无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用研究

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:李江
[导读] 摘要:现如今,我国经济在快速发展,社会在不断进步,桩基处于地面下部、具有隐蔽特点,在受到地质、施工技术因素影响,易对桥梁结构构成严重危害。
        山东格瑞特监理咨询有限公司  山东省威海市  264200
        摘要:现如今,我国经济在快速发展,社会在不断进步,桩基处于地面下部、具有隐蔽特点,在受到地质、施工技术因素影响,易对桥梁结构构成严重危害。因此,建议合理使用无损检测技术对桥梁桩基检测,以便及时明确桩基是否存在质量问题、满足工程质量要求,在发现问题时及时通过对应的措施处理问题。
        关键词:无损检测技术;桥梁桩基;检测;应用
        引言
        通过对路桥工程建设领域的综合调查,发现国内大多数路桥工程所应用的建筑材料参差不齐,其施工工艺也是根据地区城市化规划需求和施工地质情况而定,所以在检测路桥施工质量过程中,各个省市区域所应用的方式存在一定差异。一般情况下,相应的质检部门都会酌情而定,路桥工程建设本身具备专业性,对于一个城市地区的发展极为重要,随着国内科技水平的不断提升,无损检测技术在路桥工程质量检测中得到了广泛的应用。本文首先阐明了无损检测技术的应用意义,随后分析了无损检测技术的内涵,最后从频谱技术、超声波技术及图像技术等多个方面展开分析。
        1无损检测技术的应用优势
        与传统桥梁桩基检测技术相对比,对于无损检测技术来说,具有显著的优势,主要体现在:(1)在桥梁桩基的质量检测过程中,无损检测技术很难破坏桥梁的桩基结构,不会影响构件的使用和受力能力;(2)无损检测技术还可以准确测定桥梁基础的实际质量和承受能力,具有极大的便利性;(3)加强无损检测技术的应用,对于检测混凝土的内部结构具有极大的帮助,充分掌握混凝土的内部情况。现阶段,在桥梁桩基检测中,无损检测技术属于重要的技术之一,可以全面检测桥梁桩基础,而且检测分析效率也极其显著。所以,在桥梁桩基检测中,加强无损检测技术的应用,可以不断降低成本,将工期降至最低,将检测质量提升上来,从而保证桥梁良好的使用效果。
        2无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用
        2.1高应变检测技术的应用情况
        应用高应变检测技术中可达到重锤冲击桩顶的效果,这时桩基四周的土塑性变形,对桩顶力、速度可实行实施检测。经波动理论对单桩纵向承载力、桩身结构完整情况加以分析,并进行高应变试验非常必要。如此一来,有助于为沉桩工艺、桩长奠定坚实基础。近年来,高应变检测分析技术中常用的为凯斯技术CASE、实测曲线拟合技术,前者虽然计算简单,但是容易产生物产问题,参数选用对经验的要求较高,不能通过动静对比试验处理,获得桩侧、桩尖阻力分布相关信息。为合理运用施工现场数据,建议在该项技术之上完善桩模型、土模型,使用实测曲线拟合技术程序,主要目的:在锤击桩顶于桩身中应力波、传播时,通过桩基动测仪做好力、速度相关记录工作。将测定获取的桩顶力曲线为主,以持续修改桩土模型参数方式获得波动方程,以此获得最后的单桩承载及桩身应力的检测结果。需要注意事项:高应变检测技术应用有一定的局限,主要表现:使用桩土力学模型、建筑工程力学性质比较,有着较大的差异;桩身结构缺陷期间,高应变不能以定量方式对桩身结构强度进行测定,这时则不能评判单桩承载方面能力;静载荷试验位移量较高应变试验位移量高,同时在土阻力方面的差异非常大,因而高应变承载力试验和静载荷试验在结果方面同样存在区别。
        2.2声波透射检测技术的应用情况
        使用超声波穿透检测混凝土,声时、波幅,以及波形等视频率参数发生改变,需通过对桩身混凝土质量的判定确定。结合混凝土声速统计离散,明确均匀性等级状况,桩身混凝土保持完整,为结合声速、波幅、均匀性等级等进行评判。实际检测的过程,将换能器放在声测管需保持一定距离,同步进行上升/下降处理,按照顺序对不同测点声时、波幅测定。实行平测时若检测过程中数据不正常,可通过减小间距,或是斜测的方式检测。

