桥梁桩基检测技术分析
2015-12-03
1 桩基工程及桩基检测技术的分类研究
1.1 桩基工程分类
桩基工程根据其不同的应用功能，受力情况和施工方法，有着不同的分类，对应的桩基检测方法也会有所不同。不同桩的桩身完整性的判别标准亦不同，一般按照桩身完整性类别不同可将其化为以下四类：一类桩桩身完整且能正常使用；二类桩桩身基本完整仅有轻度缺陷，仍可使用；三类桩桩身缺陷明显影响桩身结构承载力；四类桩桩身缺陷严重影响桩身结构承载力。
1.2 桩基检测技术分类
目前我国常使用的桩基检测技术主要分为四大类，每类又分为两种不同的检测方法，一般来说，各类技术的选择是以检测目的和技术优缺点为基本的评判依据，而事实上每类技术都有其适用的范围[1]。
2 常用桩基工程检测技术的功能及优缺点分析
根据以上笔者对桩基工程及桩基检测技术的分类研究，下面我们就几类常见的不同桩基检测技术的检测目的和功能，以及相应的优缺点进行对比分析。
直接检测技术中的取样试件试验可以反映灌注混凝土强度及灌注前混凝土性能，是混凝土灌注桩施工质量验收主控项目，常用于检测混凝土是否达到设计要求的强度等级。
在辐射检测技术中，常用超声波透射法检测灌注桩的桩身缺陷及其位置，以判定其桩身的完整性的类别，这种检测方法过程比较细致，且不受桩径桩长的限制，但因要预埋声测管，成本高，最终无法定量地判断桩身缺陷。
动力试桩技术主要有低应变法和高应变法。其中低应变法测试简便、原理清晰、成本低、成果可靠，常用于检测各类桩基桩身缺陷及其位置，以判定桩身完整性类别。但这种检测方法也存在局限，如桩头混凝土比较松软时，应力波不能沿桩身往桩底传播，将无法获取桩底的反射信号；当桩身缺陷较多时，会影响后续的缺陷反射信号测试；当桩身存在扩颈或缩颈等变化较缓慢的缺陷时，将会使变化界面处的反射信号不太明显，造成误判或漏判；检测效果还会受桩长径比的影响，如对深部的缺陷反应不灵敏；该检测方法还存在缺陷只定性而不能定量分析的不足。相对低应变法而言，高应变法所用设备较为笨重，效率低且费用高，但其有效检测深度和激励能量较大，尤其是其在用于判定桩身水平整合型缝隙或预制桩接头等缺陷时，可有效查明是否影响到竖向抗压承载力，因此这种方法常用于判定单桩竖向抗压承载能力是否满足设计要求，除此之外还可用于分析桩侧和桩端阻力，但波形分析中的不确定性依然会导致其误差偏大。
在静力试桩技术中，可分为钻芯法和静载试验法。其中钻芯法所取岩芯可制作成试件进行强度试验，因此常用于检测灌注桩桩长，桩身混凝土强度（只反映小部分的混凝土质量），桩底沉渣厚度，还可以判断桩身完整性类别，但也存在盲区，且设备庞大，操作费工费时，价格也较高昂。而静荷载试验根据其受力因素的不同，可分为单桩竖向抗压、抗拔和水平静载试验。单桩竖向抗压静载试验既可用于确定和判断单桩竖向抗压极限承载力是否满足设计要求，还可通过桩身内力及变形测试来测定桩侧、桩端阻力，同时还能验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测的结果。单桩竖向抗拔静载试验主要用于确定单桩竖向抗拔极限承载力，判定其是否满足设计要求，以及测定桩的侧摩阻力，但它也有与单桩竖向抗压静载试验相同的局限之处；单桩水平静载试验主要用于确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数，判定水平承载力是否满足设计要求，测定桩身是否弯矩和挠曲[2]。但这种三种检测方法都很费时、费工、费钱，且用数量较少的桩作静载试验所得出的结果较为片面，难以代表全体桩基的质量情况，都不适用于高承载力桩。
3 我国常见的几类桩基检测技术有效检测和综合使用
根据目前普遍使用的桥梁桩基检测方法一般规定为声波透射法、低应变动测法及钻孔取芯法等普检技术，这些技术方法因各自的理论假设及各种因素影响，均存在一定的局限性，因此有必要充分和有效利用各种方法的优点来解决工程上的实际问题。
3.1 各类桩基检测技术的有效检测方法
若桩基检测在低应变动测法所适用范围内，尽量采用动测法，动测结果桩基施工存在沉渣及持力层不符合要求时，可用低应变动测法对声波透射法进行校核；对于动测法之外的地质条件复杂、主墩桩或较重要部位的桩基，则可用声波透射法进行检测。若动测法受到地质条件的影响，使得桩底持力层、沉渣等难以判断，可采用钻孔取芯法进行校核，当取芯时，通过加固处理难以解决桩基存在的局部缺陷或持力层稍差现象时，可采用高应变动测法进行承载力检验。
3.2 各类桩基检测技术的综合应用
采用一种方法对桩身质量（完整性）做出正确判定时，根据检测目的，检测方法的适用范围，并综合考虑各种因素如地质情况、设计、施工因素以及受检桩类型等，同时选用多种方法进行检测，实现优势互补，以提高检测结果的准确性和可靠性[3]。如可联合低应变法和钻孔取芯法处理大直径灌注桩的完整性。
结语：桥梁桩基工程及检测技术分类繁多，为了保证各类桩基工程用到合适的桩基检测技术，笔者建议应综合各类检测技术的优点，研究出一套高效的综合检测技术，以适用当前形势的需要。
