桥梁桩基检测技术汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇桥梁桩基检测技术范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：C35文献标识码： A

混凝土灌注桩是桩基础中的主要形式，由于其成桩质量受地质条件、成桩工艺、机械设备、施工人员、管理水平等诸多因素的影响，较易产生夹泥、断裂、缩颈、混凝土离析、桩底沉渣较厚及桩顶混凝土密实度较差等质量缺陷，危及主体结构的正常使用与安全，甚至引发工程质量事故，加上是隐蔽工程，因此加强对桩基础质量的现场检测十分必要。

1.射波透射法检测

1.1标准

根据桩的检测标准，把桩基划分为Ⅰ类桩、Ⅱ类桩、Ⅲ类桩和Ⅳ类桩。

Ⅰ类桩为各检测的声学参数无异常，无声速低于低限值异常，桩身结构完整;

Ⅱ类桩为个别测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常，桩身存在轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥;

Ⅲ类桩为连续多个测点的声学参数出现异常，局部混凝土声速出现低于低限值异常，桩身存在明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；

Ⅳ类桩为连续多个测点的声学参数出现异常，桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接受信号严重畸变，桩身存在严重缺陷。

桩身完整性检测只是检测桩身材料、尺寸等方面的质量问题,而这种划分或多或少地依赖于承载力的达标与否。

1.2 基本原理及检测目的

声波透射法是在灌注桩基混凝土前，在桩内预埋若干根声测管，作为超声脉冲发射与接收探头的通道，用超声探测仪测出的超声波传播时间t、波副A及频率f等声学参数，进行处理后，给出桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。

1.3检测方法

声波透射测试方法有平测法、斜测法和扇面测法三种，一般采用平测和斜测两种方法。第一，平测法是将发射和接收两换能器始终保持在同一标高上，进行测试，通过平测可知道缺陷在垂直方向上的区域大小和严重程度。第二，斜测法是发射和接收两个换能器不在同一标高上，进行测试。第三，扇形测法即固定某一固定换能器，将另一换能器等间距移动，两换能器高程差不停变换，形能一扇面。其次，采用平测法时，容易将水平向（如桩横截面方向）较大而竖向（如沿桩身方向）很小的缺陷给漏掉。再次，存在一定范围的测试盲区，即只能测出声测管之间一定范围内砼是否有缺陷，不能准确测出桩身整个断面是否有缺陷。

1.4优缺点分析

声波透测法可以检测全桩长的各横截面混凝土质量情况，桩身是否存在混凝土离析、夹泥、缩颈、密实度差和断桩等缺陷，的其优点是结果更直观可靠，同时现场操作较简便，检测速度快，不受长颈比和桩长限制。但是不易做到随机抽检。

2.自平衡法试验

2.1基本原理及检测目的

自平衡法测桩是一种基于在桩基内部寻求加载反力的间接的静载荷试验方法。通过对桩基分段加载，利用桩基各段互为反力作用，充分地调动桩基的性能，并将其表现参数准确记录。通过科学的数据分析，得到试验桩基的真实特性。根据桩基的特性，进而推导出桩基的极限承载力等一系列安全性结论。

2.2检测方法

检测试验时，在地面上用油泵通过高压油管对荷载箱进行加压，随着压力的增加，荷载箱将打开，同时使桩身产生向上、向下的位移，将力传递到桩身，促使桩侧阻及端阻力的发挥，其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡――自平衡来维持加载，根据荷载箱率定曲线换算成荷载，通过位移杆和百分表测定荷载箱向上位移和向下位移，根据读数绘出相应“向上力与位移图”及“向下的力与位移图及s-lgt、s-lgQ曲线，判断桩的承载力、沉降量、桩身弹性压缩，实现检测目的。

2.3优缺点分析

篇（2）

中图分类号：V448.15+1a 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0154-01

引言

社会经济的快速发展，对桥梁等交通设施建设的要求也在不断的提高，而桥梁桩基础是桥梁工程的重要部分，其质量的好坏往往决定着桥梁的性能，但常规的检测方法又具有一定的局限性，因而研究无破损检测技术具有积极的意义，以下做简要的论述。

1.桥梁桩基础常见的病害及成因

桥梁桩基础是地基加固的主要形式，也是整个桥梁结构的承压构建，但是在施工中存在用料不规范、操作不按流程、施工队伍素质不齐、设备不精确、地质环境影响等，都会造成桥梁桩基的缺陷，而桥梁桩基常见的缺陷有以下几类。

1.1 桩基桩径缩小

桩径是决定桥梁竖向承压能力的关键指标，但桩径缩小是比较常见的施工问题，会导致抗弯能力减弱、承载不达标等问题，桩基桩径缩小主要有三个方面的原因：其一，地质构造含有承压水的地层时，地下水的冲刷导致砂浆流失，桩径缩小；其二，地质条件不良，桩基周围土层遇水后向桩孔中突起致使桩径缩小；其三，钢筋绑扎过密导致流动性差，部分钢筋外漏导致桩径缩小。在此类缺陷桩基中，需要对波形进行分析，产生相反的反射波，缩径越大，振幅就越大。

1.2 混凝土桩基沉渣

此类问题主要发生在施工过程中，在钻孔灌注桩进行混凝土灌注之前没有进行彻底的清洗，导致桩基本身的强度降低。混凝土桩基沉渣也有可能是没有及时进行灌注导致的，与施工的组织规划有关。当桩基础底部为弱风化围岩时，产生同向反射波，波速急剧下降，周期变长，主频变低；当桩基础很短强度高时，产生较强的同向反射波。

1.3 混凝土桩基离析

在桥梁桩基施工中，由于搅拌不均匀，成形之后的混凝土必然出现性能上的波动，如胶结不好，或者是桩孔内存在大量的积水导致骨料受到冲刷，在桩基沉积，但砂浆浮在骨料之上，造成桩基离析的问题。此类桩基础会出现波形小范围的畸变，严重时波峰会消失，最后出现低频合成波。

2.桥梁桩基础无损检测技术研究

2.1 人工激震动测技术研究

通过人工激励的方式产生地震波，地震波传递之后产生反射，接收器接受之后可以进行分析。由于地震波传播的介质是非均匀性的，必然会产生反射，地震波在桥梁桩基中出现衰减，波能转化为热能。如果桥梁桩基存在缺陷，波速降低，传播时间增加，地震波信号发生散射而衰减。根据传播方向和波动介质点振动方向的差异，可以将波形分为横波与纵波，其他形式的波也能分解为横波与纵波。横波传播方向与质点振动垂直，质点位置发生剪切应变，但横波只能在固体介质中传播。纵波是指传播方向和质点振动相同的波，由于交变拉压应力的存在，出现伸缩变形，在气体、液体和固体中都能传播。

在采用人工激震动测法检测桥梁桩基时，地震波遇到桩基缺陷产生反射波，反射波相关于缺陷桩基的阻抗。缺陷桩基界面阻抗不同时，就会产生地震反射波，发射波与入射波振幅的比值即为反射系数。传感器接收到波形的参数之后，如频率、声速、振幅等，对桩基的缺陷进行分析，可以判别桩基的问题，离析桩、缩径桩、断桩等缺陷在人工激震动测技术下，其波形的表现会出现差异，通过这些差异来进行鉴别。传统的桥梁桩基检测，在桩顶安装传感器，并进行激振，获取数据之后判断桩基的质量，但是传统的检测方式会有诸多的干扰，需要检测人员有较高的分辨能力。而人工激震动测法能有效分离干扰波，利用两点之间的缺陷时进行波速计算，有效应对深度缺陷的检测。

2.2 声波透射法

声波透射法是当前应用较为广泛的一种无损检测技术，声波在不同的介质中波形具有差异，在缺陷桩基中传播时可以体现出来。缺陷桩基的混凝土材料不均匀，产生不同声阻抗声学界面，声波沿着不同的蓝截面传播，衰减快，能量散射也比较严重。桩基混凝土中产生诸多的散射波和折射波，散射波与折射波相互叠加会有声能散失，声波在缺陷桩基中会绕着缺陷进行传播，传播路线不是直线，声时变大，声速减小。声波在遇到缺陷截面时发生多次的折射和反射，声能出现衰减，频率和波幅减小，整个波形发生畸变。在声波透射检测法中，需要在灌注之前预留孔道，并在预留的孔道中埋设声波探测管，移动探测仪和接收仪，移动时注意方向和高度，逐步获取桩基横截面的数据，由物理参数来判别桩基的完整性，声波透射法对桩基的孔径和长度要求不大。声波透射法的检测中，如果实测声速值低于混凝土声速临界值，可以判定桩基存在缺陷；所检测测点声速值很小，并且趋于收敛，判定时采用声速低限值进行，如果声速值低于底限值，则判定为异常桩基。

