桥梁桩基检测范文

导语：如何才能写好一篇桥梁桩基检测，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词] 桥梁；桩基；检测；技术

[中图分类号] U443.15 [文献标识码] A

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。

参考文献：

[1]黄梅，刘浩.浅析桥梁桩基的分类及其检测技术[J].民营科技，2010（6）：198-198.

[2]刘冀.桩基检测技术的综合应用[D].中南大学硕士学位论文，2011（1）：9-27.

[3]冯建亚.桥梁桩基检测技术应用与探讨[J].职业教育―科技与向导，2011（8）：148-148.

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【关键词】桥梁工程；桩基检测；检测技术；超声波检测

1.工程概况

本检测工程项目为嘉兴至绍兴跨江公路通道北岸接线工程第七、八、九合同段。嘉绍跨江公路通道起点为乍嘉苏高速公路及嘉兴南湖大道的交叉口处，向南经海宁，于黄湾跨越钱塘江，进入绍兴市，经上虞沥海镇，终于沽渚，接杭甬和上三高速公路交叉口处相接，全长约69.462公里。其中，北岸接线约42.948公里。本桩基检测第三合同段起止桩号为K31+100-K43+261.5，由第七、八、九合同段组成。根据本合同段工程承包合同要求以及该工程建设的实际情况，结合本工程施工设计图的桩径、桩长、地质情况，为了有效地保证桩基工程施工质量，准确判定工程所用桩的质量等级，对该工程的桩基采取相应的检测方法进行检测。

2.工程的桩基采用概况

本工程合同段内桥梁桩基数量为310根，其中摩擦桩74根，分别是Φ1.8m桩基8根、Φ1.5m桩基4根、Φ1.2m桩基62根。而嵌岩桩数量为236根，分别是Φ1.8m桩基8根、Φ1.6 m桩基4根、Φ1.5m桩基42根、Φ1.3m桩基85根、Φ1.2m桩基69根、Φ0.8m桩基28根。本工程合同段内的310根桩基数量中主要是采取摩擦桩和嵌岩桩，嵌岩桩要求桩基嵌入中风化（微风化）岩层不小于2倍桩径。桩基灌注混凝土前，按嵌岩桩设计的桩基桩底沉渣厚度不能大于5cm；按摩擦桩设计的桩基沉渣厚度不大于20cm。桩基全部采用冲孔灌注桩施工工艺进行施工。鉴于本桩基工程实际特点，经研究决定，对该桩基检测项目采取三种检测方法进行评定。

3.桩基检测方法

经上述分析，结合本检测的桩基工程项目特点，采取以下三种检测方法：

（1）低应变反射波法，即为小应变检测。本桩基检测工程项目所采取的低应变动测法，使用小锤敲击桩顶，经粘接在桩顶的传感器来接收来自桩中的应力波信号，然后采取应力波理论来分析被检测桩土体系的动态响应，然后反演分析实测速度信号以及频率信号，从而获得被检测桩的完整性。通过低应变反射波检测防范可以检出测桩身缺陷及其位置，然后再判定桩身完整性类别。

（2）超声波检测法。超声波检测法在桥梁桩基检测方法中被应用最早，其作为桩基完整性无损检测法，方法原理是在对桩进行灌注混凝土前，在桩内预埋若干根声测管，把其作为超声脉冲发射与接收探头的通道，然后通过采用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声波参数，再对这些测得的数据结果，通过采用各种特定的数值判定或形象判断以及进行处理后，得到被检测桩内砼缺陷类型、大小以及位置，然后再给出混凝土均匀性指标和强度等级。通过超声波检测可以有效地检测已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身缺陷性质、位置以及范围，然后评定基桩混凝土质量等级。

（3）钻孔抽芯法。该桩基检测方法主要是采用钻孔机，一般带φ10mm内径钻头，对被检测桩基进行抽芯取样，根据所取出的芯样，对桩基的长度、局部缺陷情况、混凝土强度、桩底沉渣厚度以及持力层情况等进行进一步分析判断。但鉴于钻孔取芯有一孔之见的局限，只能对局小部范围进行分析判断，因此在桩基等级评定时，仍以无损检测为主。通过采取钻孔抽芯检测方法可以有效地检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度以及桩底沉渣厚度，然后再判定或鉴别桩端岩土性状，从而评定出基桩混凝土质量等级。但工程实践表明，钻孔抽芯检测方法主要是针对桩基存在较大的缺陷或者经检测对强度有怀疑的情况下采用。

4.桩基检测频率与数量

根据工程要求，对于桩径≥1.8m、桩长≥50m、桩长径比≤5的桩基不宜采用低应变反射波法检测。工程实践表明，在桩基实测中，桩侧土阻力尤其是动土阻力对于应力波传播的影响较大。这种影响主要体现在：（1）导致应力波迅速衰减；（2）影响缺陷反射波幅值；（3）产生土阻力波，所以限制了可测桩的长度及桩基直径。基于桥梁桩承载力要求高，低应变反射波法对局部缺陷、深部缺陷反映不敏感、受地质变化影响较大等特性而受到限制。根据规范规定，低应变反射波检测技术对于桩身缺陷程度只做定性判定，尽管利用实测曲线拟合法分析能给出定量的结果，但是鉴于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频响应，高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变以及桩侧土阻尼影响，曲线拟合法还不能达到精确定量的程度。因此，要对缺陷类型进行判定时，应针对该工程的地质、施工情况而综合采取钻芯、声波透射等其他检测技术。

根据工程要求，本中小桥基桩钻孔抽芯频率可以每标段为计数单元，故其余桥梁的桩基共抽2%即2根。受检桩长径比较大时，当成孔的垂直度和钻芯孔的垂直度都符合规范1%要求，方向相反时抽芯孔容易偏离桩身，所以要求受检桩桩径不宜小于80cm、长径比不宜大于30。

5.桩基检测准备工作

对于本工程的基桩无破损检测在成桩14天以后或混凝土强度至少达到设计强度的70%且不小于15MPa后进行检测，抽芯检测则需在混凝土龄期达到28天或预留的同条件养护试件强度达到设计要求。对于本工程每批待检桩检测前采取以下检测准备工作：

（1）在采取超声波检测技术进行本桩基工程检测前，采用20cm长的Φ32钢筋绑在测绳上，同时要确保其足够牢固，然后对检测管进行探孔，检测其是否被堵管。若堵管则应采取措施对其进行疏通，而且要保证检测管内灌满清水。

（2）采取小应变检测技术进行本桩基工程检测前，先要提前凿除至设计桩顶标高，打磨好桩头，并保证桩头干净、无积水。

（3）采取钻孔抽芯检测技术进行本桩基工程检测前，先搭设钻机施工平台以及通水通电。

所有桩基检测准备工作完成后，经检查符合检测条件后方可进行桩基检测。

6.桩基检测技术要点

（1）低应变检测技术。对于本标段的桩基桩径有Φ1.5m、Φ1.2m两种桩基采取低应变检测，根据本工程相关要求，对于桩径大于100cm的桩基则需打磨4个点（直径约为10cm），中心一个旁边对称三个。打磨点距钢筋笼主筋不小于5cm，被测桩头应凿至设计标高，露出密实混凝土面。

（2）超声波检测技术。本标段的桩基桩径有Φ0.8m、Φ1.2m、Φ1.3m、Φ1.5m、Φ1.6m、Φ1.8m、六种桩基采取超声波检测，根据本工程相关的要求，对于桩径小于150cm的桩基称呈等边三角形埋置3根管；对于桩径大于等于150cm时的桩基呈正方形埋置4根管，对称布设并确保稳定牢固。超声波检测的桩基，检测管应在加工钢筋笼时，绑扎或者焊接在钢筋笼加强筋内侧，确保牢固，顺直，且相互平行，定位准确。检测管须埋设至桩底，管口宜高出桩顶面30cm以上，管口高度宜一致。检测管采用外径φ50×2.5钢管，连接将采用φ60×5套管连接，并保证接头密封。下端采用φ65×10Q235钢板封底焊接，不得漏水。并且在安装声测管同时管内灌满水，声测管安装完成，用测绳探测每根声测管长度并作记录，上口用塞子塞住，防止砂浆，杂物堵塞管道。

（3）钻孔抽芯检测技术。根据本工程相关的要求，对于桩径1.2m～1.6m范围的桩采取钻2个孔，当桩径大于1.6m的桩采取钻3个孔，开孔时要确保开孔位置宜在距桩中心0.15～0.25D内均匀对称布置。对桩端持力层的钻探，每根受检桩应不少于1个孔，应钻至桩底下不小于1D且不小于2米。对怀疑有溶洞或裂隙等的地质情况，应钻至桩底下不小于3D且不小于5米。

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【关键词】桥梁水下桩基检测方法

Abstract: Pile foundation works in addition due to the conditions of geotechnical engineering, foundation and structural design of pile-soil interaction, construction and professional and technical level and experience associated factors and the complexity, the piles of construction also has a high degree of hiddenfound quality problems is difficult, more difficult to deal with the accident. In this paper a detailed analysis of the bridge underwater pile testing methods.

