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无损检测技术在桥梁桩基检测的应用

 论文栏目:检测技术论文     更新时间:2020/8/24 9:57:50   

摘要:随着我国经济的不断发展,以交通建设为代表的公共基础设施建设的发展势头越发迅猛。在交通建设过程中,受地形影响进行桥梁建设,桩基是桥梁建设中重要的基础,它位于地下,具有一定的隐蔽性。受地质情况、施工情况的影响,桩基的结构很可能受到破坏,如果不加以检测修复,将会对桥梁整体质量及安全带来极大的威胁。因此,在桥梁桩基的检测中,可以利用无损检测技术对桩基的质量进行检测,杜绝桩基孔隙、裂缝等问题的出现影响工程质量与安全,无损检测技术在桩基检测中还能有效检测出施工技术的合理性,有利于保障施工质量。此外,无损检测技术还具有成本更低的优点,在桥梁桩基检测中应得到广泛运用。

关键词:无损检测技术;桥梁桩基检测;应用

1桥梁桩基常见的问题

桥梁桩基是桥梁工程中连接桥梁的重要部分,它既能对桥面及桥梁自身的重量进行泄压,还能有效提高桥梁的承压能力。桥梁长度跨度越长,桥梁本身及桥面的重量就会越大,意味着对桥梁桩基的质量性能要求也更高。受地质因素、施工技术等多方面因素的影响,桥梁桩基可能会出现一些影响质量的问题,常见的质量问题有如下几个方面。首先,桩径缩小,当地层中含水量过高,很容易就会对桩基的质量造成破坏,桩基长期处于水含量高的地下环境中,桩基混凝土会因为长期受流水浸泡、冲刷,而导致混凝土层逐渐变薄,导致桩径缩小,影响桩基强度与质量;其次,沉渣问题,在桩基施工环节中,施工人员需要对桩孔进行全面清理,保证桩孔整洁性,在实际的施工过程中,一些施工人员并没有将桩孔进行有效清理,导致沉渣问题出现,影响桩基质量;第三,离析问题,在施工中混凝土搅拌质量不足,例如不均匀,会导致混凝土固结效果受到影响,可能会出现骨料悬浮等问题,最终造成桩基的变形;最后,桩基在长期的使用过程中,会受到风化等自然因素的影响,这也会在一定程度上影响桩基强度,导致桩基扭曲等影响质量的问题出现。

2桥梁桩基检测中存在的问题

1)检测内容不全面。目前我国桥梁建设中桩基检测方法的运用都在不同程度上存在着检测内容不全面的问题,也就是检测方法只能检测出桩基某一方面是否存在缺陷等影响桩基质量的问题,无法用于桥梁桩基所有检测项目的检测工作中。这样既加大了检测工作量,限制了施工进度,同时也会在一定程度上增加成本投入。因此,目前桥梁桩基检测中检测内容不全面的问题的存在,是目前桥梁桩基检测工作中影响检测效率、增加检测工作量及工作难度的重要因素。2)检测准确性无法保证。桥梁桩基检测的目的在于通过获取桥梁桩基的质量、性能等信息,在此基础上进行检测和评估,最终得出桥梁桩基施工质量是否达标的检测结果。在这个检测过程中,对信息数据的检测评估是影响检测结果准确性的重要因素。但从目前桥梁桩基检测工作经验来看,很多检测方法在实际运用过程中很难保证检测评估的准确性,在很大程度上影响着桥梁桩基检测工作的准确性。

3无损检测技术的简单概述

所谓无损检测技术,就是在不损失检测对象的前提下,根据检测对象内部结构异常对热、声、光、电、磁等方面产生的反应差异来检测对象内部结构是否存在损坏,并对检测对象的损坏类型、位置、数量等信息做出判断。它具有不损坏检测对象结构及材质、使用方便、成本较低、综合多种检测技术等特点,因此,将无损检测技术运用于桥梁桩基的检测中,有利于保护桩基结构,提供了更多检测技术选择,同时能够做到对桩基质量进行实时监控,在桩基检测中得到了广泛运用。在桥梁桩基检测中运用无损检测技术,目的在于保证桩基质量,同时保证施工及后期使用的安全性。在质量保障方面,无论检测技术通过利用专业仪器对地下桩基的内部和外部结构进行全面检测,在不影响桩基本身结构的前提下完成检测,有效保障了桩基质量。此外,无损检测技术的运用还能够有效控制检测成本,利用无损检测技术进行检测能有效避免工序重复,降低返工概率,有效节省成本。

