中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
楊蕊（邢臺市交通運輸科學研究所，河北 邢臺 054000）
【摘 要】無損檢測技術(shù)是一種工程中常見的新型檢測技術(shù)。其最大的特點就是非破壞性，能較為快速地得到相關工程的檢測結(jié)果，被廣泛應用于橋梁、石化、設備制造、電力工業(yè)等領域。
【關鍵詞】無損檢測；橋梁樁基
【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.03.040
1 引言
隨著國民經(jīng)濟快速增長，公共建設也一直呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。公共建設中，交通運輸業(yè)得到大力發(fā)展，而其中需要建設大量橋梁。我國橋梁一般多采用樁基礎。樁基礎位于地面之下，相對較為隱蔽，地質(zhì)狀況、施工技術(shù)等因素很容易造成其結(jié)構(gòu)的損壞。無損檢測技術(shù)可以直接檢測樁基礎是否存在孔隙、裂縫等質(zhì)量問題，還可以查看施工技術(shù)是否符合工程質(zhì)量要求，不僅檢測手段安全而且相比其他檢測技術(shù)也具有花費少的特點。
2 無損檢測技術(shù)的特點和優(yōu)勢
無損檢測技術(shù)是指利用物理對象的結(jié)構(gòu)測試，譬如說光學性能、機械性能等。在無損檢測的過程中，橋梁樁基會被檢測到在某個特定的地點產(chǎn)生裂隙或者缺口，對于所有設施項目的質(zhì)量檢測，找到缺陷處并對其處理才是檢測的最終目的。應用到樁基的無損檢測技術(shù)是目前非常先進的技術(shù)，可以對樁基礎進行最全面的檢測且消耗的時間相對較短，檢測結(jié)果也會很快分析得出，橋梁基礎樁基的深度也可以通過無損檢測技術(shù)檢測得出；如橋梁樁基安裝鋼筋腐蝕開裂，以及橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷都可以通過非破壞性試驗來檢測。
3 橋梁樁基施工中常見問題
橋樁基礎是建立橋梁和樁柱連接部分的基本設施。橋樁基礎可以有效地傳遞橋面上重量和自身重量至更強更硬的土壤和巖石層上。橋樁基要承受大量垂直荷載。而且還承擔著部分水平載荷，如果地質(zhì)基礎薄弱，樁基也可以改善其承重能力。橋樁基礎是改變橋的結(jié)構(gòu)，進而更好地承擔橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載。在工程上橋梁樁基運用得很多，應用面很廣。橋梁樁基對基礎加固效果也是十分優(yōu)秀。橋梁樁基有很多種，常見的有高強度預應力管樁、鋼筋很凝土方形樁、現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁等。橋梁工程在我國快速發(fā)展，橋的長度越來越長，這將導致橋的上部的負荷隨著跨距的增長也越來越大，這使得橋梁樁基礎發(fā)展向著強度越來越高的方向進發(fā)。
由于地質(zhì)條件和施工技術(shù)之間的關系，在橋梁樁基中常見一些缺陷，例如直徑收縮現(xiàn)象，原因在于樁安裝在含水的上層地層中，由地質(zhì)條件而造成損害比較大?；炷翗痘A較長時間浸泡在含水層，將導致樁徑外徑收縮而且樁長會變得越來越小?；炷翗痘A主要受泥沙影響，這個問題主要是由于在建橋梁樁基礎時，沒有徹底清潔樁基礎底部，導致強度不足。橋梁樁基長期使用時，會出現(xiàn)巖石風化、樁基礎缺陷產(chǎn)生的現(xiàn)象?；炷翗痘A也可能會出現(xiàn)離析問題，主要是因為在施工過程中混凝土攪拌時間不夠，導致成分混合不均勻，使得混凝土緊固程度受到影響，混凝土材料看起來不夠緊密，進而產(chǎn)生混凝土樁扭曲的情況。
4 無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應用
4.1 超聲波無損檢測法
基于超聲檢測的方法，需要根據(jù)國家實行的評價方法加裝發(fā)射和接收換能器、扇形探頭等測量元件，這種方法增加了檢測的區(qū)域。當分析樁基礎檢測數(shù)據(jù)時，樁基缺陷由健康時間和標準偏差兩倍的平均值來判斷，根據(jù)振幅均值M的一半數(shù)值來確定樁基礎是否內(nèi)發(fā)生了病變。如果樁基礎應力波改變了峰值大小和峰值出現(xiàn)時間，橋樁基礎就可能會存在不同程度的裂隙或是缺口。如果在樁基的內(nèi)部出現(xiàn)裂隙，裂隙處的應力波傳播特性應該會產(chǎn)生相應的變動，導致反射波擾動情況發(fā)生等。無損檢測不會損害基樁的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，特別在檢測橋梁樁基的完好性時，能夠發(fā)揮其最大功效[1]。
4.2 高應變檢測法
用高應變檢測方法來確定樁基的完整性以及檢測樁基的極限承載能力。高應變方法必須滿足地下樁塑性變形的條件，然后進行樁頭負荷敲擊，敲擊之后樁基會克服地基造成的阻力產(chǎn)生相應的位移。高應變檢測方法是使用重型應變沖擊樁錘，沿著樁的縱深方向垂直傳播脈沖沖擊，促使樁基也做出相應調(diào)整，以確定樁基承載力是否可以滿足當前項目的需求。土層受到突然的載荷沖擊，會反射相應的應力波，這時只要保證信號的檢測精度，動態(tài)測試樁基承載力的條件就滿足了。