2.3 低应变动测法

低应变动测法对于桩长远远大于桩径的情况比较实用，用振动仪对桩顶进行激振，周围土体和桩身会产生振动，通过桩基本身的应变计将桩基振动的速度和加速度传递给接受装置。低应变动测法检测方法简单、速度快、范围广而被广泛应用，如果桥梁桩基本身存在断桩、缩径、扩径等差异性界面，弹性波在传播时产生反射，传感器对声波进行处理，以便进行数据分析。通过研究桩土之间的动态响应，达到判断桩基的长度及质量问题。随着技术的发展，低应变动测法检测的精确性也越来越高，受到广泛的重视。

2.4 高应变动测法

高应变动测法的成本低，其组成的部分包括传感器、分析仪、激振设备和测量仪等，主要用于检测桩基的竖向承压能力和桩基的完整性，在桩顶施加竖向载荷，然后收集桩基相关动力系数，主要是速度与力的时程曲线，进行分析计算，从而判断桩基的竖向承压能力和质量问题，高应变动测法在高程摩擦型桩基和摩擦型桩基的检测中比较常用。

3.桥梁桩基础无破损检测的技术要求

在进行桥梁桩基础无破损检测时，需要注意几个方面的技术要求：其一，桩头处理，处理桩头，确保清理干净，平面整洁、干燥，便于后续的检测；其二，桩基础的强度要求，由于是无破损检测，在检测中不能削弱桩基础的性能，一般要求达到桩基础龄期达到10天以上，能够很好的保护桩基础；其三，传感器的选择与安装，桩基础的缺陷检测需要保证精度，因而检测设备的选择和安装至关重要，传感器是核心设备，要求精度高、灵敏性好，安装位置要根据桩径的大小合理选择，避免漏测的情况，此外，传感器必须固定好，以免差生较大的误差，影响桩基础缺陷的分析；其四，所有的检测仪器必须无故障运行，同时仪器必须连接好，处于最佳的工作状态；其五，检测后的设备保养维护，桥梁施工现场的环境比较复杂，对仪器设备会有一定的影响，因而检测后需要进行设备的维护保养，为下次的检测打下良好的基础，同时也能避免成本上升的问题。

4.结语

桥梁桩基础是桥梁建设中的重要部分，对于桥梁的性能有很明显的影响，而桥梁是当今交通基础设施的关键，影响着社会经济的运行，因而研究桥梁桩基础的质量问题具有积极的意义。随着技术的发展，追求缺陷无损检测，既能达到质量控制的目的，又能节省成本，减少破坏作用，因而研究无破损检测技术十分重要。

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1.1人工挖孔桩人工挖孔桩是现阶段中国建筑行业应用较多的施工技术，具有操作简单、技术含量低、施工设备成本少、桥梁桩基的检测方便等优点，非常适合我国目前建筑业的发展水平，在人工挖孔桩之后，加以钢筋的稳固，混凝土的浇灌，就能够形成质量安全的工程施工项目。人工挖孔桩虽然具有上述优势，其本身存在的问题也比较多，其中最大的弊端就是人员工作危险系数较大，人工挖孔桩是依靠工作人员进行挖孔，井下作业的情况较多，地下土质的不安全因素较大，当挖孔时，遇到空地积水较多时不仅会减缓工程的进度，还会降低工作的质量，对工作人员的实际工作产生威胁。另外，在发现桥梁的地下水文条件与地形存在和施工准备提供的资料明显不符时，还需重新进行调查，加大施工项目的投资。

1.2钻孔灌注桩钻孔灌注桩技术是应用先进的设备仪器，利用机器来进行钻孔，具有成孔速度快、成孔质量高、应用类型广的特点，相比于人工挖孔，钻孔灌注的技术更加便捷，并且工作效率高，单位时间内完成的钻孔数额较多，因此，对于施工进度的缩短、施工质量的提升具有积极影响。对于钻孔灌注桩技术，在现阶段的发展中，还存在着一些问题。首先，就是建筑行业施工过程中常见的地质环境问题。钻孔灌注桩技术对于地质结构的要求非常大，不同的地层应使用不同的钻进方法，不能一概而论，这就要求相关技术人员着重关注地质问题；其次，就是泥浆的调和程度，钻孔灌注桩技术最为核心，最为重要的就是泥浆的孔内补充，泥浆要按照比例调和均匀，并且，及时地灌入到孔内才能够达到施工要求，增强桥梁的稳定性，提高建筑质量安全。

2桥梁桩基施工工艺、内容

2.1开挖灌注桩孔开挖灌注桩孔是桥梁桩基施工的第一个环节，要把握几个步骤：（1）将桥梁施工的设计方案和图纸进行系统的研究，掌握设计精髓，保证钻孔过程中顺利施工。（2）挖孔过程中孔桩中心点的选择。孔桩中心点的选择影响着整个桥梁施工的稳定，与质量的安全关系重大。（3）孔壁的保护。在挖孔完成后，要对孔壁进行强化和稳固，防止孔壁塌方，对孔壁的强化稳固通常情况下都使用混凝土来进行，进而防治其影响整个施工项目。（4）要保持孔底地下整洁，如果孔底出现淤泥和施工残渣，要及时清理。

2.2制作钢筋笼制作钢筋笼主要涉及两点内容：（1）根据设计图纸和相关资料，并结合施工过程中具体的施工情况进行钢筋笼样板的制作。这主要是为了确定主筋之间的距离，保证钢筋笼的正确定位，提高桥梁建筑的承载能力。（2）焊条与钢筋笼的匹配状况，在桥梁桩基施工过程中，焊条与钢筋性能的匹配情况影响着桥梁建筑的稳定性，不同型号的焊条所对应的钢筋有所不同，因此在项目施工过程中，工程技术人员与项目操作人员要进行严格的把关。

2.3安装钢筋笼钢筋笼在实际安装的过程中主要应注意两个方面：（1）对于钢筋笼的稳定性进行保护，因为在钢筋笼刚刚焊接完成之后，其稳定性相对较差，容易发生变形或是损毁，因此，针对这种情况，相关人员在对钢筋笼进行移动和搬运的过程中应采取相应的措施，防止钢筋笼受压变形；（2）钢筋笼的安装问题。钢筋笼安装在钻孔的孔内，并不能随意进行安装，要进行调整和匹配，在安装过程中，钢筋笼不能碰触孔壁，在调整好位置后，要及时进行固定处理，防止钢筋笼移动。

2.4混凝土灌注混凝土的灌注起到稳定桥梁桩基的重要作用，在混凝土灌注工程中，首先，应对钻孔的质量以及孔壁、孔底进行检查，钻孔的质量要符合施工的标准，对于孔壁，应具备稳定性，孔底要干净整洁，不能存在淤泥、积水和施工残渣。其次，就是在钢筋笼安装后，检查相关导管的安装情况，因为混凝土会随着导管进入孔底，导管的安装一定要符合要求，不能随意穿插。

3桥梁桩基检测技术

3.1成孔检测由于成孔检测是成桩检测技术的先决条件，成孔检测作为桥梁桩基检测的重要参数标准在整个施工过程中占据着非常重要的地位，在我国，相较于成孔检测，桥梁桩基检测的发展程度要更先进一些，但是为了保证施工的各个阶段的质量安全，对于钻孔的检测非常有必要。

3.2静载荷试验法静载荷试验法是指按照桩的使用功能，分别在桩顶逐级施加压力，观测桩的测验点的起伏沉降情况以及水平位移状态，以此判定单桩水平承载力以及竖向抗压承载力的情况。在目前的检测技术上来看，静载荷试验法是现阶段最为可靠、最为直观的检测手段之一。但是，由于我国科学技术发展水平还不是很完善，相关的检测设备存在问题，因此，导致静载荷试验法在对桥梁桩基检测的过程中存在误差。

3.3声波透射法声波透射法是指在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。声波透射法对于相关技术的要求较为专业，并且设备质量的需求标准高，因此，在过去的桥梁桩基检测过程中并没有过多地使用。不过，随着经济全球化、技术全球化的深入，我国社会主义市场经济的发展，相关科学技术的进步，已经让声波透射法在桥梁桩基的检测上有了质的飞跃。声失时判读已不再是唯一的选择，声幅和声频已开始进入了分析判断领域，尤其令人欣慰的是，声波CT已步入实用阶段，为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。因此，对于桥梁桩基而言，声波透射法也是一项非常合适的技术检测手段。

