浅谈高速公路桥梁桩基础检测

浅谈高速公路桥梁桩基础检测

高海燕

四川华诚工程试验检测有限公司，四川泸州646000

摘要：为了使桥梁建设的质量得到保障，最重要的是将桩基础工程处理到位，因此就需要在施工过程中检查桩柱的质量，在发现缺陷之后必须结合地质资料与检测结果明确桩缺陷的原因，进而在此基础上采取高压喷射注浆法进行处理，并彻底清洗桩底沉渣及回灌混凝土。本文就对此进行了具体分析。

关键词：桥梁桩基础;综合检测;方法应用

1桩基检测方法

桩基检测主要是对单桩承载力和桩身的完整性进行检测，主要有动力和静力检测两种方法：动力检测法主要有声波透射法、低应变反射波法、高应变动测法，静力检测法主要有钻孔取芯法、静载试验法，此外还有预埋管抽芯法、孔内摄像检测等。

（1）声波透射法。该方法是在灌注桩混凝土前预埋好声测管。测量时，声测管内先注满水并把超声波探头放入管底，然后以一定速度提升超声波探头。当桩灌注混凝土有缺陷时，接收器接收到的发射器的声波信号会出现畸变，这样就能判断桩混凝土缺陷位置、大小和性质。该方法能有效检测桩身混凝土的完整性，并能发现桩缺陷出现的位置；但该方法操作难度大、费用高，不能定量判断桩身缺陷。

（２）低应变反射波法。该方法是利用桩身内传播的弹性波遇到波阻抗变化明显的断面时有发射波产生这一原理，对反射波进行接收和放大，依据反射时间、桩长和波速的关系，对桩身缺陷位置进行判定。该方法费用低、操作简便，准确度好；但该方法不能定量判断桩身缺陷，检测结果受振源能量、频率和能量、桩端及桩周土的性质等影响大，桩应满足截面恒定、材料均匀要求。

（３）钻芯取样法。该方法是直接对桩身钻孔获得桩身芯样，通过对桩身芯样的观察和进行芯样抗压试验，判定桩底沉渣厚度、桩身完整性、桩长、桩身混凝土的强度等是否满足规定要求。该方法能准确判定离析、夹泥及断桩的准确位置；但操作复杂、时间长、费用高，不能检测缩径缺陷。

（４）静载试验法。单桩承载力检测多采用该方法。该方法依据设计方案，通过对桩顶进行加压得到桩的荷载—沉降曲线。该方法准确性好，测试简单；但该方法只能小比例抽样检测，测试人力、物资消耗大、时间长、费用高，对检测桩有一定的损坏。

（５）预埋管抽芯法。桩端岩土性状、桩底沉渣厚度可以采用该方法检测。该方法是在浇筑桩基混凝土前，沿桩中线预埋内径大于取芯钻头的空心管，空心管底部密封，高于桩底部50～100cm；混凝土强度满足要求后，在空心管内放入钻具钻入持力层深度。该方法费用低，操作简单，能利用预埋管准确掌握桩基深度。

（６）孔内摄像检测。该方法适用于检测预应力管桩桩身完整性。通过在平行桩身的竖向孔内用分辨率、清晰度、精度高的摄像头进行拍摄，结合现场观察，对桩身缺陷的大小、形式和位置进行检测。该方法适用于各种场地、地质条件和桩长，能准确对桩身缺陷进行检测。但该方法只能检测桩的内壁情况，对斜桩而言摄像头移动困难，孔内水浑浊或距离远时，图像会不清晰，检测数据会失真。

2检测要点

某工程处于江河面，南北两岸分别为一二级阶地，地势起伏较大。其中盐渍岩呈白色团块状，破碎情况较为严重，并且内部硬石膏含量较高，局部区域还包括氯化钠晶体。另外，岩石具有易击断的特性；岩芯以碎块状呈现，厚度不高于5.9m；施工场地内部的地下水含量相对较少，水位处于地表以下4m之内。通过对水质进行检测，发现其具有腐蚀混凝土的特性，侵蚀性较为显著。

2.1桩基种类选择

通过对施工场地的地质勘查结果进行全面分析，发现端承桩基础与本次施工的情况较为符合，因此选择该类型的桩基础。在操作过程中首先需要在成岩较好的泥灰岩中缓慢嵌入桩尖，嵌入深度应大于2.5m且小于5m。另外，桩长普遍介于25m~30m，考虑到这一因素，最终选择钻孔灌注桩且需要达到一桩一柱的基本要求。另外，桩的直径分为两种情况，分别是1.5m、2m，之后需要在岸边设立30根桩柱，同时，本次工程队桩身混凝土的强度也有着严格要求，需要选择等级为C30的混凝土。在施工过程中必须将这些要点处理到位，否则就会影响施工质量。

