1，菏泽市牡丹区公路管理局 山东菏泽 274000
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摘 要：近年来我国社会经济不断发展，随着人们需求的不断提升，桥梁建设的要求不断提高。在桥梁工程中，桥梁桩基础是指导进行桥梁缺陷检测的关键所在，直接决定了桥梁工程质量的好坏。因此，深入的研究桥梁桩基础无破损的检测技术意义深远。本文探讨了桥梁桩基础常见病害及成因，并对桥梁桩基础无破损检测技术以及桥梁桩基础无破损检测技术的要求进行了探讨，希望能够为相关研究提供参考。
关键词：桥梁；桩基础；无破损；检测技术
1.桥梁桩基础常见病害及成因
二十一世纪经济迅猛发展，人们的生活水平随着经济的增长不断提高。现如今，桥梁交通设施已经成为人们生产、生活中不可或缺的一部分，为满足市场的高要求，桥梁的质量必须“与时俱进”。桥梁桩基础是桥梁工程的重点，其质量直接影响着桥梁的性能以及使用者的生命财产安全。桥梁地基加固最常采用的形式是桥梁桩基础。桥梁桩基础承载着整个桥梁结构，但由于桥梁工程复杂，施工过程中很多因素（材料、操作、设备、环境、施工者素质等）都会严重影响施工质量，也因此，桥梁常有病害发生。桥梁检测意义巨大，然常规检测局限性较强，很多桥梁桩基础问题难以被及时发现，并最终演变成一幕幕惨剧。
1.1桩基桩径缩小
能够对桥梁竖直方向承压发挥关键作用的是桩径，重要性不言而喻。然而，就现阶段的实际情况看来，桩径缩小问题却毫无疑问是施工过程中非常常见的一类问题。桩径缩小问题会影响桥梁的承压能力，桥梁的抗弯能力因此减弱，承载也因此难以符合设计要求。导致桩径缩小问题产生的原因主要有三：第一，桥梁施工地的地质构造含有承压水地层，地下水不断的冲刷使得砂浆不断流失，桩径因此不断缩小；第二，施工前未进行细致的地质勘探，桩基周围地质条件不佳，土层遇水向桩孔一侧不断靠拢，桩径因此不断缩小；第三，钢筋的绑扎过于紧密，流动性因此大打折扣，部分钢筋在施工或是使用过程中外漏，桩径因此不断缩小。值得一提的是，想要确定桥梁是否存在桩径缩小问题，需要对桩基的波形进行分析，如果产生相反的反射波，那么振幅越大说明缩径问题越严重。
1.2混凝土桩基离析
混凝土在使用的过程中会发生凝结、变形等过程，如在桥梁桩基施工中未能将混凝土搅拌均匀，那么混凝土凝固之后的性能也难以保持一致性。例如胶结问题、再例如桩孔内存在大量积水。积水冲刷骨料，使其沉积于桩基，却使得砂浆上浮，桩基离析问题随之产生。混凝土桩基离析会畸变桩基础波形，虽然范围不会很大，但严重的时候会导致波峰消失、低频合成波形成。
1.3混凝土桩基沉渣
混凝土桩基沉渣主要发生于施工过程，如果在利用混凝土灌注灌注桩之前未进行清洗或是未将钻孔清洗干净，那么桩基自身的强度会随之降低。当然，导致混凝土桩基沉渣的原因还可能是施工组织规划不科学，灌注工作的落实不及时。如果桩基础底部是弱风化围岩，那么波的周期会变长，主频会变低，在波速急剧下降的同时产生同向反射波。
2.桥梁桩基础无破损检测技术
2.1人工激震动测技术
人工激震动测技术利用人工激励产生地震波，凭借接收器接受地震波反射为分析基础。地震波传播于非匀性介质会产生反射波；地震波在桥梁桩基中衰减，产生热能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果被检测桥梁存在桩基缺陷，那么波速下降、传播时间变长，地震波信号也会因散射而发生衰减。众所周知，波形以传播方向和波动介质点震动方向为参考被分为纵波、横波两种，因此，任何形式的波都可以被认为是纵波、横波组合起来的一种表现形式。当波的传播方向与质点振动垂直，则该波为横波；当波的传播方向与质点振动相同，则该波为纵波。横波虽然能够在质点位置发生剪切应变，但却被局限于固体介质；纵波存在交变拉压应力，能发生伸缩变形，也因此在气、液、固体介质中都可以传播。