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21世纪我国交通运输行业发展迅速，一些大型的桥梁工程不断出现，很多的蛄汗こ潭际遣捎玫淖基础，因此需要在不破坏结构的前提下，对建筑物进行实时的检测，只有这样才能够对工程施工的质量检测进行有效的适用。无损检测技术具有简便、无损伤的特点，能够在桥梁工程中得到有效的应用。无损检测技术是一种物理对象的结构测试，在进行无损检测的过程中，桥梁桩基会被检测到某个特点的缺口，同时桩基础的检测以及消耗的时间也比较短，因此很快就能得出结果，如果桥梁桩基的钢筋发生腐蚀现象并开裂，就可以通过桥梁内部结构的缺陷来进行非破坏性试验。本文就对无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用进行分析。

1无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

1.1超声波无损检测法

利用超声波检测的方法，就能够根据接受换能器、扇形探头以及装发射等元件进行检测，在分析桩基础检测数据的时候，可以根据桩基的平均值来进行判断，看桩基础是否发生了病变，如果桩基础应力波发生了改变，那么桥桩基础就可能存在一定的裂缝，而内部的裂隙会导致反射波扰乱情况的发生，无损检测就很好的解决了这一点，既不会伤害到基桩的质量与结构，也能够充分确保桥梁桩基的完好，从而发挥出其最大的优势。

1.2高、低应变检测法

利用高应变检测方法来对桩基的完整性进行确定，就可以满足地下桩变形的特点，同时对桩头负荷进行敲击，在敲击之后会产生一定的阻力，高应变测试会使用重型应变冲击桩锤，同时沿着纵向的方向进行脉冲冲击，让桩基也作出一定的调整，从而根据桩基承载能力来分析是否满足当前的要求。如果土层受到载荷的冲击就会反射一定的应力波，只要能够保证信号的检测精度，那么桩基的承载能力也就得到满足了。当桥梁桩基通过非破坏性低应变方法进行测试的时候，要充分考虑到桩基周围的土地制约性，可以看出是弹性杆件的一维平面。采用低应变法来对桩基内部的缺陷进行检测，要用锤子来敲击桩基的上部，对压力波传播速度进行检测，然后通过分析波形确定桥梁桩基的质量好坏，低应变方法能够检测多个质量问题，该方法不能用在桩基的定量分析上，这些只能通过测试人员的工程经验进行判断，在测试时桩基础外的地面对应力波的影响很大，甚至会严重干扰到测试人员的判断。

1.3钻芯检测方法

钻芯检测的方法是一种非破坏性测试，它主要是利用人造钻石探头与金刚石钻头，这样就能很好的确定出桩基内部的缺陷，这也是比较直观与精确的方法。钻芯法用来检测混凝土桩的长度、沉积物的厚度以及材料的强度等，这些都能够判断支柱土层的性质，要多观察与记录钻孔批号以及块的总数，然后根据主样品的完整性来获得颜色更加合理的画面，仔细记录芯样品的质量就能确定出异常情况，钻芯法十分简单直接，同时检测质量也是很显著的。这种方法不会受到地理位置以及其他因素的干扰，特别适合用于大直径桩测试中。

1.4无损检测中问题的改进

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关键词：桥梁；桩基检测；完整性；声波透射技术

中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号：

一、声波透射法检测技术概述

（一）检测原理

声波透射法检测的基本原理如下：在桩内预埋一定数量的与桩身纵轴平行的声测管，并将声波发射装置置于测管当中，再将由发射系统传送出来的电信号转换为脉冲信号向桩身内部进行辐射，借此来对桩身混凝土进行逐点、逐段的探测。在检测过程中，声波会在混凝土中进行传播，当其到达一个声测管之后，便会被置于其中的声波发射换能装置接收，装置接收到的声波信号会由于各个部分混凝土质量的不同，而使频响和波形发生相应的改变，通过这些特征变化，可对桩身混凝土是否存在缺陷以及缺陷的准确位置进行判断，从而得出桩身的整体质量状况。

（二）声波透射法的优越性

声波透射法在检测方面巨头以下优点：其一，检测较为全面、系统，检测范围能够有效覆盖整个桩身长度的各个断面；其二，检测结构直观、可靠、准确。全桩长的断面扫描检测，加之短距离时声波对小范围的缺陷也十分敏感，能够准确测出桩身上各处缺陷在深度方向的具置以及径向范围，有助于桩身缺陷分析与处理；其三，由于声波透射法能够对整个桩身进行检测，所以检测过程不会受到桩长和桩径的限制，并且整个检测过程也不会受到施工场地的制约。正是因为该检测技术具有的种种优点，使其在桥梁建设工程中获得了广泛应用，通过声波透射检测，能够对桥梁工程项目的施工质量进行有效控制。

二、桥梁桩基检测中声波透射法检测技术的具体应用研究

在桥梁工程建设中，对桩基进行完整性检测是非常重要的环节之一，其直接关系到桥梁的整体质量。下面本文重点对声波透射法在桥梁桩基检测中具体应用进行研究。

（一）检测前的准备工作

1.声测管的选用。现阶段，声波透射法检测中，常用的声测管主要有以下几种：钢管、塑料管和波纹钢管等。这几种声测管在使用方面格局优缺点，但不管选用何种管材，最为基本的要求是其都必须具备足够的刚度和强度，以确保在混凝土灌注过程中，管材本身不会发生变形和破损，并且还要具有足够大的透射率。在上述几种管材中，钢管具有安装方便、刚度大等优点，并且在埋入桩身之后能够基本保持良好的平行度和平直度，此类管材在大直径钻孔灌注桩的检测中应用较多，其唯一的缺点是价格比较昂贵；塑料管本身由于声抗率相对较低，从而使其具备较好的声透性，但因为塑料材料具有热膨胀性，当混凝土固结时，会由于温度下降使塑料管发生径向和纵向收缩，这样极有可能是塑料管与混凝土局部分离，从而形成空气或是水分的夹缝，由此便会造成反射强烈的界面增大，最终可能导致判断失误，此类管材仅适用于小桩径的检测；波纹钢管的优点是管壁较薄、抗渗性好、高耐压、高强度、省钢材等，唯一的缺点是管材本身柔性较大，在安装过程中需要保持其与轴线的平行。在实际工程中，可按照桥梁桩基的性质选取最为合适的管材作为声测管，在没有特殊要求的前提下，尽可能采用波纹钢管，这有助于提高检测结果的准确性。

（二）声测管的绑扎与埋设

1.通常情况下，可以采用焊接或是绑扎的方式将声测管固定在钢筋笼的内侧，并在成孔后、灌注前将其一并随钢筋笼下放至桩孔当中。在埋设时声测管应置于桩底位置处，若是被检测的桩基采用的不是常规配筋，则应当在无钢筋笼的位置处设置加强箍筋，以此来确保声测管的平行度；当声测管壁相对较薄时，若是采用焊接固定的方式，为避免焊接过程中造成声测管被焊透的情况发生，应每隔3m左右使用较粗的铅丝进行绑扎，并且只需要在管口的接头位置与主筋出进行焊接即可。

2.在没有特殊要求的前提下，声测管的内径应尽可能选取50-60mm的为宜，同时导管的底部应当采用钢板或是套管封堵，并再上端加盖，管口位置应当略高出桩顶10mm左右，并确保所有声测管的高度一致。此外，在同一标段内的声测管应当采用同一种管材，这样便于扣除零声时中的误差。

3.声测管的连接与埋设质量不仅是确保检测工作顺利进行的关键之所在，而且也是决定检测数据准确性与否的重要环节，在工程实践中必须对本环节予以足够的重视。桩身内部的混凝土波速应以该距离除以两根管间的声时得出，若是桩身某一段声测管向内部弯曲时，它的波速有可能偏大，这样容易造成等级偏差，必须采取相应的措施确保声测管的垂直度。

（三）桩基检测

1.检测仪器。通常情况下，声波透射法的检测仪器主要是由数据采集系统和换能装置组成。所谓的换能装置又被称为发射与接收探头，此类设备的生产厂家较多，在选择时应当选取质量较好的设备，这有助于提高检测的准确性。设备购入后应当对其进行率定，确保声时准确、波形清楚后方可使用。在实际监测过程中，除了需要考虑换能装置的精确度之外，还应当按照测距的大小以及混凝土质量的优劣状况，确定最为合适频率。在正式检测前，应对系统的零声时进行确定，常用的方法有以下两种：一种是按照规范的规定要求进行公式计算，另一种是在现场进行率定，由于公式计算需要具体的数值，在此不进行详细介绍，仅对现场率定进行介绍。首先取现场切割下来的声测管两根，并向管内注满清水，然后将两根声测管紧靠在一起放置到水池当中，测量3个以上的数据取平均值作为零声时。