2.2工程质量检测

2.2.1质量评价

在超声法检测钻孔灌注桩砼的质量时，现场采集并存储的原始数据有声时ti、深度zｉ（相邻两测点深度差Δz），测管间距Ｌ。则声速Ｖｉ＝Ｌ／tｉ。鉴于部分钻孔灌注桩的施工特点和声测管偏移导致超声波声时离散等原因，特引进PSD判据系数，PSD＝（tｉ－tｉ－１）２／（zｉ－zｉ－１）。显然，当ｉ处相邻两测点的声时值没有变化时，PSD＝０；当有变化时，由于PSD与（tｉ－tｉ－１）２成正比，因而PSD将大幅度变化，从而增大了数据的灵敏度。临界声速与波幅的计算按《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/TF81-01-2004）中所列公式计算。以上公式的具体计算由计算机进行。通过现场测试数据输入计算机进行分析，即可判断出桩基是否有缺陷和砼的质量及等级。

2.2.2质量检测

由于岸边总共设立32根桩且为上孔灌注桩，因此首先需要对这些桩的桩身进行全面检测。经检测发现其中有两根桩的桩身存在一定缺陷，除此之外的其他桩质量均达到了施工要求。通过对曲线进行分析，发现存在问题的其中一根桩在断裂处存在着重复反射的问题，并且断桩位置约在9m处，通过进一步严格计算，发现断桩的准确位置在11m处。

2.3事故检测分析

结合检测结果与地质报告，可判断造成桩缺陷的原因主要包括以下几点。第一，将其中一根缺陷桩的荷载加至7560kN时，沉降量在短时间内急剧增加，使得荷载难以保持稳定状态，动测结果显示桩存在断裂缺陷且位于9m处，出现沉降量急剧增加的问题，主要包括两个原因。首先是未能准确测量孔口泥浆比重，进而导致孔底的残渣量过大，与规范值55m不相符合，甚至远超过规范值。其次，可能与桩底基岩的特性有关，即桩端在遇到灰岩溶洞之后会发现淤积现象，进而使桩端产生沉渣。第二，针对另外一根存在缺陷的桩，在进行静载试验的过程中将荷载加至7800kN时沉降量急剧增加且荷载难以保持稳定状态，并且动态检测结果显示桩存在断裂及胶结等多种缺陷，同时，混凝土还出现了离析现象，缺陷位置在11m处。第三，混凝土之所以会产生离析与胶结问题，主要与地下水位有关，由于水位过高会进一步增大水压，因此影响了混凝土的质量。另外，在对两根缺陷桩施工的过程中，当混凝土浇筑位置处于9m与11m处时因突然断电导致施工不得不暂时停止。最终使得隔水层形成硬壳，进而难以灌入混凝土，进而形成断裂缺陷。

3问题桩加固

3.1高压喷射注浆

结合桩缺陷类型，在处理时最好选择高压喷射法，具体的操作步骤如下。首先需要选择材料，分别为硅酸盐水泥、化学剂、氯化钠，并且应将水灰比控制在0.4左右。其次，在施工过程中首先需要在缺陷部位钻孔，在完全穿过缺陷处之后还要进入桩身约2m左右，并且需要时刻观察孔内的水量；在孔口处预埋岩心管且位于桩顶以上0.4m处，养护时间约为一周，并且需要对强度进行检测，达标之后就可使用；将注浆管插入孔内，与孔底距离保持15cm左右，并且需要进行变接头的安装；将高压泵车与浆管上部进行连接，并确保两者处于接通状态；在不封闭孔口的状态下以低压的方式向孔内注浆并突出清水，待浓浆溢出后可加大压力注浆并将预埋管做封闭处理，在此过程中，需要将泵压保持在10MPa左右。另外，需要对施工过程中的注浆量及操作时间等各项要素进行明确记录，待浆液溢出并留有20min的稳定时间即可停止操作。最后是释放管内压力，抽出注浆管并用清水冲洗，之后需要将水泥浆灌入孔中并投入适量碎石，在此过程中需要用钢筋作搅动处理。

3.2桩底沉渣处理

在缺陷桩原本处理好的中心孔增设用于排水与排浆的孔道，并且在中心与排水两个孔道处分别埋置岩芯管与带接箍，前者的长度为1m，后者的直径应控制在0.075m左右。另外，需要将钻机安装在孔口部位，之后启动高压泵并持续旋转喷射，进而使孔底的沉渣在高压作用下从两个孔道中排出。

结束语

总而言之，桥梁建设的质量与桩基础工程是否处理到位有着直接关联，因此必须通过检测发现存在缺陷的桩，并在明确原因的基础上制定出相应的解决策略，确保桩身长度与实际要求相符，本文就对此进行了深入探究。

参考文献

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[2]戚家飞.公路桥梁钻孔灌注桩质量检测及缺陷处理[J].民营科技，2014（4）：94-97.