4无损检测技术在桥梁桩基检测的方法与判定

无损检测技术包含多种检测技术,如超声波检测技术、射线检测技术、渗透检测技术、低应变检测技术等,不同的检测技术其应用范围及应用效果都有所不同。因此,无损检测技术在桥梁桩基检测中的运用效果保障必须要通过合理确定具体检测方法来得以实现。以低应变法为例,它是一种以一维线弹性理论为基础的检测方法,对桩基长细要求较高,同时对瞬态激励脉冲高频分量的波长及桩的横向尺寸有一定要求。由于低应变检测法对桩基缺陷程度的判定不定量,所以对桩基缺陷的类型无法做出准确、具体的判定,只能对少数类型做出判定,例如预制桩身中的裂缝问题、使用挖土机开槽时导致桩基被破坏、带护壁灌注桩地下水造成的混凝土松散等。一般而言,有缺陷问题的灌注桩应变测试中主要反映的是桩身阻抗减少的信息,缺陷本身性质一般无法得到准确判断。例如,混凝土灌注桩出现的缩径、局部松散、夹泥等问题,仅凭信号区分缺陷类型是无法实现的。因此,具体检测方法的判定选择应根据实际施工情况,结合地质因素、施工情况等多种因素进行综合考量分析,采取声波、射线、渗透、钻芯等具体检测方法。

