天津市市政工程设计研究院昆明分院 云南省昆明市 650000
摘要:随着经济的快速发展,建筑物不断的增高和建筑物不断向地质条件差的地方发展,导致了桩基成为一种非常常见的基础形式,而如何保证桩基基础质量是一项非常重要的工作。桩基检测是一种保证桩基基础质量的一种有效保障,能够保证工程质量和结构安全。
关键词:道路桥梁;桩基;检测技术
引言
我国道路桥梁行业随着经济的高速发展呈现出日新月异的态势,各类新技术层出不穷。而桩基是建筑的基础,只有桩基能够充分发挥支撑作用,才能保证建筑结构的安全稳定。要认识到桩基检测工作的基础性和支撑性意义,对桩基检测技术进行深入探究,确保桩基检测技术应用的系统性、先进性、可操作性、科学性。结合工作实践来看,目前我国道路桥梁工程桩基施工过程中,大部分施工单位意识到了桩基检测对整个工程的基础性作用,施工单位能够积极采用先进设备与技术,对桩基进行检测。但是,施工过程中仍然存在风险控制意识、质量监督意识薄弱等问题,检测技术手段落后、检测仪器设备老旧等情况时有发生,危害着桩基质量。
1桩基检测主要内容
1.1桩身完整性检测
对桩身完整性检测是为了有效评估桩基的承载力,发现桩基结构中的缺陷并对其进行处理,减低道路桥梁工程的安全隐患。低应变动力、高应变力检测、声透检测以及钻孔取芯法检测等方法是当前对于桩基完整性的主要检测方式。在这些检测方式中,低应变动力试桩法的准确性相对更高,因此是目前各道路桥梁工程主要应用的质量检测方式。其技术原理是:桩身及其附近的土体结构会因为桩顶上的激振能量而出现振动,从而导致桩身发生变形,检测人员通过对桩顶的转动时间以及速度等数据进行详细记载。对于试桩中记载的数据通过利用波动理论进行分析就可以评估出桩身的整体质量,从而做出精确的检测质量报告。
1.2桩基成孔质量检测
在各种道路桥梁工程的桩基施工环节中,成孔施工作业一般需要在地下或者水下进行,因此作业环境较为复杂。在复杂化的作业环境中,成孔作业的质量也会受到各种客观因素的影响,而出现成孔坍塌或者孔径缩小等问题。因此在对桩基成孔质量的检查中,一般需要加强对成孔的垂直度和深度,成孔中的泥浆指标以及孔径偏斜程度等方面的检测。
1.3单桩承载力检测
在桩基施工中,对单桩承载力的检测是较为重要环节,其目的在于评估单桩的最大轴向静荷载。静荷载试验法和高应变力法是目前对单桩承载力进行检测的主要方法。其中高应变力检测法是通过利用重锤在桩顶上施加冲击力,将桩身的塑性变形数据信息详细记载下来,然后通过波动理论对这些数据进行分析,从而得出单桩的承载力数值。高应变力检测方式的缺陷在于可能造成对桩体的破坏,静荷载试验方式相对于高应变力检测方法,其最大的区别在于检测对象的不同。桩基的静荷载是静荷载试验方式的对象,因此这种方法一般不会对桩体造成破坏。静荷载检测的最终实验结果就是单桩的承载力,这种检测方式一般应用于对桩基的竖向静荷载力的检测上。
2道路桥梁桩基施工检测技术
2.1低应变反射波检测技术
该法的优势极为突出,例如,简单便捷,检测范围较广,仅需投入较低成本等。通过不断的试错与优化,该法已拥有相对完善的应用体系,通常利用波形,对桩基存在的缺陷和具体位置加以反映。现将该法的检测原理概括如下:利用锤子激振桩顶,在锤子产生作用力的影响下,激振点出现振动和应力波,其中,应力波往往沿桩身传播,当应力波传播至桩底后,便会向上反射,如果桩身有缺陷存在,同样会有波的反射出现,通过叠加入射波的方式,向工作人员传递相关信息。
