低应变法和声波透射法在公路桥梁桩基检测中的应用分析.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 33 低应变法和声波透射法在公路桥梁桩基检测中的应用分析 李继波 江西省交通工程集团有限公司，江西 南昌 330000 摘要：摘要：研究公路桥梁桩基无损检测技术中的低应变法和声波透射法的应用，阐述公路桥梁桩基检测的重要性，分析公路桥梁桩基的主要病害问题，借由对低应变法和声波透射法原理进行详细介绍和分析，探究其在实际应用中的优缺点及其应用方法。通过全面、细致的分析与讨论，对公路桥梁桩基无损检测技术的研究和探讨具有一定的参考和应用价值。关键词：关键词：低应变法；声波透射法；公路桥梁；桩基检测 中图分类号：中图分类号：U443.15 公路桥梁是现代交通运输系统中非常重要的组成部分，其基础设施的稳定性影响着整个交通运输系统的安全运行。而公路桥梁的桩基是保证其稳定性的重要部分，其质量的好坏直接关系到整个工程的安全运行。为了保障公路桥梁的稳定运行，需要对公路桥梁桩基进行定期检测与维护。然而，传统的桩基检测方法需要开挖土方，容易破坏其结构，不仅费时费力，还会影响交通，因此非破坏性的低应变法和声波透射法等无损检测技术应运而生。1 公路桥梁桩基检测的重要性 公路桥梁桩基是桥梁的重要支撑结构，对于桥梁的安全性和耐久性有着至关重要的影响。对桥梁桩基的质量、状态和可靠性进行检测，可以有效地发现潜在的问题，提前预防桥梁结构的失效，有效避免事故隐患的发生。公路桥梁桩基检测的意义在于能够提高公路桥梁的安全性、降低维修成本并且有效延长公路桥梁的使用寿命，为经济社会的持续发展保驾护航1。因此，公路桥梁管理部门需要关注桩基检测技术的发展，合理应用，采用合适的检测方法对公路桥梁桩基进行监测评估，从而确保桥梁的安全运行。2 公路桥梁桩基的主要病害问题 2.1 桩基缩径问题 公路桥梁的桩基是其稳定性的重要组成部分，但长期受到氧化腐蚀、水分侵蚀等因素的影响，桩基易出现病害问题。其中，桩基缩径问题是最为普遍和严重的一种病害，其主要表现为桩身径向收缩、侧壁变形、钢筋锈蚀和混凝土开裂等破坏现象。桩基缩径问题的存在，直接影响着桥梁的稳定性和安全性。因此，针对桩基缩径问题的诊断、检测和维护工作非常重要，需要在不影响桥梁运行的情况下尽早发现、尽早处理。2.2 桩基夹层、断桩及沉渣 公路桥梁的桩基长期受到自然环境、施工工艺等因素的影响，易出现多种病害问题，而桩基夹层、断桩及沉渣是其中常见的问题。桩基夹层是指桩身内部发生空隙和裂缝，严重影响桩身的承载能力和稳定性；断桩是指桩身折断或部分失效，可能导致整个桥梁的坍塌；沉渣则是指在桩芯、桩底部分或全部填充了水泥浆土等材料，导致桩基质量下降。桩基夹层、断桩及沉渣等病害问题直接威胁着公路桥梁的安全，因此需要及时发现和处理，并采取有力的措施加以维护，保障公路桥梁的正常使用。2.3 桩基离析问题 桩基离析又称桩端空洞或桩底无底洞，是指桩钻进泥土或岩石等基础地层时出现实际桩长短于设计标高的现象，导致桩顶承压力不能稳定地传递到地基中。桩基离析问题是公路桥梁建设和使用过程中比较常见的一种病害问题，主要由以下原因引起：地质条件差异、桩长、直径和变形等参数设计不当、施工过程中操作不规范等。桩基离析问题的存在可能会导致桥梁不稳定、沉降、倾斜等严重问题，危及公路桥梁的使中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 34 用安全。3 公路桥梁桩基检测的常规方法 3.1 低应变法（1）低应变法检测的原理 低应变法是公路桥梁桩基检测的一种常规方法。该方法主要是通过对桩基底部施加荷载，测量桩基的相对沉降或变形情况来间接评估桩基的质量。具体步骤包括将低应变计装置安装在桥梁桩基的底板上，向桥梁桩基施加荷载，利用低应变计采集底板产生的应变信号，通过分析应变信号的变化情况，可以得出桥梁桩基的位移值和变形情况2。