序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇樁基檢測技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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[關鍵詞] 橋梁；樁基；檢測；技術

[中圖分類號] U443.15 [文獻標識碼] A

1 樁基工程及樁基檢測技術的分類研究

1.1 樁基工程分類

樁基工程根據其不同的應用功能，受力情況和施工方法，有著不同的分類，對應的樁基檢測方法也會有所不同。不同樁的樁身完整性的判別標準亦不同，一般按照樁身完整性類別不同可將其化為以下四類：一類樁樁身完整且能正常使用；二類樁樁身基本完整僅有輕度缺陷，仍可使用；三類樁樁身缺陷明顯影響樁身結構承載力；四類樁樁身缺陷嚴重影響樁身結構承載力。

1.2 樁基檢測技術分類

目前我國常使用的樁基檢測技術主要分為四大類，每類又分為兩種不同的檢測方法，一般來說，各類技術的選擇是以檢測目的和技術優缺點為基本的評判依據，而事實上每類技術都有其適用的范圍[1]。

2 常用樁基工程檢測技術的功能及優缺點分析

根據以上筆者對樁基工程及樁基檢測技術的分類研究，下面我們就幾類常見的不同樁基檢測技術的檢測目的和功能，以及相應的優缺點進行對比分析。

直接檢測技術中的取樣試件試驗可以反映灌注混凝土強度及灌注前混凝土性能，是混凝土灌注樁施工質量驗收主控項目，常用于檢測混凝土是否達到設計要求的強度等級。

在輻射檢測技術中，常用超聲波透射法檢測灌注樁的樁身缺陷及其位置，以判定其樁身的完整性的類別，這種檢測方法過程比較細致，且不受樁徑樁長的限制，但因要預埋聲測管，成本高，最終無法定量地判斷樁身缺陷。

動力試樁技術主要有低應變法和高應變法。其中低應變法測試簡便、原理清晰、成本低、成果可靠，常用于檢測各類樁基樁身缺陷及其位置，以判定樁身完整性類別。但這種檢測方法也存在局限，如樁頭混凝土比較松軟時，應力波不能沿樁身往樁底傳播，將無法獲取樁底的反射信號；當樁身缺陷較多時，會影響后續的缺陷反射信號測試；當樁身存在擴頸或縮頸等變化較緩慢的缺陷時，將會使變化界面處的反射信號不太明顯，造成誤判或漏判；檢測效果還會受樁長徑比的影響，如對深部的缺陷反應不靈敏；該檢測方法還存在缺陷只定性而不能定量分析的不足。相對低應變法而言，高應變法所用設備較為笨重，效率低且費用高，但其有效檢測深度和激勵能量較大，尤其是其在用于判定樁身水平整合型縫隙或預制樁接頭等缺陷時，可有效查明是否影響到豎向抗壓承載力，因此這種方法常用于判定單樁豎向抗壓承載能力是否滿足設計要求，除此之外還可用于分析樁側和樁端阻力，但波形分析中的不確定性依然會導致其誤差偏大。

在靜力試樁技術中，可分為鉆芯法和靜載試驗法。其中鉆芯法所取巖芯可制作成試件進行強度試驗，因此常用于檢測灌注樁樁長，樁身混凝土強度（只反映小部分的混凝土質量），樁底沉渣厚度，還可以判斷樁身完整性類別，但也存在盲區，且設備龐大，操作費工費時，價格也較高昂。而靜荷載試驗根據其受力因素的不同，可分為單樁豎向抗壓、抗拔和水平靜載試驗。單樁豎向抗壓靜載試驗既可用于確定和判斷單樁豎向抗壓極限承載力是否滿足設計要求，還可通過樁身內力及變形測試來測定樁側、樁端阻力，同時還能驗證高應變法的單樁豎向抗壓承載力檢測的結果。單樁豎向抗拔靜載試驗主要用于確定單樁豎向抗拔極限承載力，判定其是否滿足設計要求，以及測定樁的側摩阻力，但它也有與單樁豎向抗壓靜載試驗相同的局限之處；單樁水平靜載試驗主要用于確定單樁水平臨界和極限承載力，推定土抗力參數，判定水平承載力是否滿足設計要求，測定樁身是否彎矩和撓曲[2]。但這種三種檢測方法都很費時、費工、費錢，且用數量較少的樁作靜載試驗所得出的結果較為片面，難以代表全體樁基的質量情況，都不適用于高承載力樁。

3 我國常見的幾類樁基檢測技術有效檢測和綜合使用

根據目前普遍使用的橋梁樁基檢測方法一般規定為聲波透射法、低應變動測法及鉆孔取芯法等普檢技術，這些技術方法因各自的理論假設及各種因素影響，均存在一定的局限性，因此有必要充分和有效利用各種方法的優點來解決工程上的實際問題。

3.1 各類樁基檢測技術的有效檢測方法

若樁基檢測在低應變動測法所適用范圍內，盡量采用動測法，動測結果樁基施工存在沉渣及持力層不符合要求時，可用低應變動測法對聲波透射法進行校核；對于動測法之外的地質條件復雜、主墩樁或較重要部位的樁基，則可用聲波透射法進行檢測。若動測法受到地質條件的影響，使得樁底持力層、沉渣等難以判斷，可采用鉆孔取芯法進行校核，當取芯時，通過加固處理難以解決樁基存在的局部缺陷或持力層稍差現象時，可采用高應變動測法進行承載力檢驗。

