桥梁桩基超声波检测探讨

摘要：本文介绍了现场静力荷载检测方法中出现的问题及技术分析和静力触探检测方法中出现的问题及技术分析,重点总结了现在使用的高科技的超声波透射检测方法中出现的问题及技术分析和应变动测检测方法中出现的问题及技术。

关键词：桥梁；桩基超声波；检测；探讨

中图分类号：TU9文献标识码：A文章编号：

在建设桥梁的过程当中，一般都采用钢筋砼灌柱桩基础，这样的结构往往由于施工出现瑕疵而影响这个桥梁的整体安全。因此，桥梁基础的质量安全问题也就成为检测环节当中的重中之重。然而以往的检测方法往往要求对桥梁的主体结构进行取样，这多少都会影响桥梁的整体性以及一致性。而超声波CT技术则完全不用担心影响桥梁的美观性，也不用通过对桥梁进行取样，简单的操作，高精度的测量，检测结果的清晰使现在我们对于桥梁的检验程度越来越高。

1 现场静力荷载检测方法中出现的问题及技术分析

现场静力荷载法通常采用现场加载测加载与沉降曲线,通过P―S曲线,分析桩的承载力,来分析桩的施工质量。通常P―S曲线的起始段为一段近似正比例的一次函数线,随着荷载的增加,曲线越来越陡,当曲线曲率近似无穷或者说是垂直于荷载轴时,说明桩承载力达到了最大承载力,此时的桩承载力与设计值进行比较,如果小于设计值,则说明桩基不满足承载力要求,反之,则符合承载力要求。当在P―S曲线中突然出现位移陡变时,则说明桩基中存在明显的缺陷,反之,如果曲线比较平滑,则说明桩基没有严重的缺陷。

2 超声波透射检测方法中出现的问题及技术分析

超声波透射法通过在桩内部预先埋设沿桩长方向的声测管,它可以发射超声波脉冲并且接收探头发出的周期性的脉冲波,并将其装换成电信号,通过特定的仪器,将电信号的频率,幅值和时间等参数以波形图的形式反映到仪器的屏幕上,可以通过分析波形图知道桩身的情况。同时可以判断桩身内部的缺陷大小以及桩身混凝土的均匀性指标和强度等级指标。

超声波透射检测方法适用范围通常是直径在六十公分到一米的桩基,它只能对埋设有超声波测管范围内的桩身进行测试其完整性。通常来说,超声波透射法测得的结果精确度高,具有十分可靠的性质,同时超声波透射抗干扰能力很好,而且测量仪器轻便,使用方便。但是要注意的是,所测桩基的龄期应该在七天以上,并且应该确定声测管埋设符合要求,同时在测量前对测量仪器进行核查和校正,保证仪器的工作性能良好。

技术分析通常包括声波用时分析法,波幅分析法和声时―深度分析法。

2.1 声波用时分析法。

声波用时分析法需要确定声波用时的平均值和声波用时标准差的二倍作为一个界限标准,判别桩身有无缺陷。如果第n个测点的声波用时超过了缺陷临界值,则说明在第n个测点处可能存在桩身局部缺陷。

2.2 超声波波幅分析法。

超声波波幅分析法是利用所选取的超声波信号波幅平均值的二分之一作为桩身有无缺陷的临界值,因为在一定程度上,波幅是声波中最敏感的声学元素,所以这种测量分析法比较精确。如果第n个波幅小于波幅临界值,就可以判断在第n个测点处桩身存在缺陷。

2.3 声时―深度曲线分析法。

声时―深度曲线分析法是把相邻两个测点间曲线的斜率和其测点的差值的乘积作为判断在测点处有无桩身缺陷的依据。通常当乘积大于一个限定的界限值,则说明桩身存在缺陷。

通常桩身质量的好坏要根据声时、声速、波幅临界值以及以上提出的声时―深度曲线共同确定。再根据桩身的混凝土的离散程度不同将缺陷程度划分为不同的等级。

3 应变动测检测方法中出现的问题及技术分析

应变动测法包括高应变和低应变动测法两种。

高应变动测是利用重锤自由落体锤击桩上端,从而得到相关动力系数,然后将相关系数用于既定的程序,通过计算和分析,从而可以确定桩身的完整程度和桩基的承载力,不过高应变动测法在上世纪比较流行,但是由于其实验程序复杂,检测起来不方便,到了本世纪,在此基础上,又发展出来了低应变动测法,相对而言简单易行,广受欢迎。

