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摘要:随着当前我国交通运输行业的快速发展,我国一些大型桥梁工程逐渐上马,大部分桥梁工程的基础工程都是采用桩基础。对于无损检测技术来讲,其主要就是在不对结构产生破坏的基础上,对建筑物直接实现测试或者在其内部钻取芯样进行检测,采用这种检测方式既能够对工程施工当中的质量检测适用,又能够对工程在竣工验收和建筑应用阶段质量进行检测。这种检测技术具有快速以及简便和无损伤等优点,在桥梁工程中被有效应用。本文主要就对无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用进行分析。
关键词:无损检测技术桥梁桩基检测应用
一、无损检测技术的优点
和传统的桥梁桩基础检测技术进行比较,无损检测技术其优点主要有:在对桥梁的桩基础检测当中,无损检测技术主要就是在对桥梁桩基结构以及受力不产生破坏;通常无损设备都比较先进,在对桩基结构不破坏的基础上,这种无损检测技术对建筑质量以及受力情况进行检测,这种检测方式具备便捷等特点,对于下一道工序不会产生影响;并且对于混凝土内部结构也能够采用无损检测技术对其进行检测,以此来对建筑混凝土内部产生的开裂以及钢筋锈蚀等问题有效判断。无损检测技术可以检测桥梁其他方面,例如:桥梁设计规范不达标时,必须实施重新修改或展开重大修订及补充操作;当桥梁必须承受超常的荷载时,必须对其实施检测;当桥梁受到比较严重的自然灾害(例如地震、洪水)或人为损伤时,必须合理检测其结构状况。
二、桥梁桩基的概述及常见病害
桥梁桩基是连接桥梁与承台的基础,通过桥梁桩基可以将桥梁上部结构的荷载有效的传递到地下较为坚硬的土壤和岩层中。桥梁桩基承担了较大的竖向荷载,同时也会承担桥梁的水平荷载,可以对软弱地基进行处理。桥梁桩基是对桥梁结构进行修改,以便对桥梁上部结构进行承载,桥梁桩基在桥梁工程中的应用非常广泛,并且桥梁桩基的加固效果也非常好。常见的桩基材料有混凝土灌注桩基、钢板桩基、PCC桩基等等,随着我国桥梁工程的发展,桥梁的跨度逐渐扩大,导致桥梁上部荷载越来越大,这就使桩基逐渐向着高强度的方向发展。由于地质条件和施工技术的关系导致桥梁桩基存在几种常见缺陷,例如桩基桩径出现缩小的现象,因为桩基安装在含水较高的地层中,地质条件对桩基造成的危害比较大。桩基外部的混凝土层长期遇水会导致桩径缩小,另外由于水流的长期冲刷造成桩基外径的混凝土层不断变薄,导致桥梁桩基出现桩径缩小的现象。混凝土材质的桩基还会出现沉渣的问题,该问题主要是因为桥梁桩基在施工时,没有对桩基孔底进行彻底的清理,导致桩基强度不足。桩基在长期使用过程中,会出现中风化岩的现象,出现桩基沉渣缺陷。混凝土桩基还会出现离析问题,这主要是因为混凝土桩基在施工过程中,混凝土的搅拌不均匀,所以混凝土之间的固结程度受到影响,混凝土材料中出现骨料悬浮的现象,导致混凝土桩基最终出现形变现象。
三、无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用
3.1高应变法
高应变法的检测原理主要是利用大小为单桩极限承载力1%铸钢或者是重锤,在与桩基的顶部有10~20m的高度处自由的下落,给桩基的顶部以竖向的冲击力,致使桩基与土体之产生一定大小的相对位移,桩基的侧向阻力与桩尖的土体的阻力得到相应的发挥,然后在用仪器桩基的顶部接收信号,根据接收的信号进行评判桩基的承载力是否符合桩基规范的要求。
此外,还可以检测桩基是否完整。
3.2低应变法
低应变法检测的主要原理是在桩基的顶部得到一瞬间的击震力作用下时,在桩顶产生沿桩身向下的纵向振动的应力波,当应力波在向下传播途中,如果与变异波相遇到,则会阻抗应力波继续向下传播,且应力波会产生反射与透射现象,当反射波传输到桩基的顶部时被安装在桩基桩顶的传感器设备接收,这样就可以得到相应的动态波形,然后仪器对反射波进行采集记录,根据反射回来收集到的应力波的基本特性,就可以判断桩基的质量。
3.3声波无损检测技术
超声波法无损检测技术是基于物理基础的检测方法,属于弹性波测试中的一种。检测理论主要是根据声波在固体介质之间的弹性传播速度。利用超声波对桥梁桩基进行无损检测已经有了很长时间的历史,而声波透射法是在近几年才发展起来的无损检测技术,可以利用声波透射对桩基进行直接检测。利用声波透射法对桥梁桩基进行无损检测时,需要在桩基内部预埋检测管道,这样就可以利用检测仪器直接对桩基进行发声,声波穿透桩基并另一侧的接收装置接收,再利用仪器对接收到的声波信号进行判断。判断声波传播时间、传播幅值、传播频率等等,有效的判断出桩基内部是否存在缺陷以及完整程度等等。在对超声波的传播速度进行分析时,如果接收仪器得到的传播速度比超声波的临界声速要低,这也就表明了该桩基内存在质量缺陷,导致声波没有受到介质影响就传播出去。如果检测面的多个测点都产生了声速值比临界声速值低的情况,并且声速值低的离散型比较小,那可以直接判定为该桥梁桩基存在质量缺陷。在对桩基超声波波幅进行分析时,需要选取承载结构中经常受力的部位进行波幅分析,如果测量得出的波幅值低于标准临界值,那表明测量区域存在疑似质量缺陷问题。这就需要更换测量位置对受力部位进行多次测量,最终得出结果全部比临界波幅值低,则表明一定存在质量缺陷。两点间的声时深度曲线斜率也可以作为判断桩基是否存在缺陷的基础。
3.4钻芯检测法
钻芯检测法是采用专业的钻机、人造金刚石钻头,在结构混凝上确定芯样,用来检测混凝土的强度及缺陷,该方法成为一种准确、直观性强的无损检测手段。钻芯法用来检测混凝土灌注桩、水泥桩的长度、材料强度及沉渣厚度等指标,判断或鉴定桩端持力层岩土性质。桩基一般使用单动双管的钻具,借助金刚石钻头钻入混凝土内,保证采取的芯样的完整性和准确性。抽取相应的芯样后,由上至下依据相应的顺序放进芯样箱内,芯样侧面必须详细记录芯样回次数、块号等数据信息。观察并记录桩基的孔号、起止深度和总块数,并拍摄合理的彩色照片,认真记录芯样的质量并判断是否发生异常的情况,选择独具代表性的芯样实施抗压试验。
四、结束语
在桥梁质量要求越来越高的今天桥梁的监测工作就显得尤为重要,对桥梁桩基的稳定性和完整性方面的检测是桥梁检测中比较重要的一个环节。在使用现代无损检测技术是要根据各个方法的优缺点,结合桩基的实际情况选择合适的检测方法,在必要时选择两种或者多种方法相结合的方式进行检测,可以在实现较为良好的检测效果的同时节省施工经费。
参考文献
[1]马亮.弹性波CT技术在桥梁混凝土结构无损检测中的应用[J].工程建设与设计,2019(05)
[2]袁蒙.弹性波CT技术在桥梁混凝土结构无损检测中的应用[J].四川水泥,2019(08)