3.2 各類樁基檢測技術的綜合應用

采用一種方法對樁身質量（完整性）做出正確判定時，根據檢測目的，檢測方法的適用范圍，并綜合考慮各種因素如地質情況、設計、施工因素以及受檢樁類型等，同時選用多種方法進行檢測，實現優勢互補，以提高檢測結果的準確性和可靠性[3]。如可聯合低應變法和鉆孔取芯法處理大直徑灌注樁的完整性。

結語：橋梁樁基工程及檢測技術分類繁多，為了保證各類樁基工程用到合適的樁基檢測技術，筆者建議應綜合各類檢測技術的優點，研究出一套高效的綜合檢測技術，以適用當前形勢的需要。

參考文獻：

[1]黃梅，劉浩.淺析橋梁樁基的分類及其檢測技術[J].民營科技，2010（6）：198-198.

[2]劉冀.樁基檢測技術的綜合應用[D].中南大學碩士學位論文，2011（1）：9-27.

[3]馮建亞.橋梁樁基檢測技術應用與探討[J].職業教育―科技與向導，2011（8）：148-148.

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關鍵詞：基樁動測；擬合分析；擬合分析應用

1 高應變法的重要性

高應變法是用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行判斷的方法。在實際應用中主要用于檢測基樁的豎向抗壓承載力和對低應樁身變完整性檢測的驗證檢測。但是在基樁豎向抗壓承載力檢測的應用中，高應變實測的是對基樁動態沖擊下的承載力反應，而我們實際工程中對基樁承載力的要求是長期的，是要求基樁在長期的豎向載荷下保持穩定的工作狀態。怎樣由“動”來推理“靜”，并且保證結果的準確性是我們一直在研究和探索的。

翻看現行的建筑基樁檢測技術規范（JGJ106-2003），我們可以發現，雖然高應變檢測技術取得很大發展，我們的規范要求在實際應用中還是增加了很多限制條款，可是從規范限制條款的用字來看，又給了我們很大的空間。規范規定“對于Q-S曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁。不宜采用本方法進行豎向抗壓承載力檢測”，同時規定對規范重點講述的凱斯法判定基樁承載力值的方法又僅限于中小型直徑樁。可是現代建筑工程項目對基樁提出的更高的要求，對于基樁的規格遠遠不僅僅是“中小”直徑的樁基那么簡單了。對于“不宜”應用的地方，是否就“不能”應用呢，當然不是，只不過是應用過程需要更加謹慎，需要檢測人員更加成熟的經驗和智慧，需要更加合理可靠的檢測理論，那就是擬合分析。

2 高應變法擬合分析

高應變擬合分析，等于給高應變檢測方法插上了有力和成熟的翅膀。擬合分析是利用現場實測的波形曲線，輸入到更加精密的波動理論計算程序當中。通過計算至與實測值的反復比較，不斷修改人為假定的參數值，得到更加準確的分析結果，并使分析過程的人為因素降低到最小。一般來說，擬合分析的結果比較接近于靜載荷檢測結果，或者通過擬合分析，可以使我們對基樁承載力的判定更加有力有據。可以說高應變未來的發展，很大一方面取決于擬合分析的發展和成熟。

對于擬合分析的種種優勢不再累述，我們先就前文提到的“大直徑灌注樁”檢測看一工程實例。大直徑灌注樁，設計極限承載力可達到上千噸甚至幾千噸，要想利用高應變法充分激發出大直徑灌注樁的的極限承載力，單單對設備要求的就很高。而實際應用中，由于各種安全系數的取舍和設置，其實際承載力可能遠大于設計承載力，這對于我們的檢測工作更是增加困惑。

3 擬合的應用實例

某項目工程，設計為直徑800mm的鋼筋混凝土灌注樁，設計極限承載力值為6600kN?，F場檢測采用60kN鑄鐵錘（錘重略低于規范要求，客觀上也增加了檢測難道），現場實測曲線凱斯法分析計算，極限承載力不足3500kN，采用擬合法進一步分析，在保證擬合效果較好的情況下，調整各樁土模型參數，極限承載力剛剛到5000kN。該檢測樁通過低應變檢測和高應變曲線分析，該樁樁身完整性判定不低于Ⅱ類樁，通過分析巖土工程勘察報告和基樁成樁記錄，該場地地基條件穩定，成樁質量可靠，那么，是什么原因導致承載力檢測結果偏低呢？我們是否有可靠依據判定該樁承載力滿足設計要求呢？只有通過進一步擬合分析各過程數據，果然有進一步發現。

我們發現，該樁擬合分析提供的土阻力呈倒梯形分布，這跟正常情況下基樁受到充分激發后的土阻力分布是完全不同的，從第四段開始，土阻力呈明顯下降趨勢，擬合分析各段土阻力值如表1所示。

如果第4段以下都至少能夠達到第4段的土阻力狀態，那么在實際中這種假設還算是比較保守的，我們再來看至少有1406kN的土阻力未被激發，如表2所示。

將這1406kN加在擬合分析的極限巖土阻力之上，可以發現這個數值僅比6600kN低不到3%。這僅是考慮樁側阻力且很保守情況的外推，尚未考慮樁端阻力。這樣結合該項目樁基工程的其他相關資料，再由上述分析，就可充分判斷實際檢測樁的單樁極限承載力是滿足設計要求的。