2.现场检测。对桩基的现场测试工作主要分为两个部分，一部分是检测数据的采集，另一部分是换能装置的升降，这两个部分的工作需要互相配合完成。首先，采用直尺对两根声测管的外径距离进行两侧，精确到厘米级，然后将该数据报给采集作业人员，并输入到检测参数的测距一栏当中。进行正式检测前，可先用假探头进行试放，以此来检查换能装置是否能够在声测管内自由升降，确保声测管畅通后便可进行正式检测。将接收换能装置通过放大器与声波检测仪进行连接，设定好仪器参数后便可开始检测，先将换能装置下放至测管底部位置，从下向上每间隔20-30cm左右设一个测点，进行数据采集，测试完毕后看是否存在异常测点，如波速或是波幅较低等情况，若是存在应当进行复测。

3.数据处理。现场检测工作完成之后，应当将图形用打印机打印出来，并将全部检测数据传输到计算机中进行保存，检测结果则应通过检报的形式发给有关部门，检测仪器应当妥善保管。

参考文献

[1]张宏.鲍树峰.马晔.大直径超长桩桩身缺陷的超声波透射法检测研究[J].理工大学学报（自然科学版）.2012(35).

[2]郝一民.钱立军.肖明文.武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥声波透射法基桩检测技术要点[A].2007年隧道与地下工程施工新技术研讨会暨铁道基建科技信息网年会论文汇编[C].2008(1).

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Abstract: in this paper, the bridge pile foundation NDT methods work principle and technology application talk about some views.

Keywords: Bridges, pile foundation, nondestructive testing, applications

中图分类号：V448.15+1文献标识码：A文章编号：

桥梁的检测是保证桥梁正常使用、进行维修加固的重要依据。桥梁检测的目的在于随时掌握桥梁的技术状况和安全状况。本文对公路桥梁桩基无损检测方法工作原理及及技术应用谈一些看法。

一、目前主要的无损检测方法

1、回弹法

回弹法是以回弹值与材料强度之间的相关关系为基本依据，通过回弹值反映材料的表面硬度，进而根据硬度与强度之间的关系推算出材料强度，因此回弹法仅能确切地反映材料表面(深3cm左右)的状态。

回弹法使用的仪器为回弹仪，它是一种直射锤击式仪器，是用一弹击锤来冲击与混凝土表面接触的弹击杆，然后弹击锤向后弹回，并在回弹仪的刻度标尺上指示出回弹数值。回弹值的大小取决于与冲击能量有关的回弹能量，而回弹能量则反映了混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的函数关系，即可以在混凝土的抗压强度与回弹值之间建立起一种函数关系，以回弹值来表示混凝土的抗压强度。回弹法只能测得混凝土表层的质量状况，内部情况却无法得知，这便限制了回弹法的应用范围，但由于回弹法操作简便，价格低廉，在工程上还是得到了广泛应用。

2、超声法

超声法是以声速值与材料强度之间的相关关系为基本依据，通过声速反映材料的密实度，进而根据密实度与材料强度之间的关系推算出材料强度。同时也能通过声速反映材料内部结构的均匀性、连续性等各项质量指标。

超声波法检测混凝土缺陷是根据超声波在混凝土中传播的速度、振幅、相位及主频的变化来判断混凝土内部的缺陷情况。混凝土内部常见的缺陷有：蜂窝状或松散状的不密实区、空洞、杂物或受意外损伤而形成的酥松区等。当超声波遇到以上缺陷时，其速度、振幅等常会发生一定程度的异常变化，分析这种异常变化可推知混凝土内部的缺陷状况。超声波法检测混凝土内部缺陷时常需要进行一定的数据处理及统计计算，且需要测试人员具有一定的检测经验。

3、超声回弹综合法

超声回弹综合法是以声速值、回弹值与材料强度之间的相关关系为基本依据，在自然状态下测试出材料的某些物理量，进而按相关关系推算出材料的强度。混凝土作为一种多相复合材料，均质性较差，应用单一的无损检测方法(如回弹法或超声法)推算混凝土强度，因影响因素多，使推算的混凝土强度不能达到一定的精度。如果采用两种或两种以上的无损检测方法(如超声回弹)，获取多种物理力学参量，并建立混凝土强度与多项物理力学参量的综合相关关系，以便从不同角度综合评价混凝土的强度。

由于综合法(如超声回弹法)采用多项物理力学参量，能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素，并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素，因而它比单一物理量的无损检测方法(如回弹法或超声法)具有更高的准确性和可靠性。可见，超声回弹的综合应用，能较确切地反映构件混凝土强度，对保证新建工程质量，以及对已建工程的安全性评价等方面提供科学依据。

4、电磁感应法

电磁感应法是人工向混凝土构件发射脉冲电磁波并对其内部的金属物(如钢筋)产生电磁感应作用，从而使该金属物产生感应电流，于是在其周围形成二次电磁场，通过专业仪器观测感应电磁场的变化或异常即可确定混凝土内部钢筋的位置和埋深(即保护层厚度)。

5、冲击回波法

冲击回波法是用一钢珠冲击结构混凝土的表面，从而在混凝土内产生一应力波，当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土底面时，将产生反射波，接收这种反射波并进行快速傅里叶变换（FFT）可得到其频谱图，频谱图上突出的峰值就是应力波在混凝土内部缺陷或混凝土底面的反射形成的，根据其峰值频率可计算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于该法采用单面测试，特别适合于只有一个测试面如路面、护坡、底板、跑道等混凝土的检测。

6、红外成像法

自然界中任何高于绝对零度（-273℃）的物体都是红外线的辐射源，它们都向外界不断地辐射出红外线。红外线是介于可见光与微波之间的电磁波，其波长为0.76-1000μm，频率为4×1014-3×1011Hz。混凝土红外线无损检测是通过测量混凝土的热量及热流来判断其质量的一种方法。当混凝土内部存在某种缺陷时，将改变混凝土的热传导，使混凝土表面的温度场分布产生异常，用红外成像仪测出表示这种异常的热像图，由热像图中异常的特征可判断出混凝土缺陷的类型及位置特征等。这种方法属非接触无损检测方法，可对检测物进行上下、左右的连续扫测，且白天、黑夜均可进行，可检测的温度为-50-2000℃，分辨率可达0.1-0.02℃，是一种检测精度较高、使用较方便的无损检测方法，并具有快速、直观、适合大面积扫测的特点，可用于检测混凝土遭受冻害或火灾等损伤的程度以及建筑物墙体的剥离、渗漏等。

7、拔出法

拔出法用于检测混凝土的强度，它是将安装在混凝土体内的锚固件拔出，测定其极限抗拔力，然后根据预先建立的混凝土极限拔出力与其抗压强度之间的相关关系来测定混凝土强度的一种半破损（局部破损）检测方法。大量实验表明：极限拔出力与混凝土抗压强度之间确实存在着某种近似线性的对应关系，这就为该方法的应用提供了坚实的基础。拔出法可分为预埋拔出法及后装拔出法两种，预埋拔出法是指预先将锚固件埋入混凝土内的拔出法，后装拔出法是指在已硬化的混凝土上钻孔，然后在其上安装锚固件的拔出法。前者主要适用于成批、连续生产的混凝土结构。

8、钻芯法

钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，在结构混凝土上钻取芯样以检测混凝土强度和缺陷的一种检测方法。它可用于检测混凝土的强度，结构混凝土受冻、火灾损伤的深度，混凝土接缝及分层处的质量状况，混凝土裂缝的深度、离析、孔洞等缺陷。该方法直观、准确、可靠，是其他无损检测方法不可取代的一种有效方法。

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中图分类号： G424.31 文献标识码：A 文章编号：

1.目前国内外路桥试验检测发展现状

目前国内外学者在路桥试验检测的研究中已经取得了一些进展，在桥梁结构的检测实践中研究出了一套较好的方法。如：对适用于路桥检测的结构状态敏感参数积累了理论认识和实践经验，能够利用测试的数据进行计算模型的修正；研究了采用环境振动试验以及强迫振动试验分析车重、车速、路面状况以及结构模态参数对结构局部受力的影响：开发了各种针对频率、振型、动力系数等结构自振特性及动力特性参数的一系列的测试方法和技术。对于基础检测方法方面，国内外学者也通过理论研究和实践验证，总结出了基于动测原理的桩基础完整性检测方法以及为检测桩基础承载力而进行的桩基静载试验等一系列检测方法。桩基础完整性检测方法主要有：超声波透射法、低应变反射波法、高应变法以及钻芯法；桩基础承载力检测方法主要有：静荷载试验、桩的动力试验单桩静载试验、高应变等。目前对于桩基础完整性检测：主要以声波投射法(通过在声测管内的换能器采集各剖面每个测点的声速、波幅、PSD值作为判据)为主，低应变法(通过传感器采集应力波的桩端反射、缺陷反射、波速以及频谱分析数据判断桩基的完整性及桩长等)也使用较为广泛，其次采用钻芯法检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状也较为普遍。而对于桩基础的承载能力则主要以淡妆静载试验及高应变法为主。