Keywords: bridges, underwater pile, detection method.

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

桥梁工程是公路工程中重要的工程项目，而桩基又是桥梁的主要部分，它承受着由桥跨结构传给墩台的巨大荷载。其质量的好坏，直接影响桥梁使用的长久性和安全性。但是桩基工程除因受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性外，桩的施工还具有高度的隐蔽性，发现质量问题难，事故处理更难。因此，桩基检测工作是整个桩基工程中不可缺少的环节，只有提高桩基检测工作的质量和检测评定结果的可靠性，才能真正地确保桩基工程的质量与安全。

一、桩基检测方法的分类

1、低应变动力检测法

低应变动力检测法主要包括水电效应法、反射波法和机械阻抗法等等， 是指在桩顶面实施低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动， 并由此产生应力波的纵向传播，同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价的一种检测方法，其中以反射波法原理简单、检测效率高、设备简单、成本低进而在桩基检测过程中被大量使用。

低应变法， 它属于快速普查桩的施工质量的一种半直接法，主要适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置等。资料完善时，可以估算出桩长、区分缺陷类型和估测混凝土强度级别等。由于低应变动力试桩操作方法简单，与其它测试方法相比，具有检测速度快、费用低和检测覆盖面广等特点，已成为桩身施工质量检测中应用最为普及的方法。

低应变法的理论基础是一维线弹性杆件模型，因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于5，设计桩身截面宜基本规则。另外，一维理论要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立，所以，对薄壁钢管桩和类似于H 型钢桩的异型桩，低应变法不适用。且由于受桩型(如截面多变)、地质条件、激振方式、桩的尺寸效应、桩身材料阻尼等因素的影响，桩过长(或长径比较大)或桩身截面阻抗多变或变幅较大引起的应力波多次反射，往往测不到桩底反射或正确判断桩底反射位置，从而无法评价整根桩的完整性。另外，检测结果分析判定的准确性与操作人员的技术水平和实践经验有很大关系。

2、声波透射法

声波检测一般是以人为的激励方式向介质(被测对象)发射声波，在一定距离上接收经介质物理特性调制的声波(反射波、透射波或散射波)， 通过观测和分析声波在介质中传播时声学参数和波形的变化，对被测对象的宏观缺陷、几何特征、组织结构、力学性质进行推断和表征。

具体原理是通过在桩身预埋声测管(钢管或塑料管)，将声波发射、接受换能器分别放入2 根管中，其中管内注满清水为耦合剂，换能器进行声波发射和接受，使声波在混凝土中传播，通过对声波传播主频、时间、声速和波幅等物理量测试与分析，对桩身完整性作出评价的一种检测方法。

声波透射法以其鲜明的技术特点，即以透射声波为测试和研究对象的，分析、判别其缺陷的位置和范围，进而评定桩基混凝土的质量情况，成为目前混凝土灌注桩(尤其是大直径灌注桩)完整性检测的重要手段之一。

声波透射法的优点在于测试精度高，不受场地限制，缺陷的判断上全面，检测范围无盲点，缺点在于需要预埋声测管，检测成本相对较高，对桩身直径也有一定的要求。

3、钻孔取芯法

该方法主要是采用钻孔机对桩基进行抽芯取样，根据取出芯样，检测桩基桩长，桩身砼密实度及强度，骨料粒径，级配情况、桩身完整性、桩底沉渣厚度及持力层的力学性质、砼与桩端持力层岩土体的接触关系，对该桩质量等级做出评价。

二、桥梁水下桩基检测方法

1、检测内容

（1）一般性外观检查（Ⅰ类目视检查）

由检查人员通过目视和水下摄像机， 对水中结构进行外观检查， 目的是了解构件的损伤、损坏情况，如结构的变形、裂缝、机械损伤等。在检查过程中，潜水员要随时报告检查路线、方位及检查的结果，电话员要记录好潜水员报告的一切内容， 潜水员出水后要立即同电话员核对并及时纠正错误的记录。

（2）详细的外观检查（Ⅱ类目视检查）

详细的外观检查是由持无损检测证书的潜水员对结构进行详细的检查， 一般是对检查方案规定的测点、业主要求和出现病害的部位进行检查。在检查前需要对检查对象进行相应的清理， 针对结构损伤面积、位置等进行测量， 检查结果以定量的数据或图片进行描述。

2、检测方法

检查时，首先进行Ⅰ类目视检查，然后对发现异常情况的部位进行详细的Ⅱ类目视检查，并进行水中录像。

（1）机械性损伤、裂缝、变形检查

首先对潮差段、桩、桩与承台连接处进行Ⅰ类目视检查，对发现问题处或指定重点检查处进行Ⅱ类目视检查，并对Ⅱ类检查中发现的机械性损伤、裂缝、变形部位进行测量记录。检查中如发现局部的损伤、变形、裂缝等要详细地描述清楚，必要时作相应的清理，对于损伤部位除测量损伤的形状外，还要附加构件的直线性测量，测量结果附图说明，测量完成之后要进行水中录像。测量方法如下： 根据目视检查结果，对损伤严重的部位，使用钢板尺及卡尺进行测量，对于承受高压力以及容易损坏的位置要特别认真地检查。

（2）海生物检查

要确定海生物属硬质还是软质，以及其最大厚度、压缩厚度及覆盖率，就需要对取样测量的区域进行摄影及录像。常采用的方法是： 使用0.1m×0.1m的正方形框架附在水生物的表面，然后用画针画出界线，采用铲刀将海生物全部铲入袋中。该袋用铁丝撑口，通过磁铁块将袋口吸挂在结构物被清理表面的下方，这样就可将全部铲下的水生物装入袋内。

（3）冲刷检查

一般采用尺杆辅助目视检查。检查桩身周围2m～5m范围内的河床情况， 分别量测桩身上下游、顺桥向河床的坡度和局部高差， 以及桩身在承台底至河床面之间的自由长度， 并指明是软底还是硬底。

（4）河床断面情况检查

由于竣工资料中对河床等的描述不甚准确，部分桥梁的竣工资料中没有提供桥梁竣工时的河床断面情况，检查过程中，可以根据各桥梁的实际情况，以桥梁的盖梁、系梁或承台的某一面、桩顶与立柱交界面处等为基准，量测得河床面与参考基准点之间的相对高程情况，作为今后桥梁检查时的河床冲刷情况的对比资料。

3、工程实例

广西钦州至防城港高速公路西江大桥2#墩3#立柱剥落露筋，该桥梁建成运营至今达15年之久。为了查明该桥桥墩桩基础病害情况， 根据现场条件决定采用人工潜水检测桩基础。典型探测图像如图1所示。

图1西江大桥2-3立柱剥落露筋

检测结果表明， 被检测桥墩基础无倾斜、沉降， 局部有钢筋外露锈蚀现象。

4、检测方法的优缺点

水下探摸和水下摄像检测作业方法的优点在于在检测区域内不留死角，且在检测的同时，可以对一些缺陷进行及时修补，在水质比较清的环境下，检测的效果会比较好。其缺点是对检测的环境要求比较高，水质浑浊时只能依靠潜水员探摸进行检测，检测速度慢，检测费用高， 潜水员人身安全威胁较大，特别是在深水、湍急河流以及桥下有沉船等情况下，潜水员容易出现安全事故。

因此，从理论上讲，只要潜水深度在生命安全范围内（一般不超过60m），潜水检测基础均能实施。除了坐落于大江大河上的桥梁以及跨海大桥（一般水深均较深）外，对于一般的大桥、特大桥基础，均能采用潜水检测完成检测任务。

参考文献：

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[2] 黄金雄. 深度探讨基于工程实践的桥梁桩基施工流程与要点[J]. 科技资讯, 2010,(17) .

[3] 杨仕韬. 广东某公路桥梁施工技术分析探讨[J]. 科技资讯, 2011,(11) .

[4] 陈天桂. 广东某公路桥梁桩基施工技术分析探讨[J]. 科技资讯, 2011,(19) .

[5] 胡思衡. 深圳某桥梁水下桩基施工及事故处理措施研究[J]. 科技资讯, 2012,(01) .

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关键词:桥梁; 桩基础; 质量检测

Abstract: in the bridge construction, the pile foundation is the main structures bearing parts, its quality directly related to the safety of the use of the structures and permanent. Due to its own process multifarious, pile foundation construction difficulty, technical requirements higher characteristic, it is easy to appear quality problem. Therefore it is necessary to strengthen quality test, to ensure the quality of the construction of the bridge.

