中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
在橋梁建設(shè)中，樁基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)的一種重要形式，被廣泛運(yùn)用。由于樁基自身的工序繁雜、施工難度大、技術(shù)要求高等特點(diǎn)，很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。 因此，十分有必要對基樁性能做出準(zhǔn)確判斷，提高基樁的檢測質(zhì)量?！扒Ю镏虤в谙佈ā?，基樁若發(fā)生質(zhì)量問題，必將發(fā)生重大工程質(zhì)量事故，因此橋梁樁基檢測是十分必要的。
在現(xiàn)階段橋梁樁基檢測工作中，使用較多的是動(dòng)測法和鉆芯法。 動(dòng)測法又主要分為低應(yīng)變動(dòng)力檢測法和聲波透射法二種。
一、橋梁樁基檢測方法的分類
1.1 低應(yīng)變動(dòng)力檢測法
低應(yīng)變動(dòng)力檢測法主要包括水電效應(yīng)法、反射波法和機(jī)械阻抗法等等，是指在樁頂面實(shí)施低能量的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振，使樁在彈性范圍內(nèi)做彈性振動(dòng)，并由此產(chǎn)生應(yīng)力波的縱向傳播，同時(shí)利用波動(dòng)和振動(dòng)理論對樁身的完整性做出評價(jià)的一種檢測方法，其中以反射波法原理簡單、檢測效率高、設(shè)備簡單、成本低進(jìn)而在橋梁樁基檢測過程中被大量使用。
低應(yīng)變法，它屬于快速普查樁的施工質(zhì)量的一種半直接法，主要適用于檢測混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置等。資料完善時(shí)，可以估算出樁長、區(qū)分缺陷類型和估測混凝土強(qiáng)度級別等。由于低應(yīng)變動(dòng)力試樁操作方法簡單，與其它測試方法相比，具有檢測速度快、費(fèi)用低和檢測覆蓋面廣等特點(diǎn)，已成為樁身施工質(zhì)量檢測中應(yīng)用最為普及的方法。
低應(yīng)變法的理論基礎(chǔ)是一維線彈性桿件模型，因此受檢樁的長細(xì)比、瞬態(tài)激勵(lì)脈沖有效高頻分量的波長與樁的橫向尺寸之比均宜大于5，設(shè)計(jì)樁身截面宜基本規(guī)則。 另外，一維理論要求應(yīng)力波在樁身中傳播時(shí)平截面假設(shè)成立，所以，對薄壁鋼管樁和類似于H型鋼樁的異型樁，低應(yīng)變法不適用。 且由于受樁型(如截面多變)、地質(zhì)條件、激振方式、樁的尺寸效應(yīng)、樁身材料阻尼等因素的影響，樁過長(或長徑比較大)或樁身截面阻抗多變或變幅較大引起的應(yīng)力波多次反射，往往測不到樁底反射或正確判斷樁底反射位置，從而無法評價(jià)整根樁的完整性。另外，檢測結(jié)果分析判定的準(zhǔn)確性與操作人員的技術(shù)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。
1.2 聲波透射法
聲波檢測一般是以人為的激勵(lì)方式向介質(zhì)(被測對象)發(fā)射聲波，在一定距離上接收經(jīng)介質(zhì)物理特性調(diào)制的聲波(反射波、透射波或散射波)，通過觀測和分析聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)聲學(xué)參數(shù)和波形的變化，對被測對象的宏觀缺陷、幾何特征、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行推斷和表征。
具體原理是通過在樁身預(yù)埋聲測管(鋼管或塑料管)，將聲波發(fā)射、接受換能器分別放入 2 根管中，其中管內(nèi)注滿清水為耦合劑，換能器進(jìn)行聲波發(fā)射和接受，使聲波在混凝土中傳播，通過對聲波傳播主頻、時(shí)間、聲速和波幅等物理量測試與分析，對樁身完整性作出評價(jià)的一種檢測方法。
