的传播不均匀，反映出桩基的完整性差。为了更加全面地了解桩体结构的质量，需要进行平测、斜测以及扇形扫射，获取准确的数据。根据声时平均值、二倍标准差，可以准确反映出桩体的缺陷问题。
3 超声波检测桩基注意事项
3.1在埋设超声波声测管的时候，声测管之间一定要保持相互对称和平行，使探头在声测管里伸缩更加自由，桩基的直径密度对声测管的根数起着至关重要的作用。桩径在800mm以内的时候，声测管为2根；桩径在1600mm以上时，声测管要多于4根；桩径在800~1500mm之间时，声测管为3根。
3.2超声波检测对混凝土的龄期是有要求的，桩基在完成灌注后的龄期达到14d以上才能进行检测，否则对混凝土缺陷的判断有影响。
3.3钢筋笼主筋与声测管一定要捆扎好，不能对其进行焊接，使用铅丝对其进行捆扎，捆扎的间隔为3m，在主筋附近增加U形定位，防止钢筋笼在吊装时及桩基混凝土灌注时发生碰撞，从而导致声测管歪斜，出现堵管现象；声测管需按照设计的标准选择铸铁管的厚度，一般选择具有一定刚度的声测管；铸铁管接头位置的焊接质量一定要满足设计要求，从而使声测管的内径满足要求。
3.4超声波检测仪器的主要部件为成对换能器和数据采集系统，按照规定试验进行严格的检测，声时一定要准确，波形一定要清晰，换能器的精度一定要满足成桩的设计标准，换能器的重量一定要满足设计的要求。
3.5在超声波桩基检测时，声测管内必须灌满清水，浑浊的水将明显甚至严重加大声波衰减和延长传播时间，导致声波检测结果有一定的误差。
超声波可以检测桩身混凝土的缺陷，在对桩身部位混凝土进行检测时，只能是对两根管之间的混凝土进行检测，因此超声波检测技术也有一定的局限性。例如声测管附近泥土包住声测管，超声数据出现异常值，但桩基的完整性能满足要求，所以在桩基局部出现问题时，利用钻芯法检测或者低应变检测等辅助方法，结合分析，判断桩基的完整性。
4 检测现场的处理
在桥梁桩基检测之前，有必要做好充分的准备。桥梁桩身部位需要进行清理，去除上面的浮浆、杂质。确定设备安装位置后，需要对该处进行打磨处理，确保其平整、清洁。按照相关规程，正确进行各类仪器设备的安装并试运行检验其性能。在安装相关仪器设备的过程中，还需要考虑到材质的强度和硬度，有针对性地进行处理，进而保障检测结果的准确性。
5结语：
综上所述，超声波桩基检测技术的主要特征为操作简便、检测仪器结构简单，超声波测试仪的穿透能力非常大，桩基混凝土的验收和检测比较适合使用该仪器，超大尺寸的混凝土灌注桩也可以使用超声波技术进行检测，桩基混凝土的内部强度和质量缺陷也可以得到较好的检测。使用超声波进行检测的时候，工作人员一定要具有丰富的工作经验，工作人员的经验对检测精度起到了决定性的作用。
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论文作者:吕小东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：桩基论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 缺陷论文; 超声波论文; 检测技术论文; 声波论文; 《基层建设》2019年第13期论文;