高速铁路桥梁桩基检测及质量评定的探讨

【摘 要】：桩基是高速铁路铁路桥梁的主要承重部分,其质量直接关系到高速铁路桥梁使用的安全性及长久性。由于桩基施工具有工序繁杂、难度大、技术要求高等特点,所以很容易出现质量问题。因此必须加强质量检测，从而保证桥梁的施工质量。本文对高速铁路桥梁桩基检测及质量评定进行了相关探讨。

【关键词】：铁路桥梁；桩基；质量评定

【 abstract 】 : high speed railway bridge pile foundation is the main part of the railway bearing, its quality directly related to the safety of the high-speed railway bridge use and permanent. Because of pile foundation construction process is multifarious, is difficult, technical requirements higher characteristic, so it was easy to appear quality problem. Therefore it is necessary to strengthen quality test, to ensure the quality of the construction of the bridge. In this paper, the railway bridge pile foundation inspection and quality evaluation and the correlation discussion.

【 key words 】 : railway bridge; Pile foundation; Quality evaluation

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

1引言

铁路桥梁工程具有投资高，施工难度大的特点，并且一旦出现事故就会造成巨大的损失。桩基作为桥梁的主要承重部分，桥跨结构墩台的巨大荷载由桩基承受，桥梁桩基质量的好坏直接影响桥梁使用的寿命和安全。如何控制好桩基的质量，不仅需要在设计施工中进行控制，还要必须有先进的检测方法。

2高速铁路桥梁桩基检测几种检测方法介绍

2.1静载荷实验法

单桩竖向承载力的确定在桩基工程别重要。静载荷实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。使用1×104KN级以上的桩基静载设备，最大加载能力2×104K N。在桥梁桩基工程中，主要使用慢速维持荷载法。

2.2钻芯检测法

钻芯检测法属于局部破损检测法，它是按规定的抽检比例进行检测，或对桩质量有疑问时采用，通过检测可判断桩身的完整性、混凝土强度、桩长、桩底沉渣厚度及持力层性状能否满足设计及规范要求。钻芯取样是钻芯法检测中的重要环节，其质量好坏直接关系到整个桩基质量评价的准确性。混凝土芯样通常有两种情况:

（1)形状规则完整，表面平整光滑；

（2)表面粗糙，完整性差。

粗骨料与水泥胶结差，其原因除了桩身质量较差外，还与钻探设备、操作工艺导致芯样破损有关。显然，由操作引起的芯样不完整并不代表该桩基混凝土质量状况，因此钻芯过程要求保证芯样的原状性和代表性，对不完整和破碎的芯样要能做出准确的分析判断。桩基钻芯取样通常按桩基总数的5%~10%进行抽检, 当施工过程中或无破损检测中发现异常情况时采用钻芯检测作进一步的判断, 由于钻芯检测结果对桩基取舍至关重要, 因此必须根据钻芯检测法准确判断桩身完整性及质量状况。钻取芯样后除了对桩基完整性做出评价外，当混凝土试块强度不足或对其结果有怀疑时，应对芯样进行抗压强度试验，以做出准确评价。

2.3低应变动测法。低应变动测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接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、频率信号，从而获得桩的完整性。该方法检测简便，且检测速度较快，但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。

测试过程是获取好信号的关键，测试中应注意：①测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同，一般要求桩径在120cm以上，测试3～4点。②锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器20～30cm处不必考虑桩径大小。③传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装，注意选择好粘贴方式，一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥，没积水的情况下。④尽量多采集信号。一根桩不少于10锤，在不同点，不同激振情况下，观测波形的一致性，以保证波形真实且不漏测。

2.4低应变发射波检测法

应力放射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法。该方法把桩假定为连续弹性的一维截面匀质杆件，并且不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响。当在桩顶施加一瞬态锤击振力，将在桩内激发应力波，由于桩与桩周土体之间的波阻抗差异悬殊，应力波大部分能量将在桩内传播, 当L(波长)〉〉D( 桩径)，应力波波长λ〉〉D时, 桩可以看作一维杆件, 应力波在桩内传播可以采用一维杆波动方程计算。垂直入射的应力波在桩内传播过程中，当桩内存在有波阻抗差异界面时，将产生反射波和透射波，反射波将沿桩身反向传播到桩顶，而透射波继续向下传播。桩身的缺陷、桩底均可以根据反射波的相位、振幅、频率特性，辅以地层资料、施工记录以及实践分析经验，对其性质做出确切的判断。

2.5高应变动力检测法

高应变动力法测试技术于20世纪80年代由美国引入我国,近年来该技术得到了广泛的应用和发展。它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波来确定承载力的。目前工程界应用最广泛的高应变动力试桩法是阻尼系数法和曲线拟合法。

高应变动力检测法确定单桩垂直极限承载力具有独特的优点，即无需静载试验中的锚桩或堆载物，时间短、费用低、效率高，并可以进行大吨位桩基检测等, 已部分取代传统的静载荷试验，逐步成为桩基工程验收确定单桩承载力和桩身质量的一种重要手段。高应变动力试桩法不仅用于确定桩基的承载力，还可反映出桩身完整程度、桩土阻力分布等方面的信息。

2.6超声波检测法

超声波检测法是通过测定超声波在混凝土中传播过程中的声速、波幅、频率、声时等声学参数，而反映混凝土的质量。对于组成材料相同且配合比一定的构件， 其内部越致密，孔隙率越低，则声波波速越高，波幅越大，频率越高，强度也越高。另外，当混凝土含石量较高时，平均声速增高而强度可能变化不大，因而声速亦可以反映混凝土的均匀性。

3高速铁路桥梁桩基的质量评定

3.1高速铁路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。