（2）低应变法检测的优势 低应变法通过测量钢筋笼中的位移和应变来获取桥梁桩基的变形和位移情况，相比其他检测方法，低应变法具有以下几个主要优点：一是其采用非侵入性的检测方式，不会破坏结构物本身，对于普通桩基来说没有破坏性；二是具有高分辨率和高灵敏度，可以有效检测出程度较小的位移和变形，提高了检测精度和准确性；三是适用范围广，可以用于不同类型的桥梁桩基，以及不同规格和深度的桩基进行检测评估；四是实时性好，可以在现场快速获取数据并进行实时处理、分析，在短时间内可以得出准确的检测结论；五是成本较低，相对于其他检测方法来说，低应变法的检测成本较低，特别适合中小桥梁的检测。总之，低应变法在桥梁桩基检测中具有很高的应用价值，为公路桥梁的稳定运行及维护提供有力保障。（3）低应变法检测的缺陷 低应变法是公路桥梁桩基检测中较为成熟的一种方法，但是也存在一些缺陷。主要表现在以下几个方面：一是受试桩的变形对检测结果的影响较大，如果待测桩体变形不稳定，可能会导致检测结果的不准确性，使测量结果存在误差；二是低应变法只能反映钢筋周边的变形情况，对于混凝土的变形和开裂等情况的灵敏性相对较弱，需要与其他方法结合使用；三是经常需要在桥梁桩基上预埋传感器或粘贴变形测点，会对桥梁桩基的完整性造成一定的影响；四是低应变法对检测人员的操作技能要求较高，需要精细的操作技能以及科学的数据处理能力；五是检测数据受环境因素的干扰较大，比如温度、湿度、风力等因素都会对检测结果产生一定影响。因此，在使用低应变法进行桥梁桩基的检测时，需要技术人员根据实际情况选用合适的检测方法，并调整相关参数，以便获得更加准确、可靠的检测结论。3.2 声波透射法（1）声波透射法检测的原理 声波透射法是公路桥梁桩基检测的另一种常规方法。该方法通过向桥梁桩基内部注入一定频率的机械波，然后通过检测机械波在材料中传播所带来的反射、干涉等变化，从而间接推断桥梁桩基的材料状态和构造形态。该方法通过向被测桥梁桩基中发射完整的能量声波，利用检测仪器接收反射波信号和透射波信号，并分析信号的频谱、功率谱、时间域和空间域等特征参数，通过各项参数变化的幅值、频率和波形来确定桥梁桩基的性质。（2）声波透射法检测的优势 相比其他桩基检测方法，声波透射法具有以下几个主要优势：一是非侵入性，不会破坏结构物本身，对于桩基的常规情况，没有破坏性；二是检测精度高，能够检测出混凝土中微小缺陷和裂纹等问题，具有较高的灵敏度和分辨率；三是适用范围广，无论桥梁桩基的规格大小，采用声波透射法都具有很高的适用性和稳定性；四是操作简单，仪器和设备易于操作和维护，能够在较短的时间内得出准确的数据和结果；五是全过程可视化，可以进行图像和声波波形的实时显示和记录，方便后期数据分析和处理3。因此，声波透射法是桥梁桩基检测中一种高效、精准、可靠的无损检测方法，其优势在于对混凝土中微小缺陷和裂纹等问题的检测能力，同时，因为操作简单、全过程可视化等特点也被广泛应用。（3）声波透射法检测的缺陷 声波透射法是公路桥梁桩基检测常用的一种无损检测方法，但也存在一些缺陷。主要表现在以下几个方面：一是受试桩的混凝土材料的种类、密度、含水量、形状、尺寸等情况对检测结果有较大的影响，并且结构周围环境的影响等因素，可能会影响检测的准确性；二是单点检测的局限性，声波透射法需要按照一定的间隔在混凝土桩体上进行检测，仅能反映选定点的情况，无法全面反映整个桩体的情况；三是需要专业的设备和技术支持，不同类型和规格的桩基需要具有相应的设备，检测人员对操作技能和数据处理能中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 35 力要求较高；四是检测结果的解释需要经验和专业知识的积累，不同缺陷类型的信息分析和评判需要一定的经验积累4。在使用声波透射法进行桥梁桩基的检测时，需要技术人员根据实际情况选用合适的检测方法和参数，准确判断结果的准确性，保证检测的精度。3.3 低应变法和声波透射法的对比 低应变法主要是通过在混凝土桥墩或桩基上安装应变计，探测桥墩或桩基内部的位移和应变变化情况，从而较为准确地测量桥墩或桩基的变形情况。