3、桥梁桩基检测评价方法及桩基质量分类

随着公路桥梁的大量修建以及作为桥梁基础的桩基础大量使用，桩基础的旋工质量检测不可避免地越来越被人们关注。桩基的检测对于控制桩基的质量和保证公路建设中桥梁的使用功能及交通安全起到了极其重要的作用。当前公路桥梁桩基检测主要的方法是钻芯法和动测法，绝大多数桥梁桩基的检测均采用动测法。动测法分为二种：一种是低应变法，另一种是声波透射法。前者是通过判断桩内时域信号及频域信号是否存在明显缺陷评判桩基是否合格；后者是通过判断声学参数是否存在异常评判桩基是否合格，当出现声学参数无异常、无声速低于低限值、未出现同一剖面的两个测点声学参数异常或没有两个或两个以上剖面在同?深度声学参数异常及声速低于低限值异常的桩基则判断其结果为合格。然而目前采用的检测方法及质量评价中存在以下较为明显的问题：

(1)检测人员水平不一，对检测方法的掌握和评价的标准理解的差异，导致对桩基质量的判别存在明显的偏差；

(2)由于一些非技术因素导致的错误判断或漏判等都会对工程质量造成严重的隐患。国内各省、地区在建设公路时．对桥梁桩基都以100％的比例进行低应变检测(重点桥梁用超声波透射法)。质量评定分类标准由于规范上无明确的定量规定，且个人的对规范的把握和认识存在较大差异，导致质量评定的结果也存在较大的差异性。作者通过查阅大量的资料，结合自身的实践经验将桩基的质量评定分为以下4个类别：

(1)完整桩：动测波形规则衰减。桩身完好，达到设计桩长，波速正常，混凝土强度达到设计要求。一般情况下，单纯扩径也列入此类。

(2)基本完整桩：动测波形有小畸变变形，桩底反射清晰，桩身有小缺陷，如轻度径缩、局部轻度离析等。一般对单桩承载力和横向剪切抗力影响不大，桩身混凝土波速正常、可达到混凝土设计要求。

(3)明显缺陷桩：动测波形出现较明显的不规则反射。对应桩身缺陷如裂纹、径缩、夹泥等，桩身混凝土强度达不到设计要求，对单桩承载能力有一定影响。该类桩一般要求设计单位复核单桩承载力后提出是否可用的意见。

(4)严重缺陷桩：动测波形严重畸变，严重离析，夹泥，严重径缩，断桩等。该类桩一般不能使用，需要进行工程处理。

虽然以上4种分类较为完整全面，但实践经验告诉我们，有些问题依然难以掌握。例如对于桩长的检测：由于混凝土桩基本身因径缩、离析等缺陷往往测出桩长大于设计桩长，也有可能由混凝土灌注桩初灌混凝土没有封好桩底造成短桩，但这种情况通过取芯验证是不准确的。另外，对于2类及3类桩的区别，不同检测单位及不同检测人员也有不同的理解。①由于导致动测波形出现较明显不规则的因素较多(如：桩周土的变化、桩径变化、缺陷影响等)；②缺陷的严重程度的判定更无量化指标依据；再者桩基缺陷的出现深度对桩基质量判别也有较大影响。所以在实际桩基检测结果判定中，在出现无法通过一种方法或测试结果对桩身完整性进行确定时，仍然要本着严谨的原则，采用多种方法进行比对，不能仅仅凭着一种测试结果单纯依据规范进行判定。

4.动测与钻芯两种检测方法的区别及互补性

在桩基检测工作中动测(低应变法及声波透射法)与钻芯法是两种常用的方法。一般说来，动测选择的频率较高，一般为桩数的100％，而钻芯检测频率一般为3％。主要原因为钻芯检测周期长、成本高，故选择频率相对较低。由于动测法和钻芯法检测桩基的工作原理不同，所以实际工作中往往出现两种检测方法结果不一致的情况，这就要靠技术水平的积累和取长补短地综合运用动测和钻芯这两种方法。

5.对基桩质量控制和分类的分析

(1)桩基质量的控制：对于桥梁桩基来讲，由于处在重要的工程部位，有时是?一桩一柱的基础，这就要求它必须是100％合格。桩基质量控制的关键环节在其形成过程中，如果能够在成孔和灌注两方面控制好，无疑不会出现不合格桩，因此，现场监理工程师的监督也是桩基施工质量保证的一个重要条件

(2)质量分类：对桩的动测检验，目前尚未形成一个规范的定量质量评价标准。对于同一种检测结果，不同检测单位甚至不同检测人员之间都存在不同的看法与判断。这种状态对于综合评价工程质量及施工单位之间的评比都有影响。为此，本文根据近年来在公路工程建设实际工作中积累的经验，提出在公路建设项目中，具有一定量化指标的几个简易操作。

6动测与钻芯两种检测方法的比较

桩基低应变反射波检测方法是建立在一系列假设前提条件下F的，它首先假设桩是一个等截面、均质(各向同性)的一维直杆且横截面的直径远小于杆的长度、杆侧及杆端物质的密度明显小于杆的密度。只有这样才可应用弹性直杆中波传播的理论和波动方程解释工程桩的完整性问题。因此不仅检测人员、建设单位主管及相关监理人员也应当清楚作为低应变主要检测方法的反射波的应用是有前提的，其检测结果对完整桩是有效的。特殊情况下，现场监理在灌注过程中发现的问题比EE任何检测方法都及时和准确。钻芯检测法因其优点突出且直观，而引起人们的J泛重视。但该方法成本高昂，钻芯需时较长，无法在大范围内广泛应用。另外钻芯法对桩身完整性测试结果的代表性也受到质疑，特别在确定缩径等缺陷时更是无能为力。一般地说钻芯法在确定桩身质量有较强的说服力，对确定断桩、夹泥、离析也有一定的优势。芯样选取率要达到100％。它要求技术人员有丰富的实践经验，对钻进过程所遇到的各种情况要有完整、准确的记录。有时断桩部位在钻芯过程中只反应为几厘米或十几厘米的突然掉钻。如不能准确判断，从提取的芯样上很难判断出严重的缺陷。因此钻芯检测法主要是对动测法的一个补充，是对混凝土质量有怀疑的合格桩及动测评为不合格缺陷桩进行验证。而对于深度不大的径缩缺陷应采用开挖方法予以验证。

7.路桥试验检测技术的发展趋势和展望

路桥试验检测技术发展至今已经历了3个发展阶段：第一阶段是以该专业领域专家的感官和专业经验为基础的经验检测技术，对检测信息只能作简单的数据处理；第二阶段是以传感器技术和动态测试技术为手段，以信号处理和建模处理为基础的现代检测技术，在工程中已得到了广泛的应用。近年来，为了满足大型复杂结构的试验检测要求，检测技术进入了以知识处理为核心，数据处理、信号处理与知识处理相融合的第三发展阶段，智能检测技术阶段，智能化正成为路桥试验检测的主流。根据目前的发展未来大型路桥试验检测的研究发展方向主要体现在以下几方面：

(1)开发和应用以无线通信技术为手段的数据采集系统：开发能适用于交通荷载、风荷载及定点测试荷载的传感器最优布设技术；能更方便、快速、准确地采集需要的数据。

(2)自动损伤识别系统将测量系统、数据处理和识别系统一并组装到路桥检测系统中，形成自动识别检测和反馈．达到控制目的。

(3)实时的检测系统与现代网络技术结合的研究和发展，实现信息网络共享。

(4)从设计到施工和运营阶段建立可靠、完整的数据库，积累大量土木工程领域的安全检测和试验检测的知识和经验，最终建立专家系统。

8.结束语

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现如今，人们生活质量快速提升，拥有的私家车数量逐年增加，对公路工程的使用要求也越来越高。严峻的交通压力迫使交通工程必须努力提高公路工程的整体质量，从而更好地服务于广大的民众。公路工程道路桥梁的桩基施工检测技术可以第一时间检测出桩基施工中存在的一些问题，从而有效地避免一些道路桥梁出现的路面损毁、坍塌的情况，进一步保障了公路工程的质量。