低应变动测法是应用小锤撞击和现代化的传感器结合,将小锤撞击的动力波通过传感器,将其具体化为速度信号和频率信号,从而可以经过分析,确定桩身的状况。低应变动测法最复杂的莫过于采集原始的动测数据和动测曲线分析,通过这两个步骤就大致可以确定桩身缺陷存在的位置和大小。不过这种低应变动测法也有一定的适用范围,通常它的测桩长度不大于50m,桩径不大于1.8m,只有桩身的混凝土达到规定的养护时间后才可以进行动测实验,动测时,应该将桩顶清理干净,尤其不能有浮浆,否则测量结果不准确,仪器安装要牢固,检测前应该校正检验仪器的精确度,一般每根桩应该设置3个或者4个测点,才能将桩身的全部情况准确反映。

对于桩身完整性的分析,通过电脑将动力波进行分析,输出从打印机上打印出来,如果打印出来的波形是连续的有规律的阻尼波,这说明该桩身完整,没有缺陷;如果波形图出现突变,相邻的波峰既不圆滑也不连续,这说明在该处桩身存在离析变形,存在夹层现象;如果波形图在桩心测点的反映波普连续而且圆滑完好,只有桩周反映波普有缺陷,这说明桩身的该位置存在缩径现象。

通常情况下,动测法得到的波形越规则,衰减越有规律,桩身越完整,如果波形图只是有微小的变形,桩地反射动波也完整清晰,就说明桩身的缩径现象十分微小,离析程度轻微,此种情况,桩身的状况不会影响桩的承载力;如果动测波形图出现了比较明显的不规则波段,这说明在该段桩身上存在泥隔或者较大的裂纹或者较大的缩径现象,这时一般对桩的承载力影响比较大,需要经过单桩承载力测试确定桩的承载力才能确定该桩是否予以验收;如果波形出现了严重的变形或者断波现象,这说明桩的夹泥和离析现象严重,甚至是断桩,该桩不合格。

4 静力触探检测方法中出现的问题及技术分析

静力触探技术是采用原位测试的静力触探和标准贯入实验参数来确定单桩的承载力通常需要经过试验测得比贯入阻力,桩身侧阻力,端阻力,然后经过计算来确定桩基的承载力特征值,将计算得到的特征值除以规定的安全系数以后再与设计桩基承载力值比较,如果比设计桩基承载力值大,这说明符合要求,否则,不符合要求,桩基无效。

5 结束语

桥梁工程的安全与否,其本质影响因素直接就是桩基的质量好坏,所以,公路桥梁建设中一定要注意好桩基的施工质量。本文是我根据自己从事公路桥梁桩基施工以及检测多年的经验,总结的一些关于公路桥梁桩基检测中出现的问题以及对这些相关问题的技术分析。本文简要介绍了现场静力荷载和静力触探检测方法中出现的问题及技术分析,重点总结了超声波透射和应变动测检测方法中出现的问题及技术,目前使用最普遍的就是低应变动测法和超声波透射法,其简便易行,测试结果可靠性高,广受建筑桥梁公路行业的欢迎,但是,仍存在不足,仍需要改进,相信在不久的将来,随着高科技的不断发展,人们会研制出更加方便快捷可靠的仪器来为桩基检测提供更加可靠的数据,同时,也希望我的经验总结能给现实公路桥梁桩基的检测提供应有的帮助。

参考文献：

[1] 冯建亚.桥梁桩基检测技术应用与探讨[J].科技向导,2011,（8）.

[2] 陈卓.探讨公路桥梁桩基检测及质量评定[J].工程技术,2010,（9）.

[3] 王青.桥梁桩基检测技术探讨[J].工程建设与管理,2011,（2）.

[4] 杨文彩，肖建媛，层析成像新算法以及其在工程检测上的应用，[J]，地球物理学报，2008，（11）.

[5] 黄亮，宇汪优，混凝土超声CT的反演算法研究，[A]，第八届全国建设工程无损检测技术学术会议论文，2009，（6）.