人工激震动测技术的应用原理是人工激励产生地震波在遭遇桩基缺陷时会出现反射波，反射波与缺陷桩基阻抗相关，如果缺陷桩基表面阻抗不同，那么地震反射波随之产生，反射波振幅比入射波振幅即为反射系数。当传感器接收到波形参数（频率、振幅等）后，就可以分析桩基缺陷、判断桩基问题。在人工激震动测技术下，缩径桩、离析桩、断桩等等的波形会表现出较大的差异，利用相关的特性可以对之进行鉴定。在传统的桥梁桩基检测中，人们将传感器安置于桩顶，利用传感器激震获取数据，以判断桩基的质量。在传统检测过程中，干扰因素众多，想要保证检测结果的准确性，检测人员必须具备极高的分辨能力。人工激震动测技术很好的克服了传统检测方式的弊端，利用两点之间的缺陷时间计算波速，检测深度缺陷，检测的有效性大幅度提升。
2.2声波透射技术
就现阶段的实际情况而言，声波透射技术是一项应用广泛的无损检测技术。该技术利用声波在不同介质中的差异波形检测缺陷桩。因为缺陷桩的混凝土材料不均，因此有不同声阻的抗声学界面，声波沿不同界面传播，会产生严重的衰减以及能量散射。散射波与折射波产生于桩基混凝土中，两类型的波相互叠加会损耗声能，而在缺陷桩基中，声波会绕行缺陷传播，传播路线为曲线，声速随着声时的增加而减小。在遭遇缺陷截面之前，声波已经发生了若干次折射、反射，声能衰减，频率和波幅随之减小，整个波形出现畸变。
声波透射技术在灌注前需预留孔道，并在其中埋设声波探测管，利用移动探测仪、接收仪的方式获取桩基横截面数据，对比物理参数判断桩基的完整性与否。值得一提的是，在应用声波透射技术的时候，如果实测声速低于混凝土声速临界，则可以判断桩基缺陷；如果被检测点的声速小且趋于收敛，则需要利用声速底限值，如果两者中声速值仍未较小的一个，那么可以判断异常桩基。
2.3低应变动测技术
当桩长远大于桩径时，低应变动测技术能够表现出较强的实用性。利用振动仪激振桩顶，桩身以及周遭土体都会发生振动，桩基应变计将桩基的振动速度与加速度传递给接受装置。低应变动测技术的优势在于简单、快速、范围广，可以通过研究桩土之间的动态响应检测断桩、缩径、扩径等。
2.4高应变动测技术
高应变动测技术的最大优势在于成本低廉，它的组成非常的简单，包括传感器、分析仪等部分。此法在检测桩基竖向承压以及桩基完整性方面能够发挥出巨大的作用。利用在桩顶施加竖向荷载的方式收集桩基动力系数，以速度和力的时程曲线分析桩基竖向承压与质量问题。
3.桥梁桩基础无破损检测技术的要求
桥梁桩基础无破损检测技术的要求共有五点：（一）处理桩头，保证干净、整洁，为后续检测提供便捷；（二）检测不能削弱桩基础的性能；（三）为保证桩基缺陷检测的精确性，传感器的选择、安装必须具备科学性；（四）在检测过程中，所以仪器必须保证无故障运行，于最佳的工作状态获得相关数据资料；（五）桩基检测涉及众多设备、仪器，检测工作会影响设备、仪器的性能，因此在完结检测之后需要对设备、仪器进行维护、保养，一方面为设备、仪器的下一次使用夯实基础，另一方面为降低检测成本创造条件。
4.结束语
综上所述，桥梁桩基础是桥梁建设过程中至关重要的一部分，会深刻的影响桥梁的性能。桥梁是现代社会交通运转过程中不可或缺的组成，与社会经济的发展息息相关。深入的研究桥梁桩基础无破损的检测技术意义深远，不仅有利于实现控制桥梁质量目标，更有利于降低桥梁施工成本，增加桥梁使用寿命，保证人民的生命财产安全，因此应被予以重视。
参考文献：
[1]李鸿波．钻芯检测技术在桥梁灌注桩质量检测中的应用[J]．商品与质量，2015，（52）：378．
[2]杜惠萍．桥梁桩基础施工技术[J]．价值工程，2014，（4）：133-133，134．
论文作者:1，马保华,2，庞永坤
论文发表刊物:《科技中国》2016年9期
论文发表时间:2016/12/8
标签：桩基论文; 桥梁论文; 桩基础论文; 缺陷论文; 声波论文; 混凝土论文; 波形论文; 《科技中国》2016年9期论文;