以上僅僅是擬合分析對于大直徑灌注樁的一種小的嘗試。在實際檢測工作中，擬合分析信號的采集、選擇等，均對我們檢測結果的判斷有較大影響。一般來說，好的擬合效果與檢測結論并不矛盾，可是怎么樣取得理想的擬合效果，怎樣利用擬合分析做出充分的判斷，仍是廣大一線檢測人員任重道遠的任務。但是有一點我們堅信，高應變檢測技術的成熟和發展離不開擬合分析，運用好是掌握和運用高應變檢測方法的有力武器。

4 結束語

基樁動測需要扎實的理論基礎和豐厚的實際經驗，而高應變的擬合分析法為我們提供可靠的理論基礎，基本解決了由“動”推理“靜”的問題。擬合分析在運用過程中，需要我們積累大量的經驗，需要廣大檢測人員充分的交流和學習。隨著設備、技術和理論的不斷成熟，擬合分析法在高應變檢測中必將得到更加充分的應用，發揮至關重要的作用！

參考文獻

[1]建筑基樁檢測技術規范JGJ106-2003[S].中國建筑工業出版社，2003.

[2]谷學倩.變頻技術在樁基低應變檢測中的應用研究[D].大連海事大學（碩士論文），2004.

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關鍵詞：橋梁；樁基超聲波；檢測；探討

中圖分類號：TU9文獻標識碼：A文章編號：

在建設橋梁的過程當中，一般都采用鋼筋砼灌柱樁基礎，這樣的結構往往由于施工出現瑕疵而影響這個橋梁的整體安全。因此，橋梁基礎的質量安全問題也就成為檢測環節當中的重中之重。然而以往的檢測方法往往要求對橋梁的主體結構進行取樣，這多少都會影響橋梁的整體性以及一致性。而超聲波CT技術則完全不用擔心影響橋梁的美觀性，也不用通過對橋梁進行取樣，簡單的操作，高精度的測量，檢測結果的清晰使現在我們對于橋梁的檢驗程度越來越高。

1 現場靜力荷載檢測方法中出現的問題及技術分析

現場靜力荷載法通常采用現場加載測加載與沉降曲線,通過P―S曲線,分析樁的承載力,來分析樁的施工質量。通常P―S曲線的起始段為一段近似正比例的一次函數線,隨著荷載的增加,曲線越來越陡,當曲線曲率近似無窮或者說是垂直于荷載軸時,說明樁承載力達到了最大承載力,此時的樁承載力與設計值進行比較,如果小于設計值,則說明樁基不滿足承載力要求,反之,則符合承載力要求。當在P―S曲線中突然出現位移陡變時,則說明樁基中存在明顯的缺陷,反之,如果曲線比較平滑,則說明樁基沒有嚴重的缺陷。

2 超聲波透射檢測方法中出現的問題及技術分析

超聲波透射法通過在樁內部預先埋設沿樁長方向的聲測管,它可以發射超聲波脈沖并且接收探頭發出的周期性的脈沖波,并將其裝換成電信號,通過特定的儀器,將電信號的頻率,幅值和時間等參數以波形圖的形式反映到儀器的屏幕上,可以通過分析波形圖知道樁身的情況。同時可以判斷樁身內部的缺陷大小以及樁身混凝土的均勻性指標和強度等級指標。

超聲波透射檢測方法適用范圍通常是直徑在六十公分到一米的樁基,它只能對埋設有超聲波測管范圍內的樁身進行測試其完整性。通常來說,超聲波透射法測得的結果精確度高,具有十分可靠的性質,同時超聲波透射抗干擾能力很好,而且測量儀器輕便,使用方便。但是要注意的是,所測樁基的齡期應該在七天以上,并且應該確定聲測管埋設符合要求,同時在測量前對測量儀器進行核查和校正,保證儀器的工作性能良好。

技術分析通常包括聲波用時分析法,波幅分析法和聲時―深度分析法。

2.1 聲波用時分析法。

聲波用時分析法需要確定聲波用時的平均值和聲波用時標準差的二倍作為一個界限標準,判別樁身有無缺陷。如果第n個測點的聲波用時超過了缺陷臨界值,則說明在第n個測點處可能存在樁身局部缺陷。

2.2 超聲波波幅分析法。

超聲波波幅分析法是利用所選取的超聲波信號波幅平均值的二分之一作為樁身有無缺陷的臨界值,因為在一定程度上,波幅是聲波中最敏感的聲學元素,所以這種測量分析法比較精確。如果第n個波幅小于波幅臨界值,就可以判斷在第n個測點處樁身存在缺陷。