Keywords: bridge; Pile foundation; Quality testing

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

一、 桩基检测技术

1. 成孔检测

在我国，成桩检测技术要优于成孔检测技术。从防患于未然的层面来看，桩的成孔检测应比成桩后检测更为重要。大力提倡成孔检测技术的开发，特别是对桩承载力有很大影响的灌注桩桩底沉渣厚度测试手段的研究，今后仍是我国桩基工程中的迫切任务。

2. 静载荷试验法

目前桩的静载试验仍被国内外公认为评价桩承载力最直观、可靠的方法，但由于测试仪表的精度、试验方法的限制、分析方法的差异和工程判断的能力等因素，其测试误差也能达到10％。因此。如何改进静载试验测试、分析方法，提高静载试验的可靠度，长期以来是工程界所关心的课题。近年来，试验吨位有了很大提高，也有许多研究人员对相关的负摩阻现象进行了研究和探讨，对于大吨位的桩，在桩底埋设千斤顶和传感器进行载荷试验。

3. 声波透射法

这虽是一项传统技术，以前应用却并不广泛。随着近几年来交通系统投资的增加，以桥桩为代表的各种大直径钻孔灌注桩的大量涌现，声波透射法在国内已得到越来越广泛的应用，在这种方法的应用过程中-数字化声波仪已取代了传统的模拟声波仪，不仅在使用的方便程度上有了质的飞跃，而目．在分析手段上也有了很大提高。

4. 应力波反射法完整性检测

尽管近年来国内外对于这种方法的研究未见本质性的进展，但在实用和普及方面国内却有较大提高，这些不仅表现在国产桩基动测仪和配套用传感已达到或接近国外先进仪器方面，也表现在许多单位认真研究各个测试细小环节和分析环节方面，更主要的是表现在许多管理部门已开始认真总结应力波反射法完整性检测的得与失，开始使这种方法的应用回归到一种正常的位置。

5. 动静法

由于高应变动力试桩法力的作用时间过短，桩只能被视为弹性体进行分析，国外有人提出了一种动静法，采用技术将力的作用时间延长，使沿桩身传播的应力波波长大于实际桩长，进而将桩视为刚体，回避了应力波的传播问题。应该说这种方法既克服了传统静载试验的笨重与费时，也克服了高应力方法的过分间接性，是一种较好的方法，但由于该方法对锤的配重要求人高，具体操作仍有较大难度。

二、 动测与钻芯两种检测方法的比较

桩基动测法中低应变反射波检测方法是建立在一系列假设前提条件下的，它首先假设桩是一个等截面、均质的一维直竿且横截面的直径远小于竿的长度，竿侧及竿端物质的密度明显小于竿的密度。只有这样才可应用弹性直竿中波传播的理论和波动方程解释工程桩的完全性问题。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，其检测结果对正常桩是有效的。特殊情况下，现场监理在灌注过程中发现的问题比任何检测方法都及时和准确。钻芯检测法因其优点突出即直观，而引起人们的广泛重视。但该方法成本高昂，钻芯需较长时间，使得人们无法在大范围内广泛应用。另外钻芯法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或十几厘米的突然掉钻，如不能准确记录下来，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检测法的一个补充，重点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。

三、 基桩检测

1. 检测原则

1) 根据《公路工程质量检验评定标准》及《公路桥涵施工技术规范》的要求，对基桩应采用无破损法检测桩的质量，并选取一定比例的基桩进行钻孔抽芯法检查。

2) 试验检测方法的选定与分析应综合考虑勘察、设计、施工等因素，做到技术先进、安全选用、经济合理、评价正确。

3) 为保证检测结论的可靠性，可根据不同被检对象和检测要求，选用多种检测方法进行综合分析判断。为确保基桩质量，对初期施工的基桩宜选取一定数量的基桩采用多种检测方法进行比对分析，指导下一步的基桩检测工作。

4) 采用低应变反射波法检测嵌岩桩时，当桩端反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相时，应结合岩土工程勘察、设计、施工等有关资料以及桩端同相反射波幅的相对高低来推断嵌岩质量，必要时应采取其他合适方法进行检验。

5) 采用低应变反射波法检测，当对桩身完整性的分析出现下列情况之一时，应结合其他检测方法进行检测。

6) 无损检测不能作评定的基桩，需采取钻芯法(或其他检测方法)作进一步确认时，其最终质量等级由钻芯(或其他检测方法)检测单位根据规范、规程直接评定。

7) 基桩抽芯检测工作实行见证制度，检测单位应及时通知参建各方到现场见证，并办理现场见证手续。

2. 检测频率

1) 重要工程或重要部位的基桩，或建设单位、设计单位有特殊要求的基桩或特殊地质和对质量有怀疑的基桩，可适当调整、增加其检测方法、检测频率。

2) 由于无损检测不合格或不作评定而改为抽芯法检测的基桩，其数量不包括在上表所列的钻孔抽芯法的频率。

3) 根据有关规定，质量监督部门可对总桩数的5～10%的频率进行强制性抽检；对质量问题较多或对质量有怀疑的基桩可加大强制性抽检频率或采取各种有效的检测方法进行检测、鉴定。质量监督部门强制性抽检数量不包括在上表所列的频率数量范围内。

4) 强制性钻芯检测的桩基仍需进行无损检测。

四、 检测数据的分析与判定

1. 混凝土芯样试件抗压强度代表值应按1组3个试件强度值平均值确定。同一受检桩同一深度部位有2组及以上混凝土芯样试件抗压强度代表值时，取其平均值为该桩该深度处混凝土芯样试件抗压强度代表值。受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。

2. 桩端持力层性状应根据芯样特征、岩石芯样单轴抗压强度试验、动力触探或标准贯入试验结果综合判定。

3. 桩身完整性类别应结合钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样单轴抗压强度试验结果及规范要求进行综合判定。

4. 钻芯孔偏出桩外时，仅对钻取芯样部分进行评价。

结论

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1．1完整桩

完整桩的动测波形规则衰减，桩身呈完好状态，满足设计桩长，波速正常，混凝土强度与桩基设计要求符合。通常情况下，单纯扩径的桩也属于此类。

1．2基本完整桩

此类桩基动测波形具有小的畸变形，而桩底反射清晰，桩身具有较小的缺陷，包括轻度缩径，局部轻度离析等问题。通常情况下，不会对横向剪切力与单桩承载力造成较大的影响，桩身混凝土波速呈正常状态，可以达到混凝土设计的要求与标准。

1．3缺陷桩

缺陷桩的动测波形出现比较明显不规则反射，对应桩身缺陷如缩径、裂纹、夹泥等，并且此类桩基的桩身混凝土达不到设计要求与标准，对单桩承载能力具有一定的影响。此外，此类桩基通常要求设计单位对单桩承载力进行复核，之后对能否使用提出意见。

1．4严重缺陷桩

严重缺陷桩的动测波形呈严重畸变，并伴有严重离析情况，同时夹泥、断桩、严重缩径等问题比较明显，此类桩基通常不能被作为高速公路桥梁基础使用，需要进行严格的工程处理，待其承载能力符合使用要求与标准后才能准予使用。

2高速公路桥梁桩基检测技术应用要点分析

2．1现场静力载荷检测技术的应用及优化

在高速公路桥梁桩基检测中，现场静力载荷法通常采用现场加载测加载与沉降曲线，通过P—S曲线，对桩的承载力进行分析，从而对桩基施工质量进行研究。通常情况下，P—S曲线的起始段为一段近似正比例的一次函数线，曲线会随着载荷的增加呈现越来越陡的趋势，当曲线率近似无穷的时候，就说明桩承载力已经达到极限，此时的桩承载力如果比设计值小，就说明桩基不能满足承载力的要求。当在P—S曲线中突然出现位移陡变时，就说明桩基中存在比较严重的缺陷，而曲线比较平滑的时候，就说明桩基并不存在明显缺陷。

2．2应变动测检测技术的应用及改善

在高速公路桩基检测中，应变动测法主要包括高应变与低应变动测法两种。高应变动测主要利用重锤自由落体锤击桩上端，以此获取相关动力系数，然后依照既定程序，通过计算与分析对桩身的完整程度与承载力进行确定。这种方法的准确性较高，然而操作程序较为复杂，检测不方便。因此，经过长时期的改良，低应变动测法顺势而生，并广泛应用于高速公路桩基检测中。低应变动测法主要应用小锤撞击与现代化的传感器进行结合，将小锤撞击的动力波通过传感器转化为速度信号与频率信号，对桩身的具体状况进行确定，从而对其缺陷的位置与严重程度进行测定，如此提高了桩基检测的简便性与效率。

2．3静力触探检测技术的应用及完善

在高速公路桥梁桩基检测中，静力触探检测技术的应用比较广泛，该方法重视力的分析与研究，其准确性与可操作性较强。静力触探技术主要采用原位测试的静力触探和标准贯入实验参数，从而对单桩的承载力进行确定。该方法的运用通常需要经过试验测得比贯入阻力、端阻力与桩身侧阻力，从而通过分析与计算，对桩基的承载力特征值进行确定，然后用计算得出的特征值与规定的安全系数相比，得出的数值与桩基的承载力相比较，如果比设计桩基承载力的值大，就说明符合设计要求，反之则不符合标准。

