摘要：在我国经济发展的带动下，交通行业也得到快速发展，桥梁建设规模日益扩大。文章通过研究桥梁桩基施工检测的方法与现状，尝试通过分析桥梁桩基检测技术目前存在的问题，从理论层面上为我国道路发展提供一些支持和帮助。
关键词：桥梁桩基；施工检测；检测技术
引言
目前，随着国家对基础建设的投入增加，基础建设不断增多，特别是大量建设高速公路、高层建筑、大中桥梁都涉及到桩基工程。桩基是结构物的主要承重部分，其质量直接关系到结构物的使用安全性及长久性，另外，由于工期普遍缩短，桩基是各种建筑物的基础，任何后续工作必须在桩基检测结果符合要求后才能进行，因此桩基的检测是必要而重要的工作。鉴于此，本文将对桥梁桩基检测技术作简要论述，检测时可根据实际情况选择桩基检测方法。
一、桥梁桩基一般的质量分类
国内在建设桥梁时，都按100%的比例对其桩基础进行低应变检测，质量分类标准目前规范上没有明确规定，因此存在着较大的差异。一般来讲，按质量优劣分为四类：（1）完整桩：动测波形呈规则衰减，波速值正常，达到设计桩长，桩身完好，混凝土强度达到设计标号。一般情况下，单纯扩径的桩也列入此类。（2）基本完整桩：动测波形呈现小畸变，桩底反射清晰，桩身有小缺陷，如轻度缩径、局部轻度离析等，推测对单桩承载力及横向剪切力没有太大影响，桩身混凝土波速正常，可达到混凝土设计标号。（3）缺陷桩：动测波形出现较明显的不规则反射，对应桩身缺陷如裂纹、离析、缩径、夹泥等；桩身混凝土波速偏低从而达不到设计标号，对单桩承载力有一定的影响，该类桩一般要求设计单位复核单桩承载力后提出是否处理意见。（4）严重缺陷桩：动测波形严重畸变，对应桩身缺陷如裂缝、严重离析、夹泥、严重缩径、断桩等。该类桩一般不能使用，需进行工程处理。
二、桩基检测方法概述
（一）桩基检测方法的分类
当前，桥梁桩基检测方法主要分为静载荷试验法、动力测桩法、声波透射法，还有钻孔取芯法、动力触探以及埋设传感器等辅助方法。静载荷试验法主要采用堆载平台法、锚桩法、地锚法、锚桩和堆载联合法以及孔底预埋法等。动测技术分为低应变动测法和高应变动测法。低应变动测法常用应力波反射法（锤击波动法）；高应变动测法常用CASE法或CAPWAP法。按桩基检测时间可以分为：为设计提供依据的先期检测；施工阶段的施工检测；施工完毕后的验收检测；施工阶段和使用阶段的鉴定检测。按桩基检测的用途可分为：桩基竖向、横向承载力检测；桩基持力层承载力及变形性状的检测；桩基结构完整性检测；桩土共同作用荷载分担比检测，桩体及土体应力应变检测；桩基施工中对环境影响检测（如震动、噪音、土体变形）；桩基在特殊条件下或事故处理中的其他检测。
（二）常用的检测方法
1.静载荷试验法
单桩竖向承载力的确定在桩基工程中特别重要。静载荷试验法在检测单桩竖向承载力时虽然是最原始的，但也是最可靠的方法。在桩顶施加荷载，了解荷载施加过程中桩土间的作用，通过得到P-S曲线的特征确定承载力，判别桩基的施工质量，就是静载荷试验法。使用1×104KN级以上的桩基静载设备，最大加载能力达2×104KN。在桥梁桩基工程中，主要使用慢速维持荷载法，桩基设计安全系数高，较难使桩基破坏（即下沉量超限或混凝土破坏）。缺点是施工环境恶劣、检测时间长、桩基荷载压力大、费用高、配套工作繁复。一般按规范抽取10%来检测。
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2.高应变动测法
高应变动测法是采用锤重达桩身重量10%以上或单桩竖向承载力1%以上的重锤以自由落体击往桩顶，获得相关的动力系数，应用规定的程序，进行分析和计算得到桩身的单桩竖向承载力和完整性参数，也称CASE法和CAPWAP法。该法出现在上世纪90年代，其检测费用比静载荷试验法大大降低。由于这种方法检测程序相对繁琐，所以较少采用。高应变动测法对于其它检测方法和桩基设计均有帮助。