2.3 聲時―深度曲線分析法。

聲時―深度曲線分析法是把相鄰兩個測點間曲線的斜率和其測點的差值的乘積作為判斷在測點處有無樁身缺陷的依據。通常當乘積大于一個限定的界限值,則說明樁身存在缺陷。

通常樁身質量的好壞要根據聲時、聲速、波幅臨界值以及以上提出的聲時―深度曲線共同確定。再根據樁身的混凝土的離散程度不同將缺陷程度劃分為不同的等級。

3 應變動測檢測方法中出現的問題及技術分析

應變動測法包括高應變和低應變動測法兩種。

高應變動測是利用重錘自由落體錘擊樁上端,從而得到相關動力系數,然后將相關系數用于既定的程序,通過計算和分析,從而可以確定樁身的完整程度和樁基的承載力,不過高應變動測法在上世紀比較流行,但是由于其實驗程序復雜,檢測起來不方便,到了本世紀,在此基礎上,又發展出來了低應變動測法,相對而言簡單易行,廣受歡迎。

低應變動測法是應用小錘撞擊和現代化的傳感器結合,將小錘撞擊的動力波通過傳感器,將其具體化為速度信號和頻率信號,從而可以經過分析,確定樁身的狀況。低應變動測法最復雜的莫過于采集原始的動測數據和動測曲線分析,通過這兩個步驟就大致可以確定樁身缺陷存在的位置和大小。不過這種低應變動測法也有一定的適用范圍,通常它的測樁長度不大于50m,樁徑不大于1.8m,只有樁身的混凝土達到規定的養護時間后才可以進行動測實驗,動測時,應該將樁頂清理干凈,尤其不能有浮漿,否則測量結果不準確,儀器安裝要牢固,檢測前應該校正檢驗儀器的精確度,一般每根樁應該設置3個或者4個測點,才能將樁身的全部情況準確反映。

對于樁身完整性的分析,通過電腦將動力波進行分析,輸出從打印機上打印出來,如果打印出來的波形是連續的有規律的阻尼波,這說明該樁身完整,沒有缺陷;如果波形圖出現突變,相鄰的波峰既不圓滑也不連續,這說明在該處樁身存在離析變形,存在夾層現象;如果波形圖在樁心測點的反映波普連續而且圓滑完好,只有樁周反映波普有缺陷,這說明樁身的該位置存在縮徑現象。

通常情況下,動測法得到的波形越規則,衰減越有規律,樁身越完整,如果波形圖只是有微小的變形,樁地反射動波也完整清晰,就說明樁身的縮徑現象十分微小,離析程度輕微,此種情況,樁身的狀況不會影響樁的承載力;如果動測波形圖出現了比較明顯的不規則波段,這說明在該段樁身上存在泥隔或者較大的裂紋或者較大的縮徑現象,這時一般對樁的承載力影響比較大,需要經過單樁承載力測試確定樁的承載力才能確定該樁是否予以驗收;如果波形出現了嚴重的變形或者斷波現象,這說明樁的夾泥和離析現象嚴重,甚至是斷樁,該樁不合格。

4 靜力觸探檢測方法中出現的問題及技術分析

靜力觸探技術是采用原位測試的靜力觸探和標準貫入實驗參數來確定單樁的承載力通常需要經過試驗測得比貫入阻力,樁身側阻力,端阻力,然后經過計算來確定樁基的承載力特征值,將計算得到的特征值除以規定的安全系數以后再與設計樁基承載力值比較,如果比設計樁基承載力值大,這說明符合要求,否則,不符合要求,樁基無效。

5 結束語

橋梁工程的安全與否,其本質影響因素直接就是樁基的質量好壞,所以,公路橋梁建設中一定要注意好樁基的施工質量。本文是我根據自己從事公路橋梁樁基施工以及檢測多年的經驗,總結的一些關于公路橋梁樁基檢測中出現的問題以及對這些相關問題的技術分析。本文簡要介紹了現場靜力荷載和靜力觸探檢測方法中出現的問題及技術分析,重點總結了超聲波透射和應變動測檢測方法中出現的問題及技術,目前使用最普遍的就是低應變動測法和超聲波透射法,其簡便易行,測試結果可靠性高,廣受建筑橋梁公路行業的歡迎,但是,仍存在不足,仍需要改進,相信在不久的將來,隨著高科技的不斷發展,人們會研制出更加方便快捷可靠的儀器來為樁基檢測提供更加可靠的數據,同時,也希望我的經驗總結能給現實公路橋梁樁基的檢測提供應有的幫助。

參考文獻：

[1] 馮建亞.橋梁樁基檢測技術應用與探討[J].科技向導,2011,（8）.

[2] 陳卓.探討公路橋梁樁基檢測及質量評定[J].工程技術,2010,（9）.

[3] 王青.橋梁樁基檢測技術探討[J].工程建設與管理,2011,（2）.

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關鍵詞：基樁檢測；低應變反射波法；靜載試驗；鉆芯法

Abstract: This paper provides the characteristics of the various methods and applicable conditions, and a variety of detection methods to detect process and the results, provide a useful reference for engineering inspection reasonable economic use the detection methods.Key words: pile foundation inspection; low strain reflected wave; static load test; core drilling method

一、引言  隨著我國建筑業的快速發展，采用樁基的工程日益增多。基樁的主要作用是利用本身遠大于土的剛度將上部結構荷載傳遞到樁周及樁端較堅硬、壓縮性小的土或巖石中，以達到減少沉降，使建（）筑物滿足正常使用功能及抗震等要求。伴隨著大量基樁的采用，判定基樁質量的方法也就凸顯得特別重要，常見的基樁檢測方法主要有低應變法、高應變法、聲波透射法、靜載荷試驗（包括單樁豎向抗壓、抗拔、水平靜載試驗）、鉆芯法等。

