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市政桥梁桩基质量无损检测技术研究

作者

杨柳青

浙江中浩应用工程技术研究院有限公司 310011

摘要:市政桥梁桩基质量无损检测技术利用物理探测方法评估桩基结构状态,可以识别缺陷位置,提高检测效率,而常见方法包括声波透射法、静荷载检测、红外热成像法等,每种方法针对不同检测需求,具备独特优势,市政桥梁桩基质量无损检测技术应用于桥梁施工质量验收、运行维护、安全评估等环节,为城市基础设施提供科学检测手段,未来智能化检测方式将进一步提升检测精度,以此促进市政工程安全管理水平的提高。

关键词:市政桥梁;质量;无损检测技术

市政桥梁作为城市交通的重要组成部分,其稳定性和耐久性直接关系到公共安全,桩基作为桥梁结构的重要承载部分,其施工质量对整体桥梁的安全性具有决定性影响,传统的桩基质量检测方法大多依赖于开挖、取样或破坏性实验,不仅成本高、周期长,还可能对原有结构造成损伤,随着工程技术的发展和城市建设需求的提高,快速、高效、无损的检测手段成为工程质量管控的关键,在不破坏结构的前提下无损检测技术能够评估桩基的完整性、承载能力及缺陷情况,提高检测效率,为工程质量提供有力保障,而现代无损检测技术结合了声学、光学、电磁学等多种原理,已成为桥梁检测领域的重要工具,其已经被广泛应用于桥梁建造、运行维护及安全评估之中,为城市基础设施的长久稳定运行提供科学支撑。

一、市政桥梁桩基质量无损检测技术的概述

市政桥梁桩基质量无损检测技术是一种利用物理探测手段,对桩基的结构状态、材料性能及缺陷情况进行评估的检测方法,市政桥梁桩基质量无损检测技术在不破坏桩基实体的情况下通过分析外部信号响应判断桩身完整性,分析其承载能力,发现可能存在的质量缺陷,包括波动传播、磁场变化、电流响应等多种测量方式,而每种方法根据不同的工作原理适用于不同类型的桩基检测需求,无损检测技术可对桩基的长度、完整性、均匀性、缺陷部位及承载力进行有效评估,为工程建设和维护提供可靠依据,相比传统破损性检测,无损检测技术不仅能够大幅降低检测成本,还能提高检测效率,在城市桥梁建设和养护中发挥重要作用,促进基础设施的安全性提升[1]。

二、市政桥梁桩基质量无损检测技术的特点

无损检测技术具有高效、精准、非破坏性的特点,能够在短时间内完成桩基质量评估,确保桥梁结构安全性,无损检测技术依赖先进仪器设备,通过声波、电磁波、雷达等手段获取桩基内部信息,无需进行开挖或破坏性取样,无损检测技术数据处理能力强,能够实时分析检测结果,也可以识别桩基内部缺陷的位置、类型及严重程度,适用于多种复杂施工环境,而不同检测方法可根据桩基材料和结构特性进行针对性选择,提高评估的准确性和适用范围,此外检测过程对施工进度影响较小,可在桥梁施工或运营期间进行,能够降低对交通的干扰,提高市政工程的管理效率,无损检测技术还具有多样性、适应性和智能化的发展趋势,可以结合数字化分析和智能算法,以此实现自动数据处理,现代检测手段能够在大规模检测任务中快速筛查潜在隐患,为桥梁安全管理提供科学依据,技术创新不断推动检测精度的提升,使检测结果更加直观、可量化,以此为工程建设提供更可靠的质量保障,同时无损检测可结合长期监测系统,实现桥梁桩基的全生命周期评估,以便及时发现并预警结构安全问题,延长桥梁的使用寿命[2]。