3.低应变动测法
使用小锤敲击桩顶，通过粘结在桩顶的传感器接收来自桩中的反射波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号和频率信号，判断桩身质量。该检测方法称为低应变动测法，主要检测桩基的完整性。此法主要分两个阶段进行：一是原始数据的野外采集，记录检测振动曲线并及时作出初步判断，以确定波形是否能反映出桩基的实际情况；二是室内数据分析，判断桩身缺陷性质与位置，完成检验报告。其优点是：检测速度快；检测简便；检测成果可靠；检测费用低。适用范围为：桩长5～50m；桩径＜1.8m。
4.超声波透射法
超声波透射法是在桥梁桩基内预先设置2根及以上声测管，声测管与桩的方向一致，发射与接收换能器分别置放在管内同步升降。仪器记录超声波在由二管组成的砼测面内传播的声学特征，再由专业人员分析处理得出桩基本身的质量情况，判断出桩基内部结构如混凝土的均匀性和强硬度的达标程度。此方法适用于直径大于0.6米的桩基，因为桩径较小时，声波换能器与检测管的声耦合会引起较大相对测试误差。并且，在声测管覆盖范围之外的桩基本身，不能测通过超声波透射法测试出完整性。
超声波透射法的优点主要有：准确性高，可定量分析出桩身缺陷的大小和准确部位。同时，此方法也存在一定的缺陷：需要预埋声测管，既给施工带来不便，又增加成本，现场检测费时，检测效率较低。
5.钻孔取芯法
钻孔取芯法是从桩基钻取芯样，评定结构质量的一种检测方法，和非破损方法并列互补。优势：方法简单，结构信息直接、真实，不需转换；劣势：成本较高、工时较长。取芯法适用于检测桩径≥800mm的混凝土灌注桩的桩身混凝土强度、完整性、桩长、桩底沉碴厚度、桩底岩土层性状等。应观察芯样的混凝土胶结性状、骨料的种类及均匀性，以及桩底岩土层的性状等，并对芯样切取试件进行抗压强度试验。应根据现场混凝土芯样特征并结合钻芯记录以及试验结果按相关规程规范结合经验进行桩身完整性分类。
三、检测方法之比较
桩基质量最终表现在承载力上，所以静载试验是最直接可靠的桩基检测方法，但因它有损性检测，且周期长，设备庞大，费用高，只能小比例抽检。高应变比之轻便些，缩短了检测周期，仍不能大比例普及。低应变动力检测 方法简便、速度快、费用低，最为常用但不能判别承载力，只能判别桩身完整性。超声波透射法仪器轻便，检测结果直观观测精度高，能准确判断缺陷位置及发展趋势但太依赖于声测管完整与否。钻芯法最直观，但成本高，且不是无损检测。综上所述，在桩基检测中，各个检测手段需要配合使用，利用各自的特点和优势，按照实际情况，灵活运用各种方法，才能够对桩基进行全面准确的评价。
四、结语
当前，桥梁桩基检测技术的研究和发展正方兴未艾，欲提高桩基检测的质量与效益，一方面要不断改善已有仪器的硬件性能和质量，并努力开发出新的仪器；另一方面也要加强对桩基检测技术理论的研究工作，以寻求更精确的物理模型。
参考文献：
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[2]周挺.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用思路研究[J].居舍，2018（20）：253.
[3]张家圣.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用[J].四川建材，2017，43（12）.
论文作者:李金城
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：桩基论文; 承载力论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 载荷论文; 检测方法论文; 变动论文; 《基层建设》2019年第19期论文;