1 道路桥梁桩基的主要施工技术分析

桩基施工是开展道路桥梁工程的基础，而且桩基的稳定性与工程整体的稳定性能密切相关。桩基施工技术主要分为以下几个方面。

1.1 钻孔灌注桩

由于一些建设的道路桥梁所处的地势环境比较恶劣，对于外部的施工要求比较高。在进行前期的桩基施工时，必须做好基本的准备工作。钻孔灌注桩施工技术主要是利用现代的一些设备，按照工程图纸的设计要求，进行机械钻孔，灌注混凝土成桩的一种桩基础形式，为后期工程的施工奠定基础。钻孔灌注桩的主要优势是钻孔速度较快，整体的效率比较高。而且钻孔的整体质量比较高，因而在钻孔中具有较为广泛的应用。钻孔灌注桩的优点和缺点并存，改技术既展现着其自身优势的一方面，同时存在的一些问题也是比较明显的。在使用钻孔灌注桩时，必须在之前对钻孔的地质环境进行准确的测量，勘测其地质构造，钻孔灌注桩技术对勘测地质的要求比较高，要保障其钻孔的质量，就必须为其提供一个这样的条件。另外一个问题就是泥浆的调和问题。由于钻孔灌注桩采取的是泥浆护壁的方法，但是这个环节中泥浆的调和问题很关键，要确保其比例恰当，并且及时的灌注到孔内，整个操作的要求系数较高。因而在实际操作时具有一定的难度。

1.2 人工挖孔桩

在不同的地质环境中，使用到的挖孔桩的方法也是不一样。人工挖孔桩技术就目前的现状来看，使用的范围还是比较广泛的。它整体上的成本较低，而且整体的投入较少、操作简单，后期的检测流程也比较简单。人工挖空桩刚开始是人工进行挖孔，孔的深度不同，需要的时间也会不同，挖孔工序之后设定钢筋框架并将其进行固定起来，接着开始对钢筋框架进行混凝土浇筑。由于有些孔的深度较高，对其进行混凝土浇筑时是在井下作业中，对外部的要求比较高。一旦此时出现空地积水的情况，不仅会大大影响到工程的顺利进行，对施工人员的安全也具有一定的威胁。相关单位必须做好具体的预防措施，保障人们的身体安全。同时，在施工准备阶段或者施工过程中，如果发现道路桥梁的地下水文条件和地形与工程质量勘测得到的结果有出入，经过仔细的勘测得到的结果还是不同，此时必须进行重新调整，如此一来，工程的预期成本就会大幅度增加。

2 道路桥梁中桩基检测的主要检测内容分析

对道路桥梁的桩基进行检测时，一般需要从桥梁的基础、桥梁外表存在的一些缺陷、以及蛄鹤陨淼慕峁菇行检测。如果有检测到缺陷的存在，首先需要了解缺陷所处的具置，并掌握缺陷的具体特征，分析改缺陷的特性，了解形成改缺陷的具体原因，并分析改缺陷的产生对整体工程产生的副作用。利用相关检测设备检测之后，对缺陷进行合理评估。如果需要对其进行修复，应尽快制定对应的修复策略。

3 道路桥梁桩基施工的检测技术分析

针对不同的桩基施工技术，在对其进行检测时采取的检测技术也会不同。检测技术的确定需要结合实际的桩基情况，从而选定合适的检测技术，逐步提高整体的检测水平。

3.1 成孔检测技术

针对钻孔之后的成果，不论是使用的哪一种钻孔技术，都必须及时地进行成孔检测，用检测结果来说明质量。成孔检测时桩基检测中的第一步。成孔检测技术需要使用到专业的设备，对孔的质量、各项参数指标进行检测，并将其与合格的参数进行比较，判定其质量是否达标。做好道路桥梁的成孔检测，对于提高桩基施工的稳定性具有一定的作用。

3.2 静载荷试验法

静载荷试验法的检测主要是针对桩基础进行检测的，通过在桩基的底部施加轴向压力，考验其在轴向上的承受力，接着对其施加一定的水平应力，测量其水平承受力的大小。桩基的轴向承受力和水平承受力的大小都会对整体的受力产生一定的影响，进而影响到桩基的稳定性。由于静载荷试验法的检测水平比较高、测试比较准确，因而在很多道路桥梁桩基的检测中使用较多。其检测的结果也是比较可靠的。在实际的检测过程中，由于一些外在因素的干扰，例如外部天气因素、外部受力的影响，导致整体的结果存在一定的误差。需要定期对静载荷试验法进行一定的技术改进，逐步降低其产生的误差范围，逐步提升检测结果的准确性，对于推进静载荷试验的运用具有很大的帮助。

3.3 声波透视法

声波透视法在检测之前需要预埋声测管，为后期的检测打下基础，声测管主要主要声波的发射和接收，通过对声波在混凝土介质传播过程中频率的变化、波幅的衰减等相关声学参数相对变化的测量，分析桩身的完整性。声波透视检测法使用到的设备仪器比较先进，而且对检测的环境要求比较高。通过运用声波透视方法进行桩基稳定性能的检测，由于声波的透视性较强，采用这类方法进行检测时，需要使用到的检测设备必须满足基本的条件，一些工程企业由于资金问题，并没有采取这种检测方法。随着道路桥梁的建设规模不断扩大，一些大型的桥梁建筑对其桩基的质量提出了更高的需求。因而声波透视法也逐渐被推广开来，目前来看整体的成效还是不错的。随着科学技术的不断先进，越来越多的声波技术引入到了声波透视法的检测中。例如现在的声波CT已经逐渐引入到了具体的检测中，还处在推广阶段，毕竟检测中的一些注意事项、技巧还有待普及。声波透视法的发展，为我国桩基的检测提供了必要的技术支持。在后续技术不断发展的过程中，声波透视检测法也会逐步趋于完善，降低一些检测的条件，在提高检测水平的同时，进一步提升整体的检测质量，从而为我国声波透视检测法未来的发展奠定基础。

4 结语

综上所述，公路道路桥梁中的桩基施工是一项基础性的施工，但是其自身的稳定性会直接影响到工程的质量。加强桩基的检测，提高整体的质量水平，有助于为后期的工程施工奠定基础，推动工程的施工。

参考文献

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[2] 张广豪.公路路面工程施工检测及质量控制措施[J].交通世界（建养.机械）. 2015（03）

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关键词:电探法;检测;桥桩;质量

Key words: electrical prospecting methord;test;pile;quality

中图分类号:U446 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)01-0146-02

1概况

随着桩基检测技术的发展,桩基施工过程监控和施工质量得到了一定的控制,但桩基是隐蔽工程,许多影响桩基施工质量的因素仍未被发现和重视,缺乏相应的检测手段,如桩底沉渣实际上可分为桩底的圆柱体形式和依附在钢筋笼上的圆环体形式。沉渣环状挂壁的存在对桩基的完整性和承载力构成严重影响,但用吊锤无法检知,具有明显的隐蔽性;清孔过程钢筋笼泥皮太厚、淤泥地层孔径进一步回缩、泥块挂壁等情况也缺乏监控和检测手段,而这些现象都直接影响到桩基的施工质量。

现有桩基完整性检测的技术,如普遍使用的反射波法和超声波透射法等,都存在局限性。反射波法受地质等外部环境影响大,存在精度低等问题,更不适用于长大桩的检测;超声波透射法检测用于分析判断的首波,反映的是透射波中走得最快最好的信息,其特性决定了在检测区域内都会出现缺陷漏判现象。现有桩基完整性检测技术都不能对施工质量最难保障的钢筋混凝土保护层进行质量评价。桩基抽芯法检测虽然直观,但由于桩基混凝土灌注过程机理复杂,混凝土均匀性差,抽芯法检测一孔之见也会造成误判。多孔钻芯则检测费用高、工期长。因此需要发展一种经济快速、灵敏度高的检测技术,以便综合评价桩基混凝土的完整性。

本方法是提供一种原理简单、方法可靠的电探法桩基施工质量检测技术的方法,作为施工过程的实时检测和监控手段,用于清孔质量检测,分析钢筋笼局部是否被回缩的桩周土、桩底沉渣等包裹、覆盖,造成孔径变化;判断钢筋笼上的泥皮厚度情况;桩孔是否穿越地下潜流等。桩基混凝土灌注后,利用抽芯孔和地质孔等,综合检测评定桩基混凝土完整性,分析缺陷的性质和平面位置;分析桩身混凝土开裂程度、保护层质量和露筋情况。通过电探法检测进一步丰富和细化桩基隐蔽工程施工过程和桩基完整性检测的内容和方法,达到全面监控,及时发现问题、解决问题,确保工程施工质量、减少损失的目的。