对桩身质量加以反映的信号,通常经由桩顶所安装传感器进行接收,而传感器的作用,主要是对采集所得模拟信号做放大处理,经由转换器向数字信号进行转换,供工作人员分析并得出结论——试桩是否拥有完整结构。
2.2超声波检测技术
当利用超声波检测技术检测桥梁混凝土桩基时,应注意以下三个方面:
(1)在施工期间应保护好声测管,如果声测管受到损坏,则有可能卡住设备探头,使探头无法深入桩底,也有可能导致声测管内渗入混凝土和砂浆,引起堵管问题。在混凝土施工和对混凝土进行养护期间,均必须将盖子覆盖于声测管管口,这样不仅可以避免声测管内落入异物堵塞声测管,还可以避免换能器耦合因渗入杂物而发生故障。
(2)在埋设超声波声测管的过程中,应确保各声测管之间相互对称平行,且必须确保探头能够在声测管内同步自由伸缩,同时应根据桩基的直径来确定所需埋设的声测管数量。如果桩径<80cm,应埋设2根声测管;如果桩径在80~160cm,应埋设3根声测管;如果桩径>160cm,则至少应埋设4根声测管,检测时,应将2根声测管作为一组进行检测。
(3)超声波检测应在成桩的28d后开展,且检测之前必须先对桩头部位进行开挖处理,待磨平表面后方可实施超声波检测。
2.3孔内摄像检测技术
新技术探究是预应力管桩上要具备平行桩身的竖向孔,然后采用孔内摄像头对桩身进行拍摄,摄像头需具有高精度、高清晰度和高分辨率等功能,最后结合现场观察情况对拍摄的照片逐帧观察,分析桩身的缺陷位置、形式及大小。孔内摄像检测的优势在于:不受地质条件、场地条件等因素的限制;效果直观,可对缺陷的位置和形式做出准确的测量和描述;可对深部缺陷和桩端缺陷进行检测,不受长度限制。该检测方法检测结果直观,适用于工程桩反射波法低应变完整性复合性检测,特别适合于司法鉴定或仲裁。但该方法的局限性在于:只能看到桩的内壁情况,无法看到焊缝的情况;要求管桩内没有杂物;对于斜桩,造成摄像头移动困难和摄像死角;由于摄像头光源限制,对距离稍远或孔内水体浑浊的情况,难于采到清晰图像,造成检测数据的不准确。
2.4钻芯检测法
这种方法使用的是金刚石钻头和人造钻石探头,因而可以准确、直观地对混凝土的强度、缺陷进行检测,以此确定桥梁桩基是否出现结构性的问题。钻芯检测法主要对混凝土桩基的长度、材料应用的强度以及沉积物的厚度等内容进行检测,工作人员通过分析钻芯检测法的数据,可以判断支撑土层的性质。在实际操作中,需要将两个钻杆和金刚石钻头的单驱动钻头结合使用进入混凝土进行检测。在检测过程中,需要确保混凝土样品的完整度和精准度,并对钻孔的批号、深度比率、块的总体数量进行记录。检测需要获得颜色合理的画面,也可以选择测验代表性样品,以此确定桥梁桩基是否出现异常。钻芯检测法较为直接,检测效果和检测质量较为优异,并且不受外界因素的限制,可以在大直径的桩基检测中发挥明显的效用。
结语
综上所述,无损检测技术对于道路桥梁桩基的质量有着至关重要的作用。现阶段,我国道路桥梁结构的安全性逐渐突出,因此需要利用无损检测技术这一先进的技术对桥梁桩基进行质量检测。将现代传感技术和无线遥控技术结合起来,构建出道路桥梁结构的无损检测系统,并将无损检测这项技术融入道路桥梁安全检测的各个方面,增强桥梁桩基的质量,进而为道路桥梁整体安全提供保障。
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