2．4超声波透射检测技术的应用与提升

超声波透射法是通过在桩内部预先埋设沿桩长方向的声测管，使之发射超声波脉冲并且接收探头发出的周期性脉冲波，然后将其转换为电信号，借助特定的仪器，将电信号的幅值、时间及频率反映到屏幕上，如此可以对波形图进行有效的分析，从而对桩身内部缺陷的位置、大小、混凝土均匀性等指标进行检测与确定。通常情况下，超声波透射检测法被广泛应用于高速公路桥梁桩基检测中，并且此类检测技术具有准确度高、可靠性强、操作简便等特点，最重要的是超声波透射检测法的抗干扰性较强，然而需要注意的是，所检测桩基的龄期需要大于七天，并且保证其测管的埋设符合检测设计与要求。超声波透射检测法的分析包括以下三类:(1)超声波波幅分析法。主要利用选取的超声波信号波幅平均值的1/2作为桩身是否存在缺陷的临界值，该方法的精确度较高，若第n个波幅比波幅临界值小，就说明在第n个测点处桩身存在一定的缺陷。(2)声波用时分析法。运用该方法时，需要将声波用时的平均值与声波用时的标准差的二倍作为一个界限标准，对桩身是否存在缺陷进行确定。若第n个测点的声波用时超过了缺陷临界值，就说明第n个测点处可能存在桩身局部缺陷。(3)声时—深度曲线分析法。该方法是计算出相邻的两个测点之间曲线的斜率及其测点差值的乘积，以此作为有无桩身缺陷的判断依据，如果乘积比限定的界限值大，就说明桩身存在一定的缺陷，反之，则说明桩身构造良好。

3结论

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关键词：公路桥梁；桩基检测；新技术

中图分类号：U41文献标识码： A

引言

在公路桥梁中的桩基建设是一个主演环节，不仅关系到整体结构的质量，也关系到公路桥梁的使用年限，只有通过不断的技术提升，对于安全性能的检验技术保障，才能保障公路桥梁的整体稳定性，运用公路桥梁桩基的检测技术方法，制定合理的检测计划，就能够在实际检验方法的运用过程中，切实做到能够检验公路桥梁的桩基质量情况。随着桩基检验技术的大力推展，只有不断的通过技术调整，才能够确保公路桥梁的质量安全。

一、对于目前公路桥梁桩基检测简介

公路桥梁工程桩基主要可以分成以下几种：根据公路桥梁工程桩基施工方法可以分成人工挖孔桩、沉管成孔桩、螺旋成孔桩、冲击成孔桩等。根据公路桥梁桩基直径大小可以分为大直径桩、中等直径桩、小直径桩。公路桥梁工程桩基一般是大直径桩。根据公路桥梁工程桩基竖向受荷情况可分为抗压桩和抗拔桩等。根据公路桥梁工程桩基水平受荷情况可分为被动桩和主动桩等。

对于桩基的负荷能力以及结构性能的检测是目前在桩基检测项目中重要的检测项目。依据在检测项目工作的目的，就需要区别不同的检测方法优势情况，对于检验方法所受到的限制也要有所了解，依照工程建设的地点不同，按照在工程中的地理以及自然情况，施工中的工程要点相互结合，选择合适的检测方式，这是对于检测工作的前提准备，是为了能够获得更加准确的工程信息内容。

在公路桥梁工程桩基检测方法上，可以将公路桥梁工程桩基分成高应变检测低应测桩法、声波透射法、静载荷试验法等检测方法。其中，公路桥梁工程桩基静载荷试验可采用堆载平台法、锚桩法、地锚法、堆载和锚桩联合方法。公路桥梁工程动力测桩法主要可分为高应变动测法和低应变动测法。

二、公路桥梁中桩基的检测技术

（一）高应变检测

高应变动检测技术于上个世纪八十年代引入我国，在九十年代初，我国也相继出现了类似的计算机软件。近年来，在公路桥梁桩基工程中也常常采用这种方法，通过在桩顶施加高能量冲击荷载，实测力和速度信号，运用波动理论反演来推算被检桩的完整性及轴向抗压极限承载力。高应变检测桩身完整性的可靠性比低应变法高，只是在带有普查性的完整性检测中应用尚有一定困难。目前，在工程界采用最多的高应变试桩法主要有曲线拟合法和阻力系数法。高应变动测法在确定单桩的承载力方面具有明显优势，不需要静载试验中的堆载物或者锚桩，费用低、时间短且效率高，还能够进行大吨位的桩基检测，逐步取代了静载荷试验方法，成为桩基工程验收的重要手段。

高应变动测法不仅能够确定桩基承载力的大小，还能够反映出桩土阻力分布、桩身完整程度等信息。但是由于这种检测方法不但计算程序比较复杂，而且在现场测试中的桩头处理、锤击设备选择、传感器的安装等众多因素都影响检测精度，因而在公路桥梁桩基检测中的应用受到限制。但高应变动测法对于桩基设计和其他的检测方法均具有借鉴作用。

（二）静荷载法

目前，国内外公认的对桩的承载力进行测试的最直观与最可靠的方法是静荷载试验，但是受到测试仪表精度以及试验方法限制与分析方法差异还有工程判断能力的影响，使用此方法，有时候误差也会达到百分之十。所以，工程界一直在思考怎样对静荷载试验改进其测试与分析方法，并对其可靠度提高。这些年来，试验的吨位已经得到了提高，比如有些单位已经能加载超过30000吨位，另外还有一些相关研究人员研究探讨负摩阻现象。

（三）声波透射法

这是一项较为传统的技术，但是在以前没有进行广泛应用。近些年来，由于交通系统中的相关投资得到了增加，这种方法在国内的应用越来越广泛。传统方法中的模拟声波仪已经被数字化声波仪所取代，不仅使用比较方便，而且也使分析手段得到了提高。声幅与声频成为分析判断的要素。另外，声波CT也已经进入了使用阶段。

（四）低应变法

这种方法主要是对桩身的完整性进行检测。很多缺陷或者是质量事故都在流水处或者是底层的变化处发生，底层的变化会导致反射波的产生从而影响波形，所以要对地质资料进行查看，了解施工的具体记录，从而确定缺陷的具置。定量分析软件能帮助我们判定基桩缺陷的具体程度，虽然这一软件有一定的不足之处，但是它对应力波在桩身进行传播的具体过程进行了分析，只要保证桩周选择合理的土参数，就能起到一定的效果。在运用低应变法进行检测时，不断缺陷属于什么样的类型，其共同的表现就是桩的阻抗减小，不能区分缺陷性质。

1.低应变动测法的适用范围介绍

公路桥梁工程桩基低应变动测法的适用范围对测量影响是十分巨大的，其中公路桥梁工程桩基测土阻力是主要因素，测土阻力包括两个部分:动土阻力和静土阻力，后者是主要影响因素，其特点可以概括如下:(1)消减反射波峰值；(2)加快应变力衰减；(3)动土阻力波的产生限制了可测桩基的长度。

通过总结实际公路桥梁工程桩基施工过程中的经验教训，在公路桥梁工程桩基中采用低应变动测法对公公路桥梁工程桩基进行检测时，公路桥梁工程桩基的长度通常在5～50m的范围之间，公路桥梁工程桩基的半径一般需小于0．9m，尽管一些长度大于50m的公路桥梁工程桩基仍能够获得桩底的应力波信号，然而因公路桥梁工程桩基的承载力较大，公路桥梁工程桩基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不够准确，同时也会受到公路桥梁工程当地地质条件的影响。

2.低应变动测试过程分析

低应变动测试过程中，测量人员为了提高公路桥梁工程桩基测量结果的精确性和准确性，要特别注意以下几点:选取测量点和锤击点、安装传感器等。

（1）选取测试点。测试点的选取应该以公路桥梁工程桩基直径为选取依据，选取原则要保证公路桥梁工程桩基测试点满足实际测量的需求，通常情况下，公路桥梁工程桩基直径不小于0．15m，基桩测量点的选取应该大于5个，而且要保证和钢筋笼的间距在15cm以上，选取的方式要保证公路桥梁工程桩基测量点均匀，打磨处理应该仔细认真，保证后续公路桥梁工程桩基施工正常进行。

（2）选取锤击点。公路桥梁工程桩基检测过程中的锤击点适宜点为相距传感器20～30cm的位置，如果锤击点与传感器间距离太近，锤击的冲击力可能对传感器造成干扰，而若锤击点与传感器间距离太远，就可能有横波的影响产生波形震动现象，这将无法准确反映公路桥梁工程桩基的状况。所以锤击点和传感器位置选取的好坏直接决定着公路桥梁工程桩基检测效果，可以聘请公路桥梁工程桩基检测专业技术人才进行测量检测，保证公路桥梁工程桩基检测结果满足设计要求。

（3）传感器的安置。按照公路桥梁工程桩基测试点的选取情况来确定传感器的安装，粘贴方式是最为常用的安装公路桥梁工程桩基检测传感器的方法，因此这就要求在公路桥梁工程桩基的顶部干燥的时候，比较常用的粘贴剂包括: 橡皮泥、黄油、石蜡、等，粘贴层的厚度应该适中，避免过厚造成公路桥梁工程桩基检测传感器应力波接收不准确的情况。

（五）自平衡法检测

自平衡法测桩法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。其主要装置是一种特制的荷载箱，它与钢筋笼连接而安置于桩身下部。试验时，从桩顶通过输压管对荷载箱内腔施加压力，箱盖与箱底被推开，从而调动桩周土的摩阻力与端阻力，直至破坏。将桩侧土摩阻力与桩底土阻力迭加而得到单桩抗压承载力，其测试原理见图。