2工作原理

本方法是将电探仪通过导线将一个电极连接到桩基的钢筋笼上,另一个电极通过另一条导线放置在钢筋笼的内侧或外侧的被测介质或通道中,检测桩基桩顶至桩底间钢筋笼至电极间被测介质的电阻或电阻率的变化情况,根据不同介质有不同电阻或电阻率的原理,用于分析桩基的成孔孔径、清孔质量和桩身混凝土完整性。

不同的介质有不同的电阻或电阻率,桩基清孔时其测量介质为泥浆,成桩后其测量介质为混凝土,施工质量得以保证时均匀的泥浆和完整混凝土的电阻或电阻率是一定值。但当清孔时钢筋笼局部泥皮较厚、挂有泥块、被淤泥或沉渣覆盖时,就相当于在检测电路中串联了一只电阻,对应处的电测值(电压或电流等参数)相应出现异常变化;若桩孔穿越地下潜流,地下水稀释泥浆相当于直接改变了测量电路的电阻值;桩身凝固的密实的混凝土电阻值很大,当桩身混凝土缺陷为水平层状时,相当于高阻电路中并联了一只低值电阻,由于裂缝中含有带离子的水形成了电通路,因此很小的裂缝也能检测发现。根据检测结果,结合地质钻探报告、异常点在桩基分布的部位和范围,可以判断出现缺陷的性质和程度。如异常点出现在流动性大的淤泥层、裂隙发育的地层,可对应判断为孔径回缩、出现地下潜流;异常点出现在桩底,可对应判断为桩底出现沉渣挂壁现象;泥浆比重大且清孔时间长,可怀疑钢筋上的泥皮较厚等。当桩身混凝土缺陷为竖向分布或局部的,不构成电通路,相当于在高阻电路中串联了一只低值电阻,测量电路没有明显变化。根据这些特性,电探法结合桩身抽芯报告等,可进一步综合分析判断桩身混凝土缺陷的性质、分布范围和严重程度,判断抽芯发现的缺陷是桩中心局部缺陷还是断面类缺陷,是混凝土离析还是夹泥,为桩身混凝土完整性判定提供重要依据。

3技术方法

3.1 被测介质为泥浆,钢筋笼局部被回缩的桩周的地质土、或泥浆中的泥块泥皮、或桩底沉渣等包裹、覆盖时,钢筋笼至电极间对应处的电阻或电阻率将发生明显变化,结合地质钻探报告和异常测点在桩孔中位置分布的情况等,判断桩基成孔孔径是否明显回缩、清孔质量能否满足要求。

当泥浆局部被地下潜流冲刷、稀释,钢筋笼至电极间对应处的电阻或电阻率将发生明显变化,结合地质钻探报告等分析判断桩基在此地层可能出现地下潜流,并采取相应措施。在桩基清孔阶段及时检测发现将影响桩基混凝土完整性的重要因素,做到事前控制,对于桩基这种重要工程,无疑具有重大的现实意义。

3.2 被测介质为混凝土,通道为桩基抽芯孔,抽芯孔中灌注有一定导电性的水,钢筋笼至电极间的混凝土发生离析夹泥、裂缝等时其电阻或电阻率将发生明显变化,结合抽芯报告综合分析桩基的混凝土完整性及缺陷特征。

有多个抽芯孔时,将连接到桩基的钢筋笼上的电极移至桩基的另一个桩基抽芯孔中,电极与电极分别在桩基的两个抽芯孔中同步提放,检测桩基两个抽芯孔间混凝土的电阻或电阻率的变化情况,分析抽芯孔与另一个抽芯孔、抽芯孔与钢筋笼间的检测结果,判断离析夹泥、裂缝等缺陷在桩基中的分布情况。

3.3钻孔灌注桩混凝土保护层是桩基混凝土施工质量最差的部位,严重影响桩基的水平承载力和耐久性,除明挖检验外至今仍没有有效的检测技术手段。

本发明的特征在于钢筋笼的外侧被测介质为混凝土保护层和地质土,通道为地质钻孔,地质钻孔中灌注有一定导电性的水,在同一地质土层内混凝土保护层发生离析夹泥、裂缝等时钢筋笼至电极对应处的电阻或电阻率将发生变化,结合地质钻探报告等分析桩基的混凝土保护层的混凝土灌注质量和钢筋笼的露筋情况,对就地钻孔灌注桩混凝土保护层的施工质量做出评价。在粘性土、淤泥质土等土质较松软、含水量高的地方,桩基桩顶部位可用带有电极的插杆,直接垂直插入到地层中实施检测。

3.4不同介质有不同电阻或电阻率的原理,将电探仪的一个电极连接到桩基的钢筋笼上,另一个电极放置到泥浆中,通过测量钢筋笼至电极间泥浆的电阻或电阻率的变化情况,结合地质钻芯报告、异常测点在桩孔中的分布情况、施工工艺等,能进一步判断成孔、清孔的质量,出现缺陷的性质和程度,如孔径回缩、沉渣挂壁、地下潜流、钢筋上的泥皮较厚等严重影响桩基混凝土完整性和承载力的隐蔽缺陷;通过抽芯孔,测量抽芯孔与钢筋笼、抽芯孔与另一个抽芯孔间混凝土的电阻或电阻率的变化情况,结合抽芯报告,能判断离析夹泥、裂缝等缺陷在桩基中的分布情况和严重程度,如缩径、断桩、桩芯局部离析等,能检测如裂缝等细小的断面类缺陷;利用地质钻孔,测量钢筋笼至电极间混凝土保护层的电阻或电阻率的变化情况,结合地质钻芯报告、能判断混凝土保护层的混凝土灌注质量和钢筋笼的露筋情况。电探法桩基施工质量检测技术具有功能多、灵敏度高、使用简便等特点,是清孔质量检测、桩基完整性检测技术的发展和补充,对于提高桩基施工质量、减少隐蔽工程损失具有重要意义。

由于桥位地质构造复杂,存在高流动性的淤泥层和裂隙发育的破碎层,有地下承压水存在,施工难度大,为确保桩基清孔质量符合要求,防止不确定因素影响桩基施工质量。安装钢筋笼后清孔,实测孔内泥浆比重、含砂率、沉淀土厚度在控制范围内,为检测成孔孔径是否明显回缩、桩孔是否穿越地下潜流、桩底是否出现沉渣挂壁等,决定采用电探法作进一步检测。

(1)检测要求和标定:检测时将电探仪的电极用强力铁夹连接到桩基的钢筋笼上,连接时要求不断转动铁夹磨擦钢筋,确保其接触电阻最小并恒定,连接点在泥浆面以上不少于20cm处,检测时不会被水、泥浆等淋湿。电极安装在探头的侧面上,检测前用酒精擦拭电极。探头有一定重量,确保检测过程探头在泥浆中能保持垂直稳定状态。探头和连接导线应绝缘,不得漏电,导线上有深度标记。

标定和检测时电极与钢筋笼内侧的距离宜保持一致,至少是每一检测剖面时应保持一致。测量钢筋笼上没有泥皮时钢筋笼与电极20cm间的泥浆的电测值(电压或电流值)为标准电测值,再分别测量钢筋笼上有不同泥皮厚度时的电测值、泥块及沉渣覆盖在钢筋笼上时的电测值、泥浆置换为地下水等状态时的电测值。模拟并检测各种可能状态的电测值做为检测判断时的参考依据。

(2)清孔质量检测:清孔质量检测时探头与钢筋笼内侧的距离采用20cm,桩平面对称布置四组测点,连续测读桩顶至桩底钢筋笼至电极间对应的电测值,计算并绘制电测值(或对应的电阻或电阻率)的Vi-H深度变化曲线。为综合评价清孔质量,同时采用电探法检测泥浆的含砂率变化情况和桩底沉渣厚度。为确保检知地下潜流的存在,检测前先切断泥浆泵电源,静置约1小时以让地下潜流充分稀释、置换泥浆,使泥浆性能发生相应变化。

(3)检测结果分析判断:分析实测深度变化曲线,标注异常测点对应的标高及在桩基上的位置,查核对应测点的地层特性,参照标定结果,分析本桩孔及相临桩有关成孔质量、清孔质量、混凝土完整性检测报告,分析施工机械的特点、施工工艺及施工故障等问题,综合判断本桩的清孔质量、出现缺陷的性质和程度。

