无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用
2015-09-22
引言
我国的公路桥梁检测技术在经济发展的带动下快速的发展，传统的检测方法已经不能对公路桥梁的情况作出准确的检测和判断，无损检测技术正是在这样的背景下发展起来的。计算机技术的进步改变了传统检测的公路桥梁检测的现状，使得公路桥梁的检测更精准安全，实现了检测技术由有损检测到无损检测的转变，为公路起来建设的发展创造了有利的条件，所以检测时要加强运用。
一、无损检测技术简介
无损检测技术就是指在对结构与主体不产生影响的前提下，通过某种物理方法对指标进行确定，从而判断结构是否发生性能改变，能够达到使用要求。无损检测技术基本与最前沿的科学技术相关，借助科技的发展，实现了在现实工程领域的应用。道桥工程中的无损检测技术主要是为了在不影响正常运营使用的前提下完成对质量的检测，应用了机械力学、材料力学与物理学等技术，同时是对电子技术与计算机技术的结合。
二、桥梁桩基的无损检测技术
（一）声波无损检测
声波无损检测主要是利用在混凝土结构声学检测技术的基础上发展而来的，其主要检测桩基的完整性。其主要对在撞击中传播的应力波进行分析，如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变，如果应力波在桩基中均匀传播，则表明桩基的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化，则表明沿桩基在长度方向上存在缺陷。同时，在桩基存在缺陷部位应力波将发生突变，从而使得应力波发生透射波、反射波或者散射波等现象。由于，无损检测对桩基不产生破坏，所以特别适用于桥梁工程的桩基完整性的检测工程中。
（二）高应变检测
这种检测手法应用的时间已经相当长，它主要是对桩的竖向抗压承载能力与设计要求是否相符进行判定。使用这种方法对桩身的预制桩接头以及水平整合型的具体缝隙等各种缺陷进行判定时，能查明其是否能够对竖向抗压的具体承载能力产生影响，并在此基础上对缺陷的程度进行合理判定。这种方法已经普遍应用于一些地区。就目前情况来看，国内外运用的高应变法的测试与结果分析的主要基础还是一维杆拨动的相关理论，没有将桩和土之间互相作用的相关机理考虑在内，因此，在对承载力进行测试时，运用这种方法有一定程度的局限性。
（三）低应变法
这种方法主要是对桩身的完整性进行检测。很多缺陷或者是质量事故都在流水处或者是底层的变化处发生，底层的变化会导致反射波的产生从而影响波形，所以要对地质资料进行查看，了解施工的具体记录，从而确定缺陷的具体位置。定量分析软件能帮助我们判定基桩缺陷的具体程度，虽然这一软件有一定的不足之处，但是它对应力波在桩身进行传播的具体过程进行了分析，只要保证桩周选择合理的土参数，就能起到一定的效果。在运用低应变法进行检测时，不断缺陷属于什么样的类型，其共同的表现就是桩的阻抗减小，不能区分缺陷性质。
1.低应变动测法的适用范围介绍
公路桥梁工程桩基低应变动测法的适用范围对测量影响是十分巨大的，其中公路桥梁工程桩基测土阻力是主要因素，测土阻力包括两个部分:动土阻力和静土阻力，后者是主要影响因素，其特点可以概括如下:(1)消减反射波峰值；(2)加快应变力衰减；(3)动土阻力波的产生限制了可测桩基的长度。
通过总结实际公路桥梁工程桩基施工过程中的经验教训，在公路桥梁工程桩基中采用低应变动测法对公公路桥梁工程桩基进行检测时，公路桥梁工程桩基的长度通常在5～50m的范围之间，公路桥梁工程桩基的半径一般需小于0．9m，尽管一些长度大于50m的公路桥梁工程桩基仍能够获得桩底的应力波信号，然而因公路桥梁工程桩基的承载力较大，公路桥梁工程桩基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不够准确，同时也会受到公路桥梁工程当地地质条件的影响。
2.低应变动测试过程分析
低应变动测试过程中，测量人员为了提高公路桥梁工程桩基测量结果的精确性和准确性，要特别注意以下几点:选取测量点和锤击点、安装传感器等。
（1）选取测试点。测试点的选取应该以公路桥梁工程桩基直径为选取依据，选取原则要保证公路桥梁工程桩基测试点满足实际测量的需求，通常情况下，公路桥梁工程桩基直径不小于0．15m，基桩测量点的选取应该大于5个，而且要保证和钢筋笼的间距在15cm以上，选取的方式要保证公路桥梁工程桩基测量点均匀，打磨处理应该仔细认真，保证后续公路桥梁工程桩基施工正常进行。
（2）选取锤击点。公路桥梁工程桩基检测过程中的锤击点适宜点为相距传感器20～30cm的位置，如果锤击点与传感器间距离太近，锤击的冲击力可能对传感器造成干扰，而若锤击点与传感器间距离太远，就可能有横波的影响产生波形震动现象，这将无法准确反映公路桥梁工程桩基的状况。所以锤击点和传感器位置选取的好坏直接决定着公路桥梁工程桩基检测效果，可以聘请公路桥梁工程桩基检测专业技术人才进行测量检测，保证公路桥梁工程桩基检测结果满足设计要求。
（3）传感器的安置。按照公路桥梁工程桩基测试点的选取情况来确定传感器的安装，粘贴方式是最为常用的安装公路桥梁工程桩基检测传感器的方法，因此这就要求在公路桥梁工程桩基的顶部干燥的时候，比较常用的粘贴剂包括:橡皮泥、黄油、石蜡、等，粘贴层的厚度应该适中，避免过厚造成公路桥梁工程桩基检测传感器应力波接收不准确的情况。
三、加强无损检测技术在桥梁中应用的措施
（一）加强无损检测技术的创新
技术创新是将无损检测技术充分运用到公路桥梁检测中的首要前提。因为公路桥梁建设技术的发展会带动公路桥梁结构、用材等的变化，使得检测的难度加大，现有的检测方法不一定都能完成相应的检测工作，所以需要新的测量方法才能有效的完成，所以将加强技术的创新尤为重要。例如引进国外先进的检测技术、建立实验室进行相关研究、对现有检测技术进行改进、结合公路桥梁检测的实际进行相关研究等都是加强技术创新的有效方式。
（二）提高相关检测人员的素质
在公路桥梁的检测中，经常要用到各种仪器设备和各种检测技术，而且使用这些仪器设备和技术的要求很高，因此需要相关工作人员具备较高的专业素质，才能顺利的完成检测的任务。提高相关工作人员的素质可以进行岗前培训、定期组织员工学习无损检测技术的各种知识、开展无损检测技术知识的讲座、录用专业的高水平的相关人才等。只有这样才能为公路桥梁检测的顺利进行提供更多的人员基础，最终取良好的测量效果。
结束语
随着我国交通业的不断发展，已建成的道路桥梁的检测成为维修、维护的重要依据，通过正确有效的检测技术应用，管理者能够更加明确地了解道路与桥梁目前的运营状况，从而形成科学决策，另外检测技术还对道路与桥梁的设计产生正反馈的影响，不断提高。无损检测技术是对道路桥梁进行无损伤性的检测，能够保证交通正常进行，经济活动不受干扰。我国目前要不断加强无损检测技术的研发与人员培养，不断进行技术推广试验，提高适用性，通过技术与管理双重作用，实现道路与桥梁的质量保证。