5无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

1)超声波检测方法的应用。超声波检测方法是无损检测技术中常用的一种检测法,它是在国家推行的检测方法的基础上增加接收换能器、探头等用于检测的设备的方式,来增加无损检测的范围的一种检测方法。其工作原理是:利用超声波穿透桩基,再通过超声波反射明确掌握桩基内部及外部结构的信息,以此判断桥梁桩基是否存在影响质量的缺陷问题,有效保障桥梁桩基检测的准确性。超声波的穿透能力非常强,利用超声波可以通过对声波的控制达到提高检测质量的目的。通过实践证明,超声波检测法在桥梁桩基的检测中频率能够高达1万多Hz,与其他检测方法相比,它具有比较突出的优势。首先,超声波检测法检测的灵敏度更高,在桥梁桩基的检测过程中,超声波检测法能够更加快速、准确地识别出桩基内部结构和外部结构中是否存在缺陷及瑕疵问题;其次,超声波检测法具有检测成本较低的优势,在桥梁桩基检测过程中,往往需要用到多种检测方法,检测成本会相应增加,而超声波检测法的运用,能够有效降低成本,即使反复检测,也不会增加成本投入;最后,超声波检测法具有很高的适应性,对桩基的尺寸大小要求较低,受施工环节及桩基自身情况的影响较小。总的来说,超声波检测法是桥梁桩基检测中效果非常好的一种无损检测技术。2)红外线检测方法的应用。红外线检测方法和超声波检测法一样,能够在更短时间内更准确地检测出范围更广的桥梁桩基,它的检测原理是通过对桥梁桩基内部温度的实际分布情况作为依据判断桩基是否存在影响桥梁质量的问题。红外线检测法的运用能够帮助检测人员进一步明确桥梁桩基的强度性能,是一种能够检测出桩基强度等信号是否达标的检测方法。在桥梁桩基检测中运用红外线检测法对混凝土结构和质量进行检测,是一种非常有效的检测方法,其检测步骤如下:首先,在桥梁桩基混凝土结构附近安装红外摄像仪器,然后利用该红外摄像仪器获取混凝土的红外辐射信号,再利用专业分析处理设备对获取到的红外辐射信号进行图像转化,最后根据图像信息判断桩基混凝土结构是否存在质量问题。3)渗透检测方法的应用。渗透检测方法是一种在桥梁桩基表面涂抹具有染色效果或者具有荧光效果的材料,待材料经过一段时间得到充分渗透后,通过显像剂的吸引效果将桥梁桩基表面缺陷中的渗透材料重新吸引进显像剂中的检测方式。检测人员通过光源照射等方法判断出桥梁桩基表面缺陷或瑕疵的形状及大小信息,由此判断出桥梁桩基的质量。渗透检测法具有更便捷的优势,应用渗透检测法对桥梁桩基进行检测,能够提高检测工作的效率,同时,检测结果的展示所需的时间也相对较短,检测装置携带起来也更加便捷,更有利于保证桩基检测工作开展的进度。但渗透检测法也具有一定的弊端,它并不适用于缺陷问题较小的桩基检测,原因在于如果桩基的缺陷、瑕疵的尺寸太小,就会导致荧光或染色材料无法充分渗透至缺陷内部,进而导致桩基缺陷问题无法得以准确展示和识别,影响检测准确性;其次,渗透检测方法的使用范围有限,虽然它可以用于金属等多种材质的检测中,但实际上它只能检测出被检测对象表面材料所存在的缺陷问题。4)高应变检测方法的应用。高应变检测方法在运用之前,需要先确定桩基完整性以及桩基的承重限度。高应变检测法的应用需要满足地下桩塑性变形的要求,检测人员可以先对桩头进行载荷敲击工作,通过敲击让桩基出现一定程度的位移。高应变检测法就是使用重型应变冲击桩锤、沿着桩基纵深方向对脉冲冲击进行垂直传播,进而促进桩基位置的调整,因此,高应变检测方法的应用需要确保桩基承载能力符合实际项目的要求。当土层受到载荷冲击时,会反射出应力波,只要确保信号的检测准确度,就能保证动态测试桩基承载力的可行性。5)低应变检测方法的应用。低应变检测方法的原理是通过在桩基顶部传输击震力,形成的应力波会聚集在桩基底部,顶部的传感器会接收到桩身应力波反射回来的信号,再通过该信号特征来检测桥梁桩基的质量。使用低应变检测方法进行桩基质量检测的流程如下:首先需要也能够用锤子在桩基顶部进行敲击形成击震力,然后检测击震力产生的应力波的传播速度,并对波形进行分析,最后根据分析结果判断桩基是否存在质量问题。低应变检测法能够检测多种缺陷类型,是一种集成效果突出的检测技术,能够确定桥梁桩基的桩径是否存在缩小问题,还能检测桩基混凝土是否存在离析、不均匀等问题,能够有效保障桥梁桩基检测的准确性。但低应变检测法不适用于桩基的定量分析,只能由测试人员依靠经验进行分析。在判断检测过程中,测试人员的分析准确性会因桩基外的地面对应力波传播的影响而受到影响。

6无损检测技术在桥梁桩基检测中应注意的问题

首先,无损检测技术的误差无法避免,但在实际检测中应注意降低人为因素带来的误差;其次,无损检测技术在某些方面的检测中存在一些局限性,且检测效果会受到影响,需根据实际情况选择检测技术;最后,无损检测技术中很多检测方法所检测的内容也不够全面、检测结果相对单一,无法保证桥梁桩基检测的全面性和整体性。因此,在实际的检测过程中,应根据实际检测需求合理选择检测方法,合理运用不同检测方法的优点,提高检测准确性和全面性。

7结束语

如今桥梁建设成为促进我国经济社会不断发展的必然建设工程,它的建设质量既影响着社会发展,也影响着人们的出行安全。因此,在桥梁施工中应给予其结构施工质量及安全更高的重视。桥梁桩基作为桥梁建设中保障质量及安全的重要部分,必须要加强对无损检测技术的应用,提高对桩基质量的检测效果,保障桥梁质量。

参考文献:

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作者:贾元峰 单位:山西路桥第二工程有限公司

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