4结论

4.1 电探法桩基施工质量检测技术的方法,当被测介质为泥浆,钢筋笼局部被回缩的桩周的地质土、或泥浆中的泥块泥皮、或桩底沉渣等包裹、覆盖时,钢筋笼至电极间对应处的电阻或电阻率将发生明显变化,结合地质钻探报告和异常测点在桩孔中位置的分布情况等,判断桩基成孔孔径是否明显回缩、清孔质量能否满足要求。

4.2将连接到桩基的钢筋笼上的电极移至桩基的另一个桩基抽芯孔中,电极与电极分别在桩基的两个抽芯孔中同步提放,检测桩基两个抽芯孔间混凝土的电阻或电阻率的变化情况,分析抽芯孔与另一个抽芯孔、抽芯孔与钢筋笼间的检测结果,判断离析夹泥、裂缝等缺陷在桩基中的分布情况。

4.3当钢筋笼的外侧被混凝土保护层和地质土,通道为地质钻孔,地质钻孔中灌注有一定导电性的水,在同一地质土层内混凝土保护层发生离析夹泥、裂缝等时钢筋笼至电极对应处的电阻或电阻率将发生变化,结合地质钻探报告等分析桩基的混凝土保护层的混凝土灌注质量和钢筋笼的露筋情况。

参考文献:

[1]JGJ106-2003,建筑桩基检测技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003

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基桩完整性检测新技术更是层出不穷,国内外的生产商及相应科技领域不断研发出新的各种型号检测仪器、因此掌握新检测技术手段,使基桩完整性检测更加科学、更加公正、更加准确。 超声波检测是超声波无损检测技术的一种，适用于工程施中过程质量的监测及工程竣工验收和结构物使用期间质量的鉴定。常用穿透法，即一例发射超声脉冲波另一侧接收通过被测物后的超声波。准确测定声速、首波幅度和波形，通过综合分析其大小及变化，可以推断混凝土的性能、内部结构及其组成情况，为解决工程问题提供可靠的依据。

1 超声波无损检测技术应用超声无损检测与其它常规技术相比，它具有被测对象范围广、检测深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高、成本低、使用方便、速度快、对人体无害及便于现场检测等优点。几十年来，超声无损检测已得到了巨大发展和广泛应用，几乎应用到所有工业部门。如作为基础工业 的钢铁工业、机器制造工业 、锅炉压力容器有关工业部门 、石油化工工业 、铁路运输工业、造船工业 、航空航天工业、高速发展 中的新技术产业如集成电路工业 、核 电工业等重要工业部门。目前大量应用于金属材料和构件，包括质量在线监控和产品在役检查。水平普遍提高，应用频度和领域也日益增多。目前我国对各种大型结构压力容器和复杂设备都已具备检测能力。在裂缝自身高度的测量和高温条件下的非接触超声检测等方面都有很大进展 。

2 超声波法的测试原理及数据分析

2.1 超声波法的测试原理

超声波测试的理论基础建立在固体介质中弹性波的传播理论上，由人工激振向介质(岩石、岩体、混凝土构筑物)发射超声波。超声波在混凝土中传播(即透射)时会有较强的反射、散射、吸收和波形畸变等一系列声学现象。对不同的物质性态，其声学现象具有不同的特点。超声波法检测是在成孔之后、灌注桩身混凝土之前，在孔内安装两根或两根以上的、竖直放置且相互平行的声测管，两两声测管即构成一个检测剖面，混凝土硬化后，声测管成为桩体的一部分。检测时，在声测管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲发射换能器(又称发射探头)和超声脉冲接收换能器(又称接收探头)分别置于两根声测管中，由超声检测仪发出一系列周期性电脉冲加于发射换能器，转换成超声脉冲，该脉冲穿过待测的桩体混凝土并为接收换能器所接收，在转换成电信号后由超声检测仪所接收，再由仪器中的测量系统算出超声脉冲穿过混凝土所用的时间(椐此及声测管间的距离推算混凝土的声速)、接收脉冲波幅值(或衰减值)、接收脉冲频谱、接收脉冲波形态等参数。将反复测量的桩体各测面上不同深度的这些数据传至计算机，由数据处理系统进行综合判断和分析，即可对桩体各部位混凝土缺陷的性质、大小、位置作出判断，绘制声速、衰减随深度变化曲线，给出桩体混凝土完整性的评价。

2.2 数据分析(依据JTG/TF81－01－2004)

(1)声速判据:实测混凝土声速值是否低于临界值并将其作为可疑缺陷区的判定，声速临界值按下列公式计算:

式中D 为声速临界值；为声速平均值；σv为声速标准差。

(2)波幅判据:实测波幅低于波幅临界值时，作为可疑缺陷区判定，波幅临界值按下列公式计算:

AD=Am－6

式中AD为波幅临界值(dB)；Am为波幅平均值(dB)。

(3)PSD判据:采用斜率法作为辅助异常判据，当PSD值在某测点附近变化明显时，应将其作为可疑缺陷区，PSD值按下列公式计算:

式中ti为第i测点声时值(μs)；ti－1为第i－1测点声时值(μs)；zi为第i个测点深度(m)；zi－1为第i－1个测点深度(m)。

2.3 基桩完整性判定

(1)Ⅰ类桩:各声测剖面每个测点的声速、波幅均大于临界值，波形正常。

(2)Ⅱ类桩:某一声测剖面个别测点的声速、波幅略小于临界值，但波形基本正常。

(3)Ⅲ类桩:某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值小于临界值，PSD值变大，波形畸变。

(4)Ⅳ类桩:某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值明显小于临界值，PSD值突变，波形严重畸变。

3 超声波测试在工程应用中的优点及局限性分析

3.1 超声波测试的优点

(1)缺陷定位精确。对于多缺陷桩，其他的检测手段，比如低应变反射波法实测时应力波在桩中产生多次反射和透射，对实测波形的判断非常复杂且不准确，第二、第三缺陷的判断会有较大误差；而超声波法通过测绳上的刻度，无论桩身存在一处或多处缺陷，超声波法检测均能准确的了解缺陷部位；

(2)准确判断桩身各种缺陷类型和范围，比如局部夹泥、包管或断桩等情况。其他的检测方法很难确定具体的缺陷范围，超声波法能通过平测、斜测、扇形扫侧等方法对桩身缺陷进行检测分析，准确识别桩身各处存在缺陷的大小及范围；

(3)能对大直径基桩进行详细且全面地检测。在大直径基桩的检测中，在桩身增设声测管数量，对基桩进行多剖面详细测试，检测剖面几可覆盖基桩全截面，准确评判基桩的完整性。

3.2 超声波测试的局限性

(1)超声波透射法仅适用于直径在800mm以上的基桩。因为当桩径较小时，声测管间距也较小，其测试误差相对较大；同时，预埋声测管也可能引起附加的灌注桩施工质量问题，因此，测试前测量管间距一定要精确；

(2)超声波法不能对桩底沉渣的厚度范围做出定量分析。我们在测试过程中发现，许多施工单位在埋设声测管时，声测管并没有接触到桩底部，一般距离桩底大约5～10cm，且测试时无法采用斜测、扇形扫侧等检测方法对缺陷进行详细的检测，因此不能准确判断沉渣范围。这时，就需要采用低应变反射波法或钻芯法进行比对验证，进而确定桩身完整性类别；

(3)不能测试桩身混凝土强度。

4 对实施超声波法进行现场检测时的几点建议

在超声波法基桩检测过程中，为准确获取超声波在基桩混凝土中传播的各个声学参量，并以其判定基桩的桩身质量，除检测人员必须具备相应的理论和一定的检测经验外，笔者提出了以下几点建议:

(1)检测宜由检测管底部开始，发射电压值应固定并应始终保持不变，放大器增益值也应始终固定不变。调节衰减器的衰减量，使接收信号初至波幅度在屏幕2/3左右为宜；

(2)应匀速提升换能器，在提升过程中要注意监测波形的变化；

(3)由于径向换能器存在指向性，斜测时以波形能稳定接收为度，其水平测角一般取30°～40°；

(4)要注意分析各声学参量发生变化的原因，避免误判。

5 结语

准确定位缺陷并确定缺陷的大小范围超声波法具有独特的优势，而且操作简便，试验周期短，工程应用性价比高，在公路工程基桩检测中应用的越来越多，测试精度也得到公众认可。当然，超声波检测法也不是万能的，我们应当抱着科学严谨的态度，依据不同的地质和施工条件，对基桩完整性进行正确的判断，避免错判、误判，在遇到可疑缺陷桩超声波法不能对基桩做出定性分析时，应采用其他检测手段进行比对验证，严格为工程质量把关。