低應變反射波法是基樁樁身完整性檢測的主要方法之一，因快速、便捷、經濟、易于操作，且屬無損檢測，對施工不造成任何影響等諸多優點，因而被廣泛應用于樁身完整性的“普查”檢測中；其缺點是不能測定基樁的承載力，盡管上世紀80年代有過很多動測法測定承載力的研究論文，可歷史表明它尚難擔重任。高應變是一種快速檢測基樁承載力的方法，屬無損檢測；但其精度有限，且現行檢測規范中明確禁止大直徑樁、嵌巖樁使用該方法進行檢測。高應變方法亦可檢測樁身的完整性，因成本遠高于低應變方法，且對作業場地的要求高于低應方法，故基樁完整性檢測一般采用低應變手段。高應變方法的“特長”是判定預制管樁接頭的好壞及接頭部位之下的缺陷；另一個長處是可用于打樁過程監測，為選擇合適打樁機具、決定落錘高度、錘擊數等提供可靠根據。聲波透射法屬無損檢測方法，該方法的使用前提是灌樁過程中應事先預埋聲測管，故其抽樣的“代表性”不足；但對于承載力動則幾千噸，甚至幾萬噸的海上鉆井平臺用樁，大型港口、碼頭樁或深山澗谷的場地澆灌的鐵路、公路橋梁基礎樁，聲波透射法則被廣泛運用，因為這時其它方法就顯得無能為力。靜載試驗是一項方法、理論上無可爭議的樁基檢測技術，目前它是最為準確、可靠的檢測方法；實際工作中常把高應變的動測成果與靜載試驗成果相比較，通過誤差大小以判定高應變方法的適應性和精度。鉆芯法是一種微破損或局部破損的檢測方法，具有科學、直觀、經濟實用等特點，它適用于檢測樁身強度、樁底沉渣厚度、判定或鑒別樁端持力層巖土性狀及判定樁身完整性類別。

 本文以某工程檢測實際情況為例，通過低應變和單樁豎向抗壓靜載試驗聯合檢測鉆孔灌注樁的質量，并對缺陷樁進一步采用鉆芯法加以揭示，以確定缺陷的性質、深度，為工程的后期處理提供可靠依據。另外通過多種檢測方法搭配使用，筆者試圖為一般工程總結出一套快速、可靠、有層次的檢測方法的組合系統，而這一系統是有效、經濟的。

二、工程實例 某原料廠改造工程配料室擬建建筑基礎采用166根樁徑為800mm的鉆孔灌注樁，設計砼強度等級C35、樁端設計持力層的微風化灰巖、單樁豎向承載力特征值為4700kN。場地地層從上至下依次為：松散狀素填土、流塑狀淤泥質粉質粘土、可塑狀粉質粘土、可塑狀含角礫粉質粘土、軟塑狀含角礫粉質粘土、微風化石灰巖（嵌巖鉆孔灌注樁樁端土端阻力特征值6000kPa）、軟塑～流塑狀溶洞充填物、含碎石粘性土。

1、低應變反射波法

按慣例本工程先采用低應變進行“普查”，起初決定抽檢總樁數為30%，且每個承臺下不少于一根。因低應變“普查”中出現三類樁較多，業主于是召集各相關方商議，決定擴大抽檢比例。最終本工程實際共抽檢基樁136根，占總樁數81.9%。低應變檢測結果表明：I類樁53根；Ⅱ類樁56根；Ⅲ類樁27根?，F就該工程I、II、III類樁的特點分述如下。

Ⅰ類樁：樁身結構完整樁，樁身無明顯波阻抗變化，時域曲線中樁底明顯呈反向反射特征，波速在對應的混凝土強度等級范圍內。曲線形態特征見下圖。

II類樁：樁底反映明顯，且樁底呈反向反射或近乎平滑（系樁端巖石與混凝土粘合較好，表現為無阻抗差異），而不會出現同相反射波；但在樁底反射波之前有一個同向反射波，可見樁身局部存在輕微缺陷（包括假縮頸情況）。曲線形態特征如下圖。

Ⅲ類樁：樁身結構完整樁，時域曲線表明，樁端部位出現強同相反射且該反射信號還有二次反射，可見此類樁要么未嵌巖，要么樁底沉渣太厚。其曲線形態特征如下圖。

由于低應變反射波法對樁類別分類的依據主要是樁身波阻抗的差異，而與樁身承載能力沒有充分、必然的聯系，因而實際中可能出現低應變判定的Ⅲ類樁，其承載力能夠滿足設計要求的情況，比如設計要求單樁的承載力較低。為了避免此類事情的發生，業主決定對各類樁均抽取樣本，用靜載荷試驗直接判定各類樁的載荷能力，以確定對Ⅲ類樁是否進行工程處理。最后選取6#、61#Ⅰ類樁；55#、60#Ⅱ類樁；4#、53#、87#Ⅲ類樁進行靜載荷試驗。