三、市政桥梁桩基质量无损检测技术分析

(一)声波透射法

声波透射法是一种利用声波在混凝土内部传播特性进行桩基质量检测的技术,声波透射法通过在桩基内部预埋超声波换能器或使用测管,在检测过程中一侧换能器发送超声信号,另一侧换能器接收,测量声波在混凝土中的传播时间、能量衰减以及波形特征,以分析桩身的完整性,不同介质对声波的传播速度和衰减程度存在明显差异,完整混凝土内部声波传播较快且衰减小,而含有裂缝、孔洞或缺陷的混凝土,其声波传播会发生延迟甚至中断,信号衰减幅度增加。通过对比实际测量值与理论值,工程师可判断桩基内部结构是否存在异常,为桥梁工程质量评估提供科学依据,声波透射法适用于检测桩基的完整性、混凝土均匀性以及可能存在的夹层、裂缝等缺陷,工程师可以在检测过程中可采用不同测管布置方式,以满足不同桩基结构的检测需求,由于声波透射法具备较高的分辨率,其能够有效识别桩身内部缺陷的位置、尺寸及性质,但是在检测过程中也会受施工条件、检测设备、操作方式等因素影响,这会出现数据误差,因此工程师需要结合现场环境合理调整测试参数,以此提高检测精度,而声波透射法具有适用范围广、非破坏性强的特点,其已成为市政桥梁桩基质量检测的常用手段,这有助于保障桥梁结构的安全性和耐久性。

(二)静荷载检测

静荷载检测是评估市政桥梁桩基承载力和变形特性的关键技术之一,静荷载检测通过在桩顶施加静态轴向荷载,测量桩体在不同荷载水平下的位移变化,以判断桩基的承载能力及工作状态,在试验过程中加载方式通常采用千斤顶施压,荷载由反力架或锚桩提供,工程师可以通过分级加载记录荷载-位移曲线,可分析桩基极限承载力、沉降特性以及刚度变化情况,而对于不同类型的桩基,如摩擦桩、端承桩,数据解读方式有所区别,以确保检测结果能够真实反映桩基性能,静荷载检测具有高精度、直观可靠的特点,能够有效评估桩基的承载力储备及安全性,静荷载检测适用于重要桥梁工程的桩基验收和质量评估,尤其是在软土地基或复杂地质条件下,其检测结果对桩基设计优化和施工质量控制具有重要参考价值,现场试验需严格按照规范执行,以此确保加载系统稳定,数据采集精准,避免外界干扰影响测试精度,此外静荷载检测可以结合其他无损检测方法,如高应变动力测试,以此对静荷载检测结果进行验证,从多个角度提高检测的全面性和可靠性。

(三)红外热成像法

红外热成像法是一种基于温度分布变化的无损检测技术,通过红外热像仪捕捉桩基内部缺陷所引起的温度异常,分析桩身完整性及缺陷位置,在检测过程中工程师可以利用外部热源或环境温差诱导桩基内部温度场变化,热像仪记录表面温度分布,再通过热传导分析推测内部结构状况,缺陷部位因导热特性不同,相较于正常区域会呈现温度异常,工程师可以结合数据处理技术可精确识别夹层、空洞、裂缝等缺陷,红外热成像法具有非接触测量、实时成像、检测效率高的特点,适用于混凝土桩基质量评估,特别是在施工过程中能够迅速发现异常,减少潜在工程隐患,红外热成像法对环境适应性较强能够在复杂地质条件下应用但检测效果受温差大小、桩基材质及周围介质影响较大,为了提升准确性,红外热成像法也可以可结合其他检测手段,例如使用超声波检测对异常部位进行进一步验证,确保结果更加可靠。

四、结语

市政桥梁桩基质量无损检测技术在工程建设与维护中发挥关键作用,能够在不破坏结构的情况下,高效评估桩基质量和安全状况,而不同检测方法各有特点,适用于不同检测需求,提高桥梁基础结构的稳定性,随着检测技术的进步,数据分析手段不断优化,检测精度持续提升,为桥梁的安全监测提供更可靠的技术支持。

参考文献:

[1] 李沐.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用[J].人民交通, 2024(003):000.

[2] 蔡丛丛,杨旭.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用研究[J].商品与质量, 2023:97-100.