自平衡测桩法具有许多优点

1.装置简单，不占用场地、不需运入数百吨或数千吨物料，不需构筑笨重的反力架；试验时十分安全，无污染；

2.利用桩的侧阻与端阻互为反力，直接测得桩侧阻力与端阻力；

3.试桩准备工作省时省力；

4.试验费用较省，与传统方法相比可节省试验费约30％~40％，具体比例视桩与地质条件而定；

5.试验后试桩仍可作为工程桩使用，必要时可利用输压管对桩底进行压力灌浆；

6.在水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩、斜桩、嵌岩桩、抗拔桩等情况下，该法更显示其优越性。

根据近年的实践表明，自平衡试桩法适用于钻孔灌注桩，人工挖孔桩、沉管灌注桩，桩受力的形式有：摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩、端承校、抗拔桩。

应用场地除一般的粘性土、粉土、砂土、岩层等常规场地外，目前已在坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩、抗拔桩试桩获得成功。对于大吨位、大尺寸桩，采用自平衡法可方便地测得其承载力，但其代价也较大。由于该法可分别测得侧阻力、端阻力，故可求得单位面积侧阻力、端阻力。目前国内外都经常先进行模拟桩的测试，再根据实际尺寸换算求得大桩的承载力，但模拟桩的直径不应小于800mm，以防尺寸效应带来的误差。

结束语

目前对于公路桥梁的检测方法得到了工程管理的全面关注，不仅促进桥梁技术发展，同时对于桥梁通行质量有所保障，随着技术的不断发展，不仅取得了很多经济效益，同时也得到社会的普遍认可，就目前桥梁检测技术应用而言，还存在很多问题，对于桩基的检验技术而言，必须根绝实际情况进行选择，这样才能发挥每种检测技术的优势方面，对于所存在的缺点也要能够清楚的认识，才能够选择合适的桩基检测技术，公路桥梁中的桩基建设是一个重要施工环节，与整体结构的质量紧密相关，只有通过不断的技术提升，对于安全性能的检验技术保障，提升公路桥梁的整体稳定性，通过运用公路桥梁桩基的检测技术方法，确保公路桥梁的质量安全。

参考文献：

[1]韦少辉.公路桥梁中桩基检测新技术的开发和应用分析[J].科技创新与应用,2012,18:136.

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【关键词】 桥梁;灌注桩;完整性检测;超声波透射法

一、前言

桩基础作为基础构件，主要承受上部荷载并将其传递至下端土体中，其质量优劣严重影响主体结构的使用和安全，加之桩基础属于隐蔽工程，其成桩质量受地质条件、成桩工艺、机械设备等因素的影响，故加强桩基础质量检测十分必要。

桩基础的评判标准主要是桩基承载力和桩身完整性，其中桩基承载力的大小直接决定桩基能否承受并传递上部荷载。桩基完整性是一种综合定性指标，反映桩身材料的密实性、连续性等性质及桩基桩身截面的尺寸相对变化。桩身完整性好的桩基都有较好的桩基承载力，因而对桩基完整性的检测结果能直接反映桩基的等级。中国现行规范中常用的桩基检测方法包括高低应变法、静载试验法、钻芯法、超声波法（即折射法和透射法）。下面以桥梁桩基检测为例，对超声波透射法进行探讨。

二、超声波法的检测原理

1、回波法

这一方法同样适用于金属探伤方面。由于材质方面的不同，回波法也受到了影响，混凝土的非匀质性导致了回波法不能够在桩基检测中得以应用。因此，用途较为广泛的是投射法，而超声波透射法的基本原理则是，事先在桩基的内部进行装入管道，由此形成了检测的通道，便于探头等设备的安装，应注意的是，探头等设备需要装在声测管中。在仪器的使用过程中，会接收到周期性的电流脉冲，在经过一系列的转换后，会形成叫做超声脉冲的一种物质，这种物质能够穿透需要进行检测的桩基，然后经过换能器再进行吸收，最终转换成电信号的形式。从设备的显示屏中可以看到详细的时间、波幅等参数，这些参数可以宏观地描述检测中的设备的缺陷所在之处以及缺陷的形成原因，加快了检测的速度以及工程的进度。

2、检测方法

主要有：平测法，斜测法以及扇形扫测法，这些方法时根据发射与接收设备的高度和转换程度进行整合的。应用较为广泛的是平测法与斜测法。在测试过程中，应保持测试的高程不变，并对测试物体的每一个我们能够接触到的面进行独立检测，同时应注意的是，对于不同高程的换能器，其差别越大则测试结果就越准确，可以精确地测定缺陷的具置，但高程增加对所接收的信号强度也有所影响，增加了高程，接收信号的强度会减弱，导致在测试缺陷具置的时候不能掌握最精准的位置，影响了最终的位置判断。操作人员应注意的是，在进行有关测试之前，应调整相关仪器的零件位置以确保能够探测到最精准的缺陷所在之处。

三、超声波透射法检测原理、方法、判定

1、超声波透射法检测原理

混凝土是一种集结型的复合材料，其内部存在着广泛分布的复杂界面。当混凝土的组成材料、工艺条件、内部质量及测试距离一定时，其声波传播速度、首波幅度和接收信号主频等声学参数一般符合统计正态分布。如果某部分混凝土存在空洞、不密实或裂缝等缺陷，便破坏了混凝土的整体性，与无缺陷混凝土相比，声时值会偏大，波幅和频率值会降低。

超声波透射法检测适用于灌注成型过程中已经预埋声测管的混凝土灌注桩完整性检测。在基桩施工前，依桩径大小（小等于1.5m埋设3根，大于1.5m埋设4根）预埋一定数量的声测管（一般采用钢管或镀锌管，底端封闭、顶端加盖），作为换能器的通道。

（1）现场检刚前准备工作

采用标定法确定仪器系统延迟时间。

计算声测管及藕合水层声时修正值。

在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。

将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况;换能器应能在全程范围内升降顺畅。

（2）现场检刚步骤

将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中测点处。

发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250mm，注意保持两换能器相对累计高差小于20mm

实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。

将多跟声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。

在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测、扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。

在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。

2、检测数据的处理与判定

检测按《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/TF81-O1-2004）中有关超声波法规定进行：

（1）声时、声速和声速平均值应按照公式计算，并绘制声速一深度曲线、波幅一深度曲线。

（2）桩身混凝土缺陷应根据下列方法综合判定

声速判据：当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。

波幅判据：用波幅平均值减6dB作为波幅临界值，当实测波幅低于波幅临界值时，应将其作为可疑缺陷区。

3、基桩类型的分类与判定

对于混凝土声速和波幅值出现异常并判为可疑缺陷区的部位，应按《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/TF81-O1-2004）6.3.3条第3款的要求，确定桩身混凝土缺陷的位置及影响程度。

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。桩身完整，可正常使用。

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。桩身基本完整，有轻度缺陷，不影响正常使用。

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。桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。

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。桩身有严重缺陷，对桩身结构承载力有严重影响。

四、检测实例分析

以某大桥桩基检测工程为例，该大桥采用（15×25）m预应力小箱梁，成桩工艺为钻孔灌注桩，桩基总数为34，区域地质情况良好。桩基砼设计强度为C25，桩径均为1500mm，桩身埋设3根声测管，呈等边三角形分布。其中12-1号桩基设计桩长为13.60m，检测桩长为13.60m，每个测面每隔500mm进行逐点检测，声测管编号以正北方向顺时针开始第一根管为1，1-2、1-3、2-3三个关距分别为1100、900、1080mm。该桩超声波透射法检测结果见表格。

从表格可看出：12-1号桩检测剖面声速与波幅数值均匀、无突变，无异常点出现，各处

均大于临界值。3个剖面的测点声速平均值分别为4.4981、3.5618、4.3219km/s，都处于砼声速正常取值范围。各点的PSD判据无急剧增大现象。实测波形首波陡峭，后续波波幅大，接收波的包络线呈半圆形，波形无畸变;主频频漂不大、漂移量稳定。由此结合规范判断该桩不存在大的缺陷，无断桩的可能性，桩身完整性等级为Ⅰ类。

五、相关检测方法注意事项

应注意的是，相关测试方法具有复杂性，所以不能够完全按照理论事实来实现，注意到以下几个事项后，在实验中会减少不必要的误差

1、地下含水量

在对桩身进行浇筑水泥的这一过程中，若桩身存在漏洞，且这一漏洞的高度低于地下的水位，则有可能形成地下水穿孔。运用超声波检测法进行检测时，不能够避免水位的影响，会将渗入水后的探测值也包括在最终的结果中，大大影响了缺陷的检测结果。

2、桩基龄期

这一因素对于超声波检测的影响也是不容忽视的，可能会对信号以及波形造成影响。规定龄期在14天，最低应满足于7d周期。龄期应满足于标准，若不符合相关标准，会导致在接收信号这一过程中，产生失误，信号微弱接收不到准确的信息，以及波形的画面有缺损。

3、声测管安装

在安装过程中，应保证安装方式是平行安装，如果安装方式未采用平行方法，则会导致检测时的声时值、均方差、离散系数、平均声速结果形成较大的误差，影响最终的测量值。在使用泥浆进行浇灌建筑物时，由于建筑物体积大，不能保证每一个浇筑物被浇筑的外层结构厚度一致，所以探测到的波幅会不一致，浇筑物外层结构较厚的则探测结果会影响全部测量值。

六、结束语

超声波透射法检测作为灌注桩施工质量检测重要方法，可以准确的查明钻孔灌注桩的工程施工质量问题区域，尤其是对于大桩径以及超长钻孔灌注桩，能够细致准确的评价钻孔灌注桩施工质量。

参考文献

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【关键词】：铁路桥梁；桩基；质量评定

【 abstract 】 : high speed railway bridge pile foundation is the main part of the railway bearing, its quality directly related to the safety of the high-speed railway bridge use and permanent. Because of pile foundation construction process is multifarious, is difficult, technical requirements higher characteristic, so it was easy to appear quality problem. Therefore it is necessary to strengthen quality test, to ensure the quality of the construction of the bridge. In this paper, the railway bridge pile foundation inspection and quality evaluation and the correlation discussion.