2、單樁豎向抗壓靜載荷試驗 

靜載荷試驗采用慢速維持荷載法，電動油泵逐級加載，共分10級加載和5級卸載，每級加載量為940kN，首級加載1880kN。每級荷載達到相對穩定后加下一級荷載，直到達到終止加載標準，然后分級卸載到零(卸載量為加載時分級荷載的2倍)。加載等級及靜載試驗所得樁頂中心沉降量S與荷載Q所繪制的關系曲線，由Q―S曲線可看出：4#、6#、53#、55#、60#、61#、87#七根樁在加到最大荷載時，試驗樁6#、55#、60#、61#四根樁Q―S曲線均無明顯比例界限，為緩變形曲線，各試驗點沉降均很小，各樁均沒有達到極限破壞，單樁豎向極限承載力僅取所施加的最大荷載，則可得單樁豎向極限承載力為9400kN，所測各樁單樁豎向極限承載力從回彈曲線看，回彈均較大，這表明試樁主要處于彈性工作狀態，樁側摩阻力及樁端阻力均沒有充分發揮作用。也可由此判斷，最大加載量小于單樁豎向極限承載力，把最大加載量定為單樁豎向極限承載力是偏于安全的。

而低應變檢測診斷為Ⅲ類的三根樁（4#、53#、87#）單樁豎向抗壓靜載荷試驗結果表明： 4#、樁加載至7020kN時，最大沉降為112.25mm； 53#樁加載至1880kN時，最大沉降為127.46mm；87#樁加載至5640kN時，最大沉降為89.13mm；4#、53#、87#樁Q～S曲線均呈陡降型，依據《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2003），對于陡降型，取其發生明顯陡降的起點對應的荷載值， 因此4#、53#、87＃樁單樁豎向抗壓極限承載力應分別是3760kN、低于1800kN、3700kN。可見這三根Ⅲ類樁豎向抗壓極限承載力遠未達到9400kN，就已破壞，這進一步驗證了低應變檢測結果的正確性。

這七根樁靜載荷試驗Q～S曲線如下：

3、鉆芯法

通過靜載荷試驗業主充分肯定了檢測單位的動測成果；為了充分揭示成樁缺陷的原因，以便加強相鄰工地施工管理，尋求本工程缺陷樁的處理方法，業主決定對4#、87#兩根樁進行鉆芯檢測。抽芯結果為：鉆芯進尺到6.8m至7.3m時取樣為破碎巖，鉆芯進尺到7.3m至9.6m為溶洞充填，且鉆芯水質明顯出現“渾濁”變化，鉆芯進尺到9.6m至13.0m為完整基巖；87#樁抽芯結果表明，鉆芯進尺到5.9m附近出現明顯“夾泥”現象，鉆芯進尺6.1m至樁端為完整混凝土，樁端為完整基巖。87#樁進行了四組抽芯抗壓實驗，結果表明：三組抗壓強度為16.6～25.2MPa,只有一組達到31.4MPa，未達到C35砼合理的強度要求?，F場鉆芯取樣照片見下圖：

4#樁現場照樣及現場取樣過程中水質變化對比照片

87#樁現場照樣

4、Ⅲ類樁的缺陷分析及產生的原因

鉆探抽芯表明：III類樁的缺陷是樁底沉渣超標，系清孔不干凈所致。清孔作為灌注樁施工中保證成樁質量的重要環節，施工中盡可能的使樁孔中的沉渣全部清除，使混凝土與巖基結合完好，以提高樁基的承載力。樁底的沉渣過多主要由于施工中違犯操作規定，清孔不干凈或未進行二次清孔造成的。抑或使用的泥漿比重過小或泥漿注入量不足，導致樁底沉渣浮起困難，故堆積在樁底，影響樁與地基結合。抑或鋼筋籠吊放過程中，由于鋼筋籠的軸向位置未對準孔位，以致鋼筋籠碰撞孔壁，導致孔壁的泥土坍落于樁底。另外應減少空孔時間，避免孔壁自然坍落。按施工操作規程要求下完鋼筋籠后，應檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，則應利用導管進行二次清孔。 5結束語(1) 現有的檢測方法是能夠準確檢測出基樁質量問題的。在實際工程檢測過程中，檢測人員應根據各種檢測方法的特點，綜合、靈活運用，以達到快速、準確判定樁身缺陷的性質、部位的目的，為尋找導致缺陷的原因，制定后期工程處理方案提供可靠的依據。(2) 低應變判定的Ⅲ類樁，其承載力常常能夠滿足設計要求；除了說明設計要求低外，另一個很重要的原因是：低應變劃分樁類別的根據是樁身阻抗的變化，而與承載力沒有充分、必然的聯系。對于樁身質量的基本要求除了樁身結構完整性外，承載力必須達到設計要求，其中對承載力的要求是首要的。在本工程實際檢測過程中，筆者經低應變檢測發現Ⅲ類樁后，立即采用靜載荷試驗方法進行進一步檢測；除了“驗證”低應變檢測結果之外，更重要的是看III類樁的首要指標承載力能否達到設計要求；若能，則該III類樁不一定要進行后期工程處理，這樣的安排（檢測方法的組合）是為了給業主省時、省力（財力）。

（3）鉆芯法當然能夠驗證低應變的準確性，本工程低應變發現III類樁后，也可先采用鉆芯法進行驗證；但是即便鉆芯法驗證了低應變的III類樁判定的準確性，卻依然不能回答該類樁承載力能否達到設計要求的問題；況且經抽芯后，再做靜載荷試驗，有可能既延誤時間，又使靜載荷結果遭到質疑，因為經抽芯后，樁身已有微損，基樁承載力可能降低。因此，我們認為檢測方法的選擇、搭配，各種檢測方法實施的先后順序，在實際工程檢測中是很有講究的。