聲波透射法以其鮮明的技術(shù)特點(diǎn)，即以透射聲波為測試和研究對象的，分析、判別其缺陷的位置和范圍，進(jìn)而評定樁基混凝土的質(zhì)量情況，成為目前混凝土灌注樁(尤其是大直徑灌注樁)完整性檢測的重要手段之一。
聲波透射法的優(yōu)點(diǎn)在于測試精度高，不受場地限制，缺陷的判斷上全面，檢測范圍無盲點(diǎn)，缺點(diǎn)在于需要預(yù)埋聲測管，檢測成本相對較高，對樁身直徑也有一定的要求。
1.3 鉆孔取芯法
該方法主要是采用鉆孔機(jī)對樁基進(jìn)行抽芯取樣，根據(jù)取出芯樣，檢測樁基樁長，樁身砼密實(shí)度及強(qiáng)度，骨料粒徑，級配情況、樁身完整性、樁底沉渣厚度及持力層的力學(xué)性質(zhì)、砼與樁端持力層巖土體的接觸關(guān)系，對該樁質(zhì)量等級做出評價(jià)。
二、三種橋梁樁基檢測方法的比較
樁基低應(yīng)變反射波檢測方法是基于若干假設(shè)的前提下進(jìn)行的：
1、樁是一個(gè)等截面、均質(zhì)(各項(xiàng)同性)的一維直桿；
2、桿側(cè)及桿端物質(zhì)的密度明顯小于桿的密度；
3、橫截面的直徑遠(yuǎn)小于桿的長度。 因此只有滿足以上前提假設(shè)，其檢測結(jié)果才是有效的。但是既然是“假設(shè)”，必然存在誤差。
因此，特殊情況下，現(xiàn)場監(jiān)理在灌注過程中發(fā)現(xiàn)的問題比任何檢測方法都及時(shí)和準(zhǔn)確。
超聲波透射法檢測具有檢測細(xì)致準(zhǔn)確，結(jié)果準(zhǔn)確，檢測范圍可以覆蓋聲測管埋設(shè)到的各個(gè)截面，且不受樁長、樁徑以及場地的限制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地運(yùn)用在大直徑灌注樁的檢測中。但它有如下缺點(diǎn)：
1.超聲法進(jìn)行質(zhì)量檢測，僅能定性地判斷基樁的完整性，不能定量判斷缺陷大小。
2.超聲法檢測某樁時(shí)必須預(yù)埋與樁同長的聲測管，因此費(fèi)用比較高。
鉆芯檢測法直觀，但該方法成本較高，鉆芯取樣的時(shí)間也較長，使得其無法在大范圍內(nèi)得到應(yīng)用。同時(shí)鉆芯法的代表性也受到質(zhì)疑，尤其在確定縮徑等缺陷時(shí)更是無能為力。 一般地說鉆芯法對確定斷樁、夾泥、離析也有一定的優(yōu)勢，在確定樁身質(zhì)量也有較強(qiáng)的說服力，芯樣獲取率要達(dá)到 95%-100%。 但其要求操作的技術(shù)員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，對鉆進(jìn)過程所遇到的各種情況要有準(zhǔn)確，完整的記錄。有時(shí)斷樁部位在鉆芯過程中只反應(yīng)為幾或十幾厘米的突然掉鉆，如不能準(zhǔn)確下來，從提取的芯樣上很難判斷出嚴(yán)重的缺陷。因此鉆芯檢測法主要是對動(dòng)檢測法的一個(gè)補(bǔ)充，重點(diǎn)是對混凝土質(zhì)量有懷疑的合格樁及動(dòng)測評為不合格缺陷樁進(jìn)行驗(yàn)證。深度不大的徑縮缺陷采用開挖方法予以驗(yàn)證。
三、基樁的質(zhì)量控制
橋梁樁基由于處在重要的工程部位，影響和意義都十分重大，這就要求它必須是100 %合格。 對樁基質(zhì)量的控制，主要在形成過程中，只要成孔和灌注兩過程得到很好的控制，便不會出現(xiàn)不合格樁。同時(shí)，現(xiàn)場監(jiān)理人員的現(xiàn)場監(jiān)督，也是樁基質(zhì)量得到保證的重要因素之一。
在選用檢測方法時(shí)，要綜合考慮檢測目的、每種檢測方法的適用范圍、地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)條件和施工因素等，合理選擇檢測方法和確定抽檢數(shù)量。 同時(shí)，可選用兩種或多種方法進(jìn)行檢測，可使各種方法能夠相互補(bǔ)充、驗(yàn)證，提高檢測結(jié)果的可靠性，對樁身質(zhì)量(完整性)做出準(zhǔn)確的判定。