【 key words 】 : railway bridge; Pile foundation; Quality evaluation

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

1引言

铁路桥梁工程具有投资高，施工难度大的特点，并且一旦出现事故就会造成巨大的损失。桩基作为桥梁的主要承重部分，桥跨结构墩台的巨大荷载由桩基承受，桥梁桩基质量的好坏直接影响桥梁使用的寿命和安全。如何控制好桩基的质量，不仅需要在设计施工中进行控制，还要必须有先进的检测方法。

2高速铁路桥梁桩基检测几种检测方法介绍

2.1静载荷实验法

单桩竖向承载力的确定在桩基工程别重要。静载荷实验法在检测单桩竖向承载力时虽然是最原始的但也是最可靠的方法。在桩顶施加荷载，了解荷载施加过程中，桩土间的作用，通过得到P—S曲线的特征确定承载力，判别桩基的施工质量。使用1×104KN级以上的桩基静载设备，最大加载能力2×104K N。在桥梁桩基工程中，主要使用慢速维持荷载法。

2.2钻芯检测法

钻芯检测法属于局部破损检测法，它是按规定的抽检比例进行检测，或对桩质量有疑问时采用，通过检测可判断桩身的完整性、混凝土强度、桩长、桩底沉渣厚度及持力层性状能否满足设计及规范要求。钻芯取样是钻芯法检测中的重要环节，其质量好坏直接关系到整个桩基质量评价的准确性。混凝土芯样通常有两种情况:

（1)形状规则完整，表面平整光滑；

（2)表面粗糙，完整性差。

粗骨料与水泥胶结差，其原因除了桩身质量较差外，还与钻探设备、操作工艺导致芯样破损有关。显然，由操作引起的芯样不完整并不代表该桩基混凝土质量状况，因此钻芯过程要求保证芯样的原状性和代表性，对不完整和破碎的芯样要能做出准确的分析判断。桩基钻芯取样通常按桩基总数的5%~10%进行抽检, 当施工过程中或无破损检测中发现异常情况时采用钻芯检测作进一步的判断, 由于钻芯检测结果对桩基取舍至关重要, 因此必须根据钻芯检测法准确判断桩身完整性及质量状况。钻取芯样后除了对桩基完整性做出评价外，当混凝土试块强度不足或对其结果有怀疑时，应对芯样进行抗压强度试验，以做出准确评价。

2.3低应变动测法。低应变动测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号、频率信号，从而获得桩的完整性。该方法检测简便，且检测速度较快，但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。

测试过程是获取好信号的关键，测试中应注意：①测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同，一般要求桩径在120cm以上，测试3～4点。②锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器20～30cm处不必考虑桩径大小。③传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装，注意选择好粘贴方式，一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥，没积水的情况下。④尽量多采集信号。一根桩不少于10锤，在不同点，不同激振情况下，观测波形的一致性，以保证波形真实且不漏测。

2.4低应变发射波检测法

应力放射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法。该方法把桩假定为连续弹性的一维截面匀质杆件，并且不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响。当在桩顶施加一瞬态锤击振力，将在桩内激发应力波，由于桩与桩周土体之间的波阻抗差异悬殊，应力波大部分能量将在桩内传播, 当L(波长)〉〉D( 桩径)，应力波波长λ〉〉D时, 桩可以看作一维杆件, 应力波在桩内传播可以采用一维杆波动方程计算。垂直入射的应力波在桩内传播过程中，当桩内存在有波阻抗差异界面时，将产生反射波和透射波，反射波将沿桩身反向传播到桩顶，而透射波继续向下传播。桩身的缺陷、桩底均可以根据反射波的相位、振幅、频率特性，辅以地层资料、施工记录以及实践分析经验，对其性质做出确切的判断。

2.5高应变动力检测法

高应变动力法测试技术于20世纪80年代由美国引入我国,近年来该技术得到了广泛的应用和发展。它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波来确定承载力的。目前工程界应用最广泛的高应变动力试桩法是阻尼系数法和曲线拟合法。

高应变动力检测法确定单桩垂直极限承载力具有独特的优点，即无需静载试验中的锚桩或堆载物，时间短、费用低、效率高，并可以进行大吨位桩基检测等, 已部分取代传统的静载荷试验，逐步成为桩基工程验收确定单桩承载力和桩身质量的一种重要手段。高应变动力试桩法不仅用于确定桩基的承载力，还可反映出桩身完整程度、桩土阻力分布等方面的信息。

2.6超声波检测法

超声波检测法是通过测定超声波在混凝土中传播过程中的声速、波幅、频率、声时等声学参数，而反映混凝土的质量。对于组成材料相同且配合比一定的构件， 其内部越致密，孔隙率越低，则声波波速越高，波幅越大，频率越高，强度也越高。另外，当混凝土含石量较高时，平均声速增高而强度可能变化不大，因而声速亦可以反映混凝土的均匀性。

3高速铁路桥梁桩基的质量评定

3.1高速铁路桥梁桩基一般的质量分类

篇9

关键词：桩基础；检测技术；超声波；公路桥梁工程

1.前 言

随着我国交通事业的发展，桩基已成为一种重要的基础形式应用到交通基础建设中，它决定着整个工程的基本质量。目前混凝土钻(冲)孔灌注桩是桥梁施工结构的主要形式，这主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层中去，从而大大减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降，具有抗震性能好，承载力高，施工噪音小等特点，是一种极为有效，安全可靠的基础形式。

由于桩基是典型的地下隐蔽结构物，由基桩缺陷引起的工程问题时有发生，很容易出现缩径、断裂、夹泥、沉渣、扩径等质量问题。对施工后的基桩进行质量检测，对于及时发现问题、采取必要的工程措施有相当的重要意义。

2.超声法概述

超声法检测桩的混凝土质量是上世纪九十年展起来的一种新的检测方法。具有以下优点:

1)检测细致，结果准确可靠。2)不受桩长、桩径限制。3)无盲区。声测管埋到的部位都可检测，包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度。4)桩顶露出地面即可检测，方便施工。

因此，虽然需预埋声测管，材料费用较高，但仍然得到广泛采用。

3.检测参数

3.1声速。声速即超声波在混凝土中传播的速度，它是混凝土超声波检测中一个主要的参数，与混凝土的弹性性质及混凝土的内部结构组成有关。弹性模量越高、内部越密，其声速就越高。

3.2波幅。接收波波幅通常指首波，反映了接收到声波的强弱，它与混凝土的粘塑性能有关。在发出的超声波情况下，波幅的大小反映了超声波在混凝土中衰减的情况，即在一定程度上反映了混凝土的强度。对于内部有缺陷或裂缝的混凝土，由于缺陷、裂缝使超声波反射或绕射，波幅也将明显变化。

3.3频率。超声检测中，电脉冲激发出的声脉冲信号是复频超声脉冲波，在混凝土内传播过程中，其中的高频成分首先衰减，而下降的多少除与传播距离有关外，主要取决于混凝土本身的质量和内部是否存在缺陷。

3.4波形。波形指接收换能器屏幕上显示的接收波波形。当超声波在传播过程中碰到混凝土内部缺陷、裂缝或异物时，会产生绕射、反射和传播路径的变化，反射波、绕射波等波相继到达接收换能器，它们的频率和相位各不相同，叠加后使波形畸变。因此，对接收波波形的研究分析有助于对混凝土内部质量及缺陷的判断。

4.现场检测工作

4.1准备工作。1)调查、收集资料。包括: 桩的类型、尺寸、标高，成孔方法及工艺、地质资料，设计参数，混凝土参数、施工方法和工艺及施工中出现的问题等。2)制定检测方案。根据桩基预埋的声测管数量确定检测剖面个数，并统一进行编号。桩的混凝土强度龄期一般应大于14d，以保证各特性参数基本平缓。3)前期准备。包括设备、仪器检定等准备工作。