參考文獻：

【1】中國建筑科技出版社《巖土工程勘察施工檢測與監測新技術實用手冊》?2008

【2】張雁?中國建筑工業出版社《樁基手冊》?2009

【3】陳凡?中國建筑工業出版社《建筑基樁檢測技術規范》?2003年

【4】葛祖煥、葛超明?中冶集團武漢勘察研究院有限公司《**工程基樁檢測報告》?2008

篇(5)

關鍵詞：大型橋梁結構健康檢測檢測技術傳感器

中圖分類號： TU997 文獻標識碼： A

一、現代大型橋梁健康監測技術的概念

大型橋梁結構健康監測實際上是一個多參數(包括溫度、應力、位移、動力特性等)的監測。所謂大型橋梁結構健康監測技術就是指利用一些設置在大型橋梁關鍵部位的測試元件、測試系統、測試儀器，實時、在線地量測大型橋梁結構在運營過程中的各種反應，并通過對這些大型橋梁結構關鍵部位的測試數據的現場采集、數據與指令的遠程傳輸、數據儲存與處理、結構安全狀態的評估與預警等一系列程序，分析大型橋梁結構的安全狀況、評價其承受靜、動態荷載的能力和結構的安全可靠性，為運營及管理決策提供依據.

大型橋梁結構健康監測技術涉及多個學科交叉領域，隨著現代檢測技術、計算機技術、通訊技術、網絡技術、信號分析技術以及人工智能等技術的迅速發展，大型橋梁結構健康監測技術正向實時化、自動化、網絡化的趨勢發展。目前，包含多項檢測內容、能對大型橋梁狀態進行實時監測，并集成了遠程通信與評判控制的健康監測系統，已經成為大型橋梁健康監測技術發展的前沿.

大型橋梁結構健康監測技術主要包括監測系統總體設計技術、傳感器及其優化布設技術、數據自動采集與傳輸技術、結構仿真分析技術、健康診斷與結構安全評估技術等。

二、大型橋梁結構健康監測系統總體設計技技術

大型橋梁結構健康監測系統是集結構監測、系統辨識和結構評估于一體的綜合監測系統。通常采用各種先進的測試儀器設備對大型橋梁在外界各種激勵(包括交通荷載、環境荷載等)下的各種響應進行監測;然后對監測到的各種信息進行處理，結合結構模型等知識對結構進行診斷，分析結構的損傷狀況;最后對大型橋梁結構的健康狀態進行評價，并確定科學的大橋維修、養護策略。其監測內容一般包括

1)大型橋梁結構在正常環境與交通條件下運營的物理與力學性能響應，包括各種荷載下的內力(應力)、變形、固有頻率、模態、混凝土的碳化、鋼筋的銹蝕等。

2)大型橋梁重要非結構構件(如支座)和附屬設施的工作狀態;

3)大橋所處環境條件等。

大型橋梁結構健康監測是運用現代的傳感與通訊技術，實時監測大型橋梁運營階段在各種環境荷載條件下的結構響應與行為，對于具體的一座大型橋梁的監測系統設計，由于其本身的結構特點和監測重點的不同，其相應的監測方法、內容、規模、監測效果也各不相同，但總體上應遵循以下設計準則:

1、系統功能要求

不同的功能目標所要求的監測項目不盡相同。絕大多數大跨度大型橋梁結構監測系統的監測項目都是從結構監控與評估出發的。如果監測系統考慮具有結構設計驗證的功能，那就要獲得較多結構系統識別所需要的信息。一般來說，對于大跨度索支承大型橋梁，需要較多的傳感器布置于橋塔以及加勁梁以及纜索、拉索各部位，以獲得較為詳細的結構動力行為并驗證結構設計時的動力分析模型和響應預測。

另外，在支座、擋塊以及某些聯結部位需安設傳感器獲取反映其傳力、約束狀況等的信息。因此大型橋梁結構健康監測系統的功能應考慮以下幾個主要方面:

1）結構整體行為方面:包括研究結構在車橋共同作用、強風、強地面運動下的非線性特性以及橋址處環境條件變化對結構動力特性、靜力狀態(內力分布、變形)的影響等。

2)結構局部問題:例如邊界、聯接條件，鋼梁焊縫疲勞及其它疲勞問題;結合梁結合面的破壞機制;索支承大型橋梁纜(拉)索和吊桿的振動局部損傷機制。

3)抗震方面:包括各種場地地面運動的空間與時間變化、結構相互作用、多點激勵對結構響應的影響等，通過對墩頂與墩底應變、變形及加速度的監測進行大型橋梁抗震分析等。

4)抗風方面:包括風場特性觀測、結構在自然風場中的行為以及抗風穩定性。

此外，也應重視結構耐久性問題、基礎變形規律、樁基的承載力等問題。

2、效益/成本分析

監測系統的設計首先應該考慮建立該系統的目的和功能，對于特定的大型橋梁，建立結構健康監測系統的目的可以是大型橋梁監控與評估，或是設計驗證，甚至以研究發展為目的。一旦建立系統的目的確定，系統的監測項目就可以基本上確定，也就可以確定其功能的設計要求。但由于監測系統設計過程中各監測項目的規模以及所采用的傳感儀器和通信設備等的確定需要考慮投資的限度，因此在設計監測系統時必須對監測系統方案進行成本/效益分析。根據功能要求和成本/效益分析將監測項目和測點數量設計到所需的范圍內，以便最優化地選擇安裝系統硬件設施。

