桥梁桩基检测技术探讨

 近些年来，我国经济的飞速发展，催生了高速公路、国道、省道 以及乡村公路建设的热潮。如此大规模的基础设施建设，公路工程 的质量显得特别重要。桥梁工程是公路工程中重要的工程项目，投 资规模大，施工技术要求高，一旦出现重大的责任事故，不仅会给国 家和人民带来巨大损失。也会造成不良的国际影响。而桩基又是桥梁的主要部分，承受着由桥跨结构传给墩台的巨大荷载，其质量的 优劣直接决定了桥梁的安全性和使用寿命。桩基工程属隐蔽工程，要想控制好其质量．不仅需要在设计和施工中进行全面控制，先进的检测技术也是不可或缺。本文简述了桥梁桩基常用的检测方法，并探讨了这些方法的各自的适用范围。

1 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，波速值也正常，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。
2桩基检测方法概述
2．1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。
2．2 常用的检测方法
2．2．1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×l04KN 级以上的桩基静载设备， 最大加载能力达2×l04KN 在桥梁桩基工程中．主要使用慢速维持荷载法。由于施工环境恶劣、检测时间长、桩基荷载压力大、费用高、配套工作繁复，加上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)．所以较少采用这种方法。特殊项目也有应用，一般按规范抽取10％来检测。 2．2．2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。
2．2．3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 应力波信号．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。
3 检测方法之比较
对于各类桩、墩及桩墙结构．其完整性检测。一般采用低应变或 高应变动力试桩法检测．大直径桩则宜采用声波透射法或钻芯法检 测。对于散体材料桩，或由土与低粘结强度桩组成的复合地基，如碎 石桩、石灰桩等，可采用静载荷试验。也可采用静力触探分别对桩和 土进行检测．以确定复合地基承载力。而对于高粘结强度桩和土组 成的复合地基，如水泥土桩、CFG 桩、低标号混凝土桩等．则可采用 静载荷试验检测竖向承载力。单桩承载力的检测同其它刚性桩。复 合地基中．桩、土荷载分担比的检测一般采用钢弦或压力盒通过静 载荷试验进行测定。也可采用特制的应力传感器测试。施工中由于 震动对环境的影响．一般采用质点速度监测系统或加速度监测系统 进行测试，也可用地震仪检测。施工中由于挤土效应对环境的影响， 用变形传感器f测斜仪)进行监测，也可用沉降变形标配合水平仪、经 纬仪检测。施工中噪音的测试可以采用分贝计加以判定。使用阶段 桩体应力一应变的测试，使用钢筋应力计．混凝土应力计或特制的传 感器。当桩长大于30 m，用其它检测手段难以准确判定桩体完整性 时，可采用抽芯的方法，抽芯还可以较准确地判断桩体混凝土的强 度．也可采用声波透射法进行检测。
4 结束语
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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4、罗骐先．桩基工程检测手册『M1．北京：人民交通出版社，2003．