4.2现场检测。1)在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。2) 用一段直径与换能器略同的圆钢作疏通吊锤，检查声测管的通畅情况。3)向管内灌满清水。4)将发射与接收换能器通过深度标志分别放入声测管中的测点处。5)发射与接收换能器以相同高度或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250 mm。6)实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值， 宜同时显示频谱曲线及主频值。7)桩身质量可疑测点周围，应采用加密检测，包括采用平测、斜测、扇形扫测等方法进行复测。

5.测试数据的计算整理

5.1声速

式中 ――每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离, mm；

t′――超声仪声时读数；

――声时初读数，是由标定计算出的值。

5.2波幅。波幅是相对测试。由于桩身混凝土内部结构的变异性很大而难以找出较强的波幅统计规律性，因此在实际中多是根据实测经验将波幅值的一半定为临界值。

5.3绘制深度～声速、波幅图。根据各测点的数据按桩绘制出桩上各测试面沿桩身的深度～声速、波幅图。

6.桩身混凝土质量的判断和评定方法

对桩身混凝土质量的判断和评定包括以下三个方面: 桩身混凝土是否存在缺陷及范围；桩身混凝土强度；桩身混凝土均匀性。其中对缺陷的判断和评定是最主要的。对缺陷的判断主要根据声速和波幅二个参数，必要时辅以PSD值变化大小。

6.1用声速参数判断。(1) 当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。

Vi

式中Vi ――第i个测点声速值, km/s；

VD ――声速临界值，km/s。

(2) 声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差。

VD = v - 2σV

式中VD ――声速临界值，km/s；

v――正常混凝土声速平均值，km/s，一般在3 500～4 500；

σV ――正常混凝土声速标准差。

6.2用波幅参数判断

波幅测值在缺陷探测中是一种重要的参数，大量的工程实践都证实，桩内存在的缺陷其波幅测值都有明显的反映，且比声速更为敏感。当实测混凝土波幅值低于波幅临界值时，应将其作为可疑缺陷区。

AD =Am - 6

式中AD ――波幅临界值，dB；

Am ――波幅平均值，dB，一般在65～110(与剖面距离有关系) 。

上述各项参数计算及绘图均由专用软件完成，测试一结束即可知道那些是异常点，而在深度～声速图上也可一目了然地看出低于临界值的测点。

6.3综合判断

(1) 以声速值进行概率法统计判断，获得低于临界值(单点判断和相邻点判断)异常点的位置和深度，结合PSD值的大小；(2) 分析波幅的变化，把声速低于临界值且波幅又明显偏低的测点和部位定为异常部位；(3) 根据细测和斜测资料，确定缺陷的范围；(4) 根据缺陷在桩上的位置、施工情况等综合判定缺陷的种类和性质。

判断时要注意各个测试剖面的声速和波幅及PSD值，特别是在判断整个断面的层状缺陷(断桩)时更要慎重。对于层状缺陷，必须是三(3根声测管)或六(4根声测管)个测试剖面都是层状缺陷才行。有时附着在声测管上的泥团会使二个测试剖面或三个剖面测值低，但并不是整个断面的缺陷，通过斜测与扇形扫测试可进一步得以判断。

7.缺陷性质与声学参数的关系

1)沉渣: 沉渣是松散介质，其本身声速很低(2 500 m/s以下)，对声波的衰减也较明显，如遇到桩底沉渣，检测时声速和波幅均剧烈下降。2)泥团: 声速与波幅均下降，但下降多少则视缺陷情况而定。如果是局部的泥团，并未包裹声测管，则下降的程度并不大；如果泥团包裹声测管，声速与波幅值明显下降，特别是波幅的下降较为明显。一根声测管被泥团包裹(如三根声管影响两个测试剖面、六根声管就影响三个测试剖面)，通过斜测与扇形扫测可以分辨缺陷程度和位置。3)混凝土离析: 粗骨料多的地方，由于粗骨料本身声速高，往往造成该部位声速测值并不低，而只有波幅偏低；但由于粗骨料的声学界面多，对声波的反射、散射加剧，接收信号削弱，于是波幅下降。有时砂浆多的地方而粗骨料少，所测得声速值偏低，但波幅测值不下降，有时还会高于附近测值，所以对桩的判定时要以声速和波幅两个参数进行综合的分析判断，必要时结合PSD值进行分析。

8.桩身完整性评价

根据测试和判断的结果，对所测桩的完整性、缺陷和处理意见进行综合性评价。结合《公路工程基桩动测技术规程》，本项目基桩超声波检测评价表如表1所示。

对所测基桩的完整性、缺陷和处理进行评价，主要是对桩如何处理，需要考虑到许多方面，例如，桩的类型: 是摩擦桩还是端承桩；受荷情况: 是单桩还是群桩；缺陷出现的部位: 桩顶、桩中部还是桩底等。所以，对基桩完整性判定和处理意见方面要慎重。

表1 桩身完整性类别判定表

类型 缺陷 曲线特征 完整性评定结果

Ⅰ 无缺陷 各声测剖面的声学参数均无异常，无声速、波幅低于临界值，波形正常 完整，合格

Ⅱ 局部小缺陷 某一声测剖面个别点的声学参数出异常，无声速低于临界值，波形基本正常 基本完整

Ⅲ 局部严重缺陷 某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值低于临界值，PSD值变大，波形畸变 不合格

Ⅳ 断桩等严重缺陷 某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截处的声速、波幅值低于临界值，PSD值突变，波形畸变 不合格，报废

9.工程检测实例

例一: 某嵌岩桩身长19.00 m，经超声波检测、复测确定该桩存在局部缺陷，从桩顶以下AB 剖面4.25 m处，BC剖面3.50 m处，AC剖面2.75 m ～3.50 m均出现声速和波幅低于临界值，根据桩身完整性评价表故判该桩为II类桩。

例二: 某嵌岩桩桩身长17.50 m，经超声波检测、该桩存在严重缺陷，从桩顶以下AB 剖面16.00 m～17.50 m 处，BC剖面16.00 m ～17.50 m处，AC剖面15.75 m～17.50 m其声速值和波幅值低于临界值，PSD值变大，波形畸变。根据桩身完整性评价表故判该桩为III类桩，见图1。

该桩经取芯验证，从桩顶到16.00 m处桩身混凝土胶结一般，16.00 m到桩底混凝土离析，为不合格桩。

例三: 某嵌岩桩桩身长21.00 m，经超声波检测、该桩桩身较完整，从桩顶以下AB剖面0.00 ～21.00 m处，BC剖面0.00 ～21.00 m 处，AC剖面0.00～21.00 m其声速值和波幅值均正常，根据桩身完整性评价表故判该桩为I类桩，见图2。

该桩经取芯验证从桩顶到桩底胶结完整，为合格桩。

10.结束语

基桩超声波检测技术性很强的工作，不但要求有理论基础，还要依靠实际经验对超声波检测技术的在工程上的应用进行分析、总结。

参考文献

篇10

关键词：基桩质量检测；完整性；超声波；小应变。

Abstract: The methods of Ultrasonic testing and Pulse Echo Method (PEM) are fast, economic and feasible methods for Testing of piles. In this paper, combined with engineering practice of a certain bridge, located in Dongkou, the principles and the test methods of both Ultrasonic testing and Pulse Echo Method are outlined. By compared the results, the conclusion that Ultrasonic testing is superior to Pulse Echo Method can be obtained.

Keywords: base pile mass check；integrity；Ultrasonic；Pulse Echo Method (PEM).

中图分类号：TU473.1+6文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1概述

在桥梁基桩施工中，基桩质量检测工作到位与否直接影响整个工程的质量。近年来随着检测技术迅速发展，其中在工程检测中应用最多的就是超声波检测和小应变检测。因此在桥梁基桩质量检测中对此两种检测方法进行探讨具有十分重要的意义。

本文先通过对超声波检测与小应变检测原理、测试方法的介绍，以便对这两种检测方法有充分的认识，再以洞口至新宁高速公路桥梁基桩质量检测中的超声波检测和小应变检测两种检测情况为例，对超声波检测与小应变检测进行比较，得出结论。

2原理对比

2.1超声波检测原理

声波是一种弹性波，因而在各介质中传播服从弹性波传播规律。由某因素引起的初始扰动或振动，形成的弹性波将会以波的形式把这一扰动或振动在弹性介质中传播。通过弹性力学知识，可以容易得到横波（S）和纵波（P）在各介质中的传播速度表达式，如下：

横波

纵波

由上式横波、纵波波速表达式可知：弹性波在介质中传播速度之所以不同是由于弹性介质的性质及种类不同引起的弹性常数及密度不同导致的。在现场桩基检测中，声波在正常混凝土中传播速度一般为3000～4000m/s，但当检测时遇到缺陷混凝土结构，如夹泥、颈缩、断桩和离析等缺陷时，声波传至此处时将会发生衰减。部分声波由于绕过缺陷部位继续传播，使得传播时间增加，相应波速会降低，从而产生所谓的漫射现象。声波在传播过程中若遇到有空洞的空气界面将发生发射和散射，发射和散射使得声波的振幅减小。由于缺陷的存在，使得声波的传播路径变得复杂，从而导致波形发生畸变。所以声波在有缺陷的混凝土中传播时，该声波振幅会减小、波速会降低、波形会发生畸变。此即超声波检测的基本原理。