该方法可以排查桥梁桩体内的松散部位、变形及剪切、弯曲等现象，保证了桥梁的安全性和稳定性，对桥梁桩基的质量评价有较高的可靠性。声波透射法主要是利用声波在混凝土结构中的透射和反射，探测混凝土中的空隙、松散、裂缝等缺陷及损伤情况。声波透射法操作简单，可对混凝土平板、梁、板、柱、桥墩或墩基进行非破坏检测，发现混凝土内部缺陷的位置，对桥梁的结构、功能和整体运行等方面有重要意义。此外，声波透射法的结果图像清晰直观，检测数据易于分析解读，实现了快速准确的检测结果。因此，低应变法和声波透射法都有着不同的检测原理、适用范围和特点，各有优缺点。在实际操作中，两者可以互相补充，实现对公路桥梁桩基的全面无损检测，有助于保障公共安全，提高基础交通工程建设的质量。4 桩基检测技术在公路桥梁中的应用方法 4.1 低应变检测技术的应用 低应变技术是一种既安全又准确的公路桥梁桩基检测方法，可以更好地反映基础的内部结构和变形情况，对于公路桥梁桩基检测和评估工作具有重要作用。检测时，第一需要选定桥梁桩基的检测点，然后给予一定大小的应变荷载。通过低应变应力计对公路桥梁桩基进行检测，检测时需要在桩身上安装一定数量的传感器，然后进行实时数据的采集和处理。在实际桥梁桩基检测中，为确保测试结果的准确性，通常需要对测试设备进行校准调试，以保证其正常工作。同时，在进行检测前，需要对公路桥梁桩身进行清洁处理等准备工作，以避免有影响测试的外部因素的干扰。测试过程中，一般采用弦外放置传感器或粘贴传感器的方式，从而获取公路桥梁桩基的压力变形情况5。通过对低变应力计原始数据的处理与分析，可以得出准确的公路桥梁桩基的基础变形量，进而评估桥梁桩基的安全性，并确定是否需要采取合理的改进，从而更好地确保公路桥梁的安全运行。4.2 声波透射检测技术的应用 声波透射检测技术进行检测时，第一需要确认检测区域及监测点位，进行针对性选点，需要充分考虑桥梁桩体的结构特点、检测目标以及实际现场情况等因素，并选用专业化的声波透射检测设备，在设备参数设置时需要根据选定检测区域的大小、深度等方面进行适当调整，以获得更加准确地检测数据6。针对选定监测点位进行声波透射检测时，通过获取应力波和反射波的变化情况，记录检测数据，对采集的声波透射数据进行分析和处理，生成数据图表、声波反射等结果，分析评估桥梁桩基的状况，判断是否存在缺陷和损伤，并作出相应的评估，结合实际情况和其他检测工具等综合分析，对结果进行验证，进一步制定有效措施，以确保检测数据的准确性及可靠性。为提高工程质量检测的准确性和可靠性，一般会采用声波透射法和低应变法相结合的方法进行检测。5 结束语 无损检测技术已经成为了公路桥梁桩基检测中不可或缺的一部分，其应用范围和技术发展也越来越广泛和多样化。本文主要以低应变法和声波透射法为研究对象，分别分析了它们在公路桥梁桩基无损检测中的优缺点和应用案例，以及它们未来的发展趋势。随着新技术的应用和开发，无损检测技术也将朝着更准确、更高效、更安全的方向发展。然而，实际应用过程中还存在着一些问题，需要进一步解决，推动公路桥梁桩基无损检测技术的不断完善与发展，以确保公路桥梁的稳定运行。参考文献 1钱爱民.公路桥梁桩基的施工与检测分析J.智能城市,2020,6(22):139-140.2陈国海.低应变法和声波透射法在基桩检测中的应用分析J.房地产世界,2021(9):130-133.中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 36 3黄道良.声波透射法在桩基完整性检测中的应用研究J.城市建设理论研究(电子版),2020(6):7.4汪应亲.基于低应变法和声波透射法的基桩完整性检测研究J.运输经理世界,2023(7):70-72.5包琦.桥梁基桩质量综合检测技术应用研究J.技术与市场,2021,28(6):80-82.6罗宏.桥梁混凝土桩基检测中超声波检测技术的应用J.工程建设与设计,2022(6):171-173.