对数据分析的过程要求检测人员对声时、声速和波幅等数据变化加以严格观察,从而确定桩基具体缺陷状况。当前,声波透射检测技术被广泛应用于桩身是否完整检测工作中,检测效果较好,可确保检测结果的准确、真实。
        2.3静载荷试验技术的应用情况
        静载荷试验,可以清晰的明确单桩承载力的手段,当前新型基桩承载力试验可在静载荷试验成果之上完善,故而利于保证试验成果的有效。和其他无损检测技术相比较,静载荷试验检测技术可分为单桩纵向抗压、抗拨、荷载试验等。静载荷试验方法包括:贯入速率、循环卸载、终极荷载维持几种方法,最为常用的为后者,而该种方法还可以分为快速终极荷载维持方法、慢速终极荷载维持方法。静载荷试验中会使用到锚桩横梁反力、压重平台反力,以及锚桩压重联合反力几种机械设施。荷载重力经高压油泵加压,可经反力装置加载到试桩顶,这时试桩会发生位移现象。经油压传感器对荷载测定,使用位移传感器对相应荷载下桩顶位移量检测,进而利于对单桩承载力有效分析。
        2.4低应变检测法
        低应变检测法的工作原理为:在桩基顶部受到击振力以后,在桩顶会产生沿着桩身向下的纵向振动的应力波,在应力波向下传播过程中,如果遇到变异波,不利于应力波向下传播,产生极大的阻碍作用,而且应力波会出现反射、透射现象,如果反射波传播到桩基顶部,这时被桩基桩顶的传感器设备接收到,可以获取相应的动态波形,随即仪器会采集并记录反射波,结合收集的应力波特点,可以对桩基质量进行判断。低应变检测法的构成,主要包括水电效应法、反射波法以及动力参数法等。低应变检测法的优势主要体现在便利性、迅速性以及经济性等。但也存在一定的限制性因素,如在弹性波的传播和能量激发等方面,很难适用于50m的长桩基桩检测。在低应变检测中,还要准确判断和区别摩擦桩和嵌岩桩,具体来说,如果摩擦桩为完整桩,在时域曲线图中桩底反射波峰与入射波峰同相位,在频谱曲线图中它的一阶频率等于f=v/2L(式中,f为频率;v为波速;L为弦长);当嵌岩桩为完整桩,在时域曲线图中桩底反射波峰与入射波峰反相位,在频谱曲线图中它的一阶频率等于f=v/4L。基于此,可以为判断摩擦桩和嵌岩桩提供可行依据。
        3无损检测技术在桥梁桩基检测中的注意要点包括:
        1)正确选择检测方法。一般来说,桩基的检测方法比较多,然而不同检测方法的适用范围是不相同的,所以在桥梁桩基检测过程中,要对多种因素进行深入分析,如地质类型和桩基特点等,进而以此来对检测技术进行选择。必要情况下,也可以选择2种或多种检测技术,实现相互验证、相互补充,获得最为精准的检测结果。如对于声波透射法,可以对桩身混凝土进行检测,确保高度的完整性,也可以准确校核桩长,准确估算混凝土强度,这在检测嵌岩桩和长桩等方面得到了广泛应用。2)前期准备出现的问题。在现场对桩基检测过程中,必须要积极开展相应的准备工作。低应变检测法极容易受到诸多因素的影响,其中,桩头位置、钢筋长度以及桩头开裂等是重要的检测内容,因而需要做好各项准备工作,不断提高桩基检测效率。在开始检测前,对于激振点和传感器测试点,必须进行平整,将干扰性因素消除。
        结语
        无损检测技术在目前的道路桥梁工程质量检测中应用极为广泛,也得到了众多施工单位的认可,其技术自身具备的优势不仅能够节省建设单位的施工成本,而且还能够在不损伤建筑内部结构的基础上明确工程质量,所以该技术的应用与研究具备现实意义。
        参考文献
        [1]韩文科.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用[J].居业,2018(5): 112-112.
        [2]李腾.道路桥梁检测中无损检测技术的应用分析[J].工程技术研究,2019(8):48-49.
        [3]杜海亮.桩基检测技术在工程实际中的应用[J].工程技术研究,2019 (13):39-40.
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