三、傳感器及其優化布置技術

傳感器的選擇主要考慮以下幾個方面的因素:傳感器類型的選擇以及傳感器的精度、分辨率、頻響及動態范圍;傳感器布設位置以及其周圍動態環境的影響程度、測量噪聲的影響程度等。

大型大型橋梁健康檢測、監測過程中應用的傳感器主要用來測量加速度、速度、位移及應變等參數，由于大型橋梁結構尺寸龐大，同時自振頻率往往非常低，結構的響應水平通常也非常小，因此，要求傳感器必須具有頻響范圍廣、低頻響應好、測量范圍大的特點。傳統的傳感器有壓電式力傳感器、加速度傳感器、阻抗傳感器、應變片等，它們己廣泛應用于各類工程結構的實測中，這里不再贅述.

目前新興的傳感器主要有:疲勞壽命絲、壓電材料傳感器、碳纖維、半導體材料和光纖傳感器等。

光纖傳感器是隨著光纖通訊技術的蓬勃發展而涌現出來的一種先進的傳感器，是用于長期監測的最理想材料。其主要性能特點包括:

1)具有感測和傳輸雙重功能;抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕，本質安全可靠，耐久性好;靈敏度高;重量輕、體積小、可撓曲，對被測介質影響小;

2)便于復用、成網，有利于與現有光通信技術組成遙測網和光纖傳感網絡;

3)測量范圍廣。可測量溫度、壓強、應變、應力、流量、流速、電流、電壓、液位、液體濃度、成分等。

四、大型橋梁結構健康監測系統總體設計

現代大型橋梁結構健康監測技術不只是傳統的大型橋梁檢測技術的簡單改進，而是運用現代傳感與通信技術，實時監測大型橋梁運營階段在各種環境條件下的結構響應與行為，獲取反映結構狀況和環境因素的各種信息，并由此分析結構的健康狀況、評估結構的可靠性，為大型橋梁的管理與維修決策提供科學依據.

1 監測系統的組建，見圖1：

圖 1典型大型橋梁結構健康監測系統框圖

2 監測系統的設計原則

1)目的與功能的主輔原則

監測系統的設計應該以建立該系統的目的和功能為主導性原則，建立健康監測系統的目的確定后，則系統的監測項目和儀器系統就可基本確定。一般而言，建立大型橋梁健康監測系統的主要目的是掌握結構的運營安全狀況，因此健康監測系統的設計應首先考慮以結構安全性為主的監測原則，是能夠關乎結構安全與否的重點監測內容，而其它目的則為輔的。

2)功能與成本最優原則

健康監測系統的成本通常比較大，其成本一般由三大部分組成:結構仿真分析費用、儀器系統費用及處理軟件費用。結構仿真分析部分費用一般較小，但其意義重大。儀器系統是健康監測系統成本的主要部分，監測項目及傳感器數量越多，監測信息就越全面，從而系統成本就越高;反之則降低系統成本，但同時可能會因為監測信息不足而使監測數據有效性減小。所以為使系統成本更合理，有必要對功能與成本進行優化，使用最小的投資，獲得最大的有效監測信息。信息處理軟件費用，其主要功能是對巨量信息進行解釋、存儲、傳輸及初步評價等，

該部分費用相對也比較小。

3)系統性和可靠性原則

監測分析、仿真計算、工程經驗有機結合，也只有用系統分析原理，使測點之間、監測項目之間能相互結合，從而提高整個系統的監測功效;監測系統最基本的要求是可靠性，而整個系統的可靠性取決于所組成的各種儀器的可靠性、監測網絡的布置及設計的統籌安排和施工上的配合等因素。

4)關鍵部件優先與兼顧全面性原則

關鍵部件是指各種原因導致的可能破壞區、變形敏感區及結構的關鍵部位，這些關鍵部件都必須重點監測。但也應考慮全面性，考慮對結構整體性進行監測，例如基礎的總體安全性監控等。

5)實時與定期監測結合原則

根據監測目的、功能與成本優化確定監測項目后，應該考慮的是實時監測與定期監測分別設置的原則。由于監測項目的不同，有些項目不必長期實時監測，但其監測頻率又遠高于人工監測，這時可考慮采用定期監測，以減少后期維護成本和數據處理壓力。

結束語：

交通運輸是一個國家的經濟命脈，而大型橋梁是交通的咽喉，大型橋梁的建造和維護是一個國家基礎設施建設的重要組成部分，同時也是經濟發展與技術進步的象征。本文簡要分析了大型橋梁的健康系統的設計，希望對同行以幫助。

參考文獻：

[1]孫全勝.智能大型橋梁結構健康監測的研究，東北林業大學博士學位論文.2005.

[2]廖延彪‘光纖傳感發展近況[J].光電子技術與信息，2000, 13 (3): 27-29.