4.3 低應變檢測法
當橋梁樁基是通過非破壞性低應變方法測試時，不應該考慮樁基周圍的土地制約性和樁基周圍附加作用力，可以視為彈性桿件的一維平面。整個基樁使用Darangel原則進行推斷，波動方程如下：
式中，Vc為應力波波速，m/s；δ為樁基材料的質(zhì)量密度，kg/m3；μ為樁基內(nèi)材料質(zhì)點的位移，m；t為時間，s；x為位移，m。
采用低應變法對樁基內(nèi)部缺陷進行檢測，首先利用錘子對樁基上部進行敲擊，檢測壓力波傳播速度，并對波形進行分析，以確定橋梁樁基是否有質(zhì)量問題。低應變的方法可以檢測多個質(zhì)量問題，是一個集成的檢測方法，可確定地基樁直徑是否有減小的現(xiàn)象，是否存在樁基礎或混凝土偏析的問題，可以精確檢測樁基的完整性。該方法不能用于樁基的定量分析，而這只能通過測試人員的工程經(jīng)驗來進行判斷。在實際測試過程中，樁基礎外的地面會對應力波的傳播產(chǎn)生不利影響，干擾檢測精度甚至影響測試人員的判斷。
4.4 鉆芯檢測法
鉆芯檢測的方法是一種非破壞性測試，它使用了人造鉆石探頭和金剛石鉆頭，以確定在樁基內(nèi)部結(jié)構(gòu)中存在的缺陷，這是用于檢測混凝土強度和缺陷的精確和直觀的方法。鉆芯法用于檢測混凝土樁的長度、材料的強度和沉積物的厚度等。這些指標可以判斷或確定支柱土層性質(zhì)。使用具有2個鉆桿與金剛石鉆頭的單驅(qū)動鉆頭進入混凝土，以確保主樣品的完整性和精確度。觀察和記錄鉆孔批號、深度比率和塊的總數(shù)，并獲得顏色合理的畫面，仔細記錄芯樣品的質(zhì)量，并確定是否出現(xiàn)異常情況，選擇壓縮測試的代表性樣品進行檢測。鉆芯法檢測非常直接，檢測質(zhì)量也是非常突出。鉆芯檢測的方法可以不受位置、地理條件和其他因素的限制，特別適用于大直徑樁的測試[2]。
5 橋梁樁基無損檢測中出現(xiàn)的問題及改進措施
目前，我國對于橋梁樁基的無損檢測方法還有很多值得提高的地方，例如：在對樁基進行非破壞性測試時，其外觀和質(zhì)量缺陷的檢測還存在一些使用限制；不同類型的檢測技術(shù)的應能應用于2種以上的現(xiàn)場檢測；樁基系統(tǒng)無損檢測技術(shù)的應用體系不夠完備，而且需要更加規(guī)范的管理。
面對上述在橋梁樁基無損檢測中出現(xiàn)的問題，本文提出以下改進措施：（1）在應用各種無損檢測新技術(shù)時，應當清晰地了解這些智能技術(shù)的實際應用情況；（2）無損檢測，需要技術(shù)人員按照規(guī)程精確加裝測量儀器，以保證檢測點準確沒有偏差；（3）利用新的無損檢測技術(shù)，以確保技術(shù)無損檢測的結(jié)果更加準確，操作人員必須對數(shù)據(jù)進行精確記錄以及數(shù)據(jù)分析，并利用科技手段來提高計算的精度。
6 結(jié)語
如今，對于橋梁質(zhì)量把關越來越嚴，橋梁樁基礎的質(zhì)量要求也越來越高，對于橋梁樁基礎的檢測是對橋梁質(zhì)量檢測一個非常重要的因素。運用現(xiàn)代科技對橋梁樁基進行無損檢測，主要檢測橋梁樁基的穩(wěn)定性和完整性。本文一共列舉了4種辦法，每一種方法都有其優(yōu)缺點，在實際操作中要與基樁的現(xiàn)狀相結(jié)合，選擇適當?shù)臋z測方法，如果有需要的話可以將2種以上的方法相結(jié)合，可以實現(xiàn)節(jié)約檢測資金和進度。此外，對于橋梁樁基的檢測，無損檢測手段需要更加完善，并通過目前存在的問題尋找更適合的方法，這有助于不斷完善我國橋梁樁基檢測工作。
【參考文獻】
【1】肖日亮.無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（3）：93-94.
【2】顏靜，王爭，胡先進.無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的作用[J].黑龍江交通科技，2016（3）：89-90.
ApplicationofNondestructiveTestingTechnologyinBridgePileFoundationInspection
YANG Rui
（XingtaiCityInstitute of Transportation Science，Xingtai 054000，China）
【Abstract】Non-destructive testing NDE is a new type of testing technology.Its most important feature is simple non-destructive, relativelyrapiddetectionofrelevantprojects,iswidelyusedinbridges,petrochemicals,equipmentmanufacturing,powerindustryand otherfields.
【Keywords】non-destructivetesting;bridgepilefoundation
【中圖分類號】U441+.4
【文獻標志碼】A
【文章編號】1007-9467（2017）03-0128-03
【收稿日期】2016-12-05
【作者簡介】楊蕊(1980～),女，河北遷安人，工程師，從事道路橋梁設計與研究。
