桥梁桩基常见病害及检测

桥梁是国家交通工程建设主要项目之一，其不仅可以跨设于水域之上，也可以作为地面架空桥梁设施，缓解地区交通线路运行压力。无论是哪一种类型桥梁，桩基础的结构均起到了重要的承载作用，减轻地面桥梁行车时产生的重力荷载。由于现今交通日趋频繁，桩基础承受的重力荷载不断扩大，导致结构性病害发生率上升，这种情况势必会对桥梁的稳定性及安全性造成损害。
 
桩基础结构作为桥梁的核心构成，结构功能影响着区域交通运行效率。因此，加强桥梁桩基的高质量施工管理，提升桥梁桩基的检测力度，对于保证公路桥梁项目的结构稳定性非常重要，对创建更加稳定有序的交通运行环境也具有重大意义。
 
一、桥梁桩基础结构常见病害
 
1、碳化病害
桩基础结构是桥梁不可缺少的支撑体系，也是地方交通项目建设中的重要工程。碳化现象的出现会减弱桩基础结构的耐久性，长时间碳化可能造成混凝土黏合性失效，破坏桥梁建筑的整体性。
 
“碳化”是桩基础结构普遍存在的病害问题，是混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生反应。由于桩基础结构物暴露于空气中，无法避免发生碳化现象。
 
2、裂缝病害
随着时间的推进，桥梁会面临较高的病害风险，桩基础结构承载力减弱会导致诸多病害现象的出现，严重影响桥梁结构性能。
 
裂缝是混凝土桥梁的常见病害，温差、受力、工艺等均会引起裂缝现象的出现。
 
桩基病害检测技术
桩基础结构是现代桥梁建造不可缺少的一部分，利用桩基础可实时调控桥梁结构的稳定性，为地方交通运行创造有利的条件。随着时间的推移，桩基础结构病害发生概率升高，桥梁内外结构出现不同程度的损耗，破坏了区域交通线路的安全性。此时就需要制定可行的病害检测方案，增强桩基础工程的抗害能力。
 
在桥梁桩基的检测中有五种非常典型的检测方式，分别为现场静力荷载检测、超声波透射检测、高低应变动测检测以及钻孔检测，它们都有各自的特点和适用的范围，桥梁工程在需要对桩基进行检测时，一定要有针对的选择有效的检测方式，要注意避免所使用的检测方式中容易出现的问题。只有应用好桥梁桩基的检测技术，才能更好地保证桥梁工程的质量。
 
1、静力荷载检测
静载试验是指在桩顶施加荷载，了解在荷载施加过程中桩土间的作用，最后通过P~S曲线的特性判别桩的施工质量及确定桩的承载力。在桥梁桩基检测中，主要是以慢速维持荷载法，由于桩基荷载压力大，施工环境恶劣、检测时间长等原因，故较少采用这种方法。
 
2、高低应变检测
低应变和高应变的原理基本相同，高应变法是利用重锤自由落体锤击桥梁桩基来得到相关的检测数据，但由于操作复杂，所以就有了低应变，低应变使用的是小锤，并配有传感器，通过传感器接收的信号，就可以简单地分析到桥梁桩基是否存在缺陷以及存在缺陷的位置和大小。这种测量方式要求桥梁桩顶必须干净、整洁。
 
低应变检测过程中，通过电脑对传感器接收到的信号进行分析，通过波形的信号，了解到桥梁桩基是否存在缺陷，以及夹层等情况。一般来说，所得到的波形越规则，桥梁桩基的完整性就会越好，一旦波形存在较大的突变和较大的波动，就说明桥梁桩基存在一定的缺陷，是不符合相关的标准的。
 
高应变能够充当低应变法补充验证手段，在判定桩身水平整合性缝隙或预制桩接头等存在的缺陷时不仅能合理判定缺陷程度，还能够判定是否会影响桩的竖向抗压承载能力。
 
 3、超声波透射检测
超声波透射法是相关人员通过相应的声测管，由超声脉冲发射源在混凝土内发高频弹性脉冲波，用高精度接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征。
 
当混凝土内部存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波达到该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低。
 
当混凝土内部存在松散、蜂窝空洞等缺陷时，将产生波的散射和绕射，根据波的初始到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特征，可获取测得范围内混凝土的声学参数。
 
测试记录不同测试剖面、不同高度上的超声波的特征，经过处理分析就能获得测试区内混凝土的参考强度和内部缺陷的性质、大小及空间位置。
 
4、静力触探检测
 静力触探主要倾向于力的分析，这种方法的使用一般需要经过相应试验测得比贯入阻力、桩身测阻力等，这样做的目的是为计算提供方便，同时也可以对桩基的承载力值加以确定。通过这种方法检测后，将计算出来的特征值和相应的安全系数进行详细的对比，将获得的数值和桩基的承载力进行认真地比对，如果基桩的承载能力比设计桩基承载力的值大，那么基桩的承载能力满足相关要求，反之基桩的承载力就不满足相关要求。
 
5、钻孔取芯法
主要是采用钻孔机对桩基进行抽芯取样，根据取出的芯样，可对桩基的长度、砼强度、局部缺陷情况、桩底沉渣厚度、持力层情况等作出清楚的判断，这种方法只能对局部范围进行判断，在对桩基进行等级评定时，还是以无损检测为主。
 
结语
公路桥梁施工中的桩基质量问题直接影响着公路桥梁的质量和安全，桩基工程的质量需要进行严格地控制，需要定期进行检测，但每种检测方法均存在一定的局限性，故充分利用各种方法的优点，解决桥梁工程中实际问题是很有必要的。选择合适的方法，通过对实际桩基施工中一些问题的有效解决，加上有效的桩基质量检测方法，可保证公路桥梁桩基施工质量，促进公路桥梁建设事业的发展。