2.2小应变检测原理

所检测的桩的长度远大于桩的直径,假设桩为一维线弹性杆,桩长为,横截面积为,弹性模量为E,质量密度为,重锤敲击所击发的沿桩轴线单位长度的土阻力为,桩身纵波波速为,桩身质点速度为,桩身质点位移为,推导可得一维波动方程:

假设桩中某处阻抗发生变化,当应力波从介质进入介质时将产生反射波和透射波。令完整桩系数,对波动方程求解可得:

式中:入射波、反射波和透射波均为应力波在界面处的值。由上式可知,检测过程中，若没有产生反射波，即，所以，即波阻抗没有发生变化，可知桩身完整。若产生同相反射波，即，所以，即波阻抗减小，可知桩身存在如缩径、离析、夹泥等缺陷。若产生反向反射波，即，所以，即波阻抗增大，可知桩身存在扩径。因而分析桩的完整性，可根据实测得到的速度波形,采用一维波动方程信号拟合法，反算出桩身完整系数值，再根据值具体分析桩身缺陷。由纵波波速表达式可知，若已知桩底反射波到达时间和桩长,即可计算出桩身的平均纵波波速。若已知缺陷反射波到达缺陷时间和波速,根据式，可计算该缺陷深度。

3测试方法对比

3.1超声波检测

现阶段一套完整的桩基超声波检测仪包括发射探头、接收探头、声波脉冲发生器、放大整形、显示和数据处理系统。预埋垂直声测管时要按照规范要求，金属和塑料的声测管在工程中居多，管底端必须封闭、顶端要求加盖；内径一般为50～60mm，管口需要高出桩顶100mm以上，各声测管高度大致一样；并要与桩身混凝土粘结牢靠，保持各管垂直平行。测管的数量和布置根据桩径的大小确定，按照规范应符合表1要求；测管的布置一般根据不同声管数量按图1布置。

表1各桩径预埋声测管数量表

图1不同测管数量下的布置图

由于桩身中预埋了声测管，使得超声接收和发射换能器能够通过该管道检测桩身混凝土,同时需要保证探头能够在各声测管中同步移动，以确保超声脉冲数据反映出不同深度横截面上混凝土各项参数,再由超声测缺原理分析检测所得的数据，即可判断该混凝土的质量。根据规范要求在进行跨孔对穿测试时，必须保证混凝土桩基养护龄期在14d以上。在进行现场检测的过程中，对现场声测管的编号方法如图2所示：

图2声测管编号示意图

现场每根桩的声测管以1、2、3、4进行编号，以该桥的前进方向为方向，该桩最前的声测管为起始点，按顺时针旋转对该桩进行编号和分组，每两声测管编一组，起始点的声测管编号为1，按顺时针方向依次编为2、3、4不等。

声波透射测试方法：人们所熟悉的平测法、斜测法和扇形扫测法(见图3)是根据两探头相对高程的变化进行分类,现今工程实践中一般采用平测和斜测2种方法。

图3平测、斜测和扇形扫测示意

平测法要求在进行桩基检测过程中必须始终保持发射和接收换能器在同一高程上，以便得到的超声脉冲是同一高度的；这样在垂直方向上的缺陷可通过平测知道其位置和范围大小。斜测法顾名思义是在测试过程中发射和接收换能器不在同一高程上。但必须保持固定的高程相差值,并且同一剖面需进行两次独立的测试。一般说来欲要缩小桩身缺陷在水平方面的范围，需要增大发射和接收换能器的高差,但信号的强弱是随着高差改变而不断变化的，高差越小则接收的信号就越强,且各种干扰信号也会越小,就越容易判别缺陷范围，反之则效果不理想。所以测试时选择发射和接收换能器的高差必须保证接收信号较好。通过斜测可以缩小缺陷在水平方向上的范围。因此斜测法常作为平测法的补充测试方法。

3.2小应变检测

小应变检测系统由基桩动测仪、传感器和激振设备组成。在现场检测前，检测人员应了解场地地质条件、桩型、桩设计参数、成桩工艺、施工记录及相关的资料。①桩头处理：对受检桩，要求桩顶的混凝土质量、截面尺寸与桩身设计条件基本相同。桩头应凿去浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土，对桩头外露主筋不宜太长。桩头表面应平整干净、无积水，并将传感器安装点与敲击点部位磨平。②传感器的选择与安装：一般选择加速度传感器。传感器用耦合剂黏结时，黏结层应尽可能薄。必要时，采用打孔安装方式，传感器底安装面应与桩顶混凝土紧密接触，其安装点宜在距桩中心1/2~1/3半径处。激振点与传感器安装点应远离钢筋笼的主筋。测点数量视桩径大小而定，且距离桩的主筋不宜小于50mm。当桩径不大于1000mm时，不宜小于2个测点；当桩径大于1000mm时，不宜小于四个测点。综上，即在桩顶安装传感器，通过锤击产生激振信号，用动测仪获取应力波在桩身中传播后反射至桩顶的信号，根据波列图中的入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等特征，结合工程地质资料及桩基施工记录等，推定单桩的完整性。

4工程实例测试对比

4.1工程概况

洞口至新宁高速公路S2标段某桥梁，该桥设计基桩数为48根，设计混凝土标号为C25，桩型都为摩擦桩。桩基设计桩径分别为1200mm、1300mm，设计桩长分别为35.0m、40.0m，其中桥墩系梁高度为1.2m，声测管数为3根。检测要求：对该桥桥梁基桩进行超声波、小应变完整性检测，以评定桩身质量的完整性；混凝土灌注桩龄期达到14天以上。

4.2检测结果对比

两种检测方式检测该桥的4根基桩结果比较如下：

①对于设计桩长为40m的4-1#基桩无论是超声波检测还是小应变检测其检测结果都为Ⅰ类桩，但超声波检测能完整反映基桩桩底轻微离析，而小应变检测结果为正常，当然由于该桥基桩都是摩擦桩，对桩底要求不如嵌岩桩高，因此对基桩结果判定是没有影响。

②对于设计桩长为40m的3-2#基桩的检测结果，超声波检测出来是波形正常、波速正常、PSD判据正常，判别结果是砼桩身完整性好、均匀性好，为Ⅰ类桩；而小应变检测出来的桩底反射曲线不明显，且在距桩底13m、20m、22m多处反射波形相位同初始相位相同,而波速为3900m/s，定性说明该灌注桩强度较高，结合工程地质情况及施工记录比较难以判断该基桩完整性等级。

③对于设计桩长为40m的2-0#基桩的检测结果，超声波检测波形与数据如表2和图4：

表22-0#基桩超声波检测数据表

图42-0#基桩超声波检测缺陷位置图

从改图中可以清楚的看到三个声测剖面在14.75m~16.25m与21.25m~21.75m截面处出现断桩；小应变检测出来的结果要经多次重复测试才能判定也是断桩，而且其断桩的位置也只能大概估计在14m~22m处，没有声测中检测这么明显是两处断桩。后经处理证实声测结果非常吻合，这就为工程处理提供强有力的支持。

④对于设计桩长为35m的0B-2#基桩的检测结果，超声波检测其为Ⅱ类桩其检测波形图缺陷部分如图5所示：

图50B-2#基桩超声波检测缺陷位置图

而小应变检测检测出来在16m处反射波形有波动但在判定该基桩完整性时结合经验和现场条件判定结果为Ⅰ类。

4.3差异原因分析

小应变检测出的桩基缺陷如烽窝、缩径、夹泥、桩底清淤不净，都是由于桩身传播速度、质量密度、面积变小导致的，这在小应变检测仪中反映的都是同相反射波。这些反射特征在实际检测桩基时，由于受到各方面的影响，并不能一目了然，这就需要在了解实际检测情况的同时还应懂得应力波的传播特性及共振特性，才能够在实测的的波形图中准确判断该桩基质量，这就对基桩的判定结果造成极大的难度，也就是说判定结果的不确定性。而超声波检测无论是从波形图还是采集数据来看都简单明了，能让检测人员直接分析此基桩缺陷情况及位置，这些都使得基桩完整性判定结果更简单、准确。

5结语

桥梁桩基使用声波透射法检测其完整性可以得到比较可靠准确的数据，从而根据检测结果对桩基缺陷所在位置进行处理。应力波反射方法是一种较为有效的检测桩身完整性和混凝土质量的方法,该方法的关键是对其所采集波形的正确判读,尤其是桩身浅部,如桩身存在缺陷,它可能会发生多次反射,影响整个桩身下部信号。因此,分析缺陷时需结合施工工艺、地质条件、工程实际等多方面因素综合考虑,谨慎判别。

虽然小应变检测具有设备轻便，操作简单，成本低廉等优点，但其检测桩长的限制以及其检测出来的结果易造成误判等缺陷使得超声波检测在桥梁基桩质量检测中愈显重要，其中在邯大高速公路桥梁基桩质量检测中就都是采用超声波检测。

参考文献

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［4］孙金锁.桩基小应变检测中混凝土强度等级判断结果的准确性分析［J］.太原科技，2003（3）:84-86.