【关键词】桥梁桩基；检测要点；分析
桩基施工质量是否达标将直接关系到桥梁整体结构的安全性，而且是提升桥梁使用年限和功能性的重要施工部分。在桥梁桩基施工中，多数项目属于隐蔽工程，对于其施工技术的实际应用也提出了更高的要求和标准。而桩基工程的检测在整座桥梁中起到了关键的作用，对其进行分析也是桩基工程的重点。优良的桩基工程是优质桥梁工程的保证。
1 桥梁桩基施工的特点分析
桥梁的桩基施工是桥梁设施建设的重要基础，也是加快城市化进程的先决条件，因此，对桥梁的建设中必须将质量问题提升到相应的高度，并且不断加强对于各工程项目施工技术的深入研究和探索。在桩基工程建设中，桥梁工程的数量不断增多，为了保证桥梁桩基施工技术的科学、合理应用，必须对其特点进行全面的分析。交通工程中桥梁桩基施工的特点，主要表现在以下几个方面：
1.1重要性
在桥梁工程建设中，桩基施工是基础和根本，因为桥梁工程建设过程和使用过程中，桩基会直接影响正个桥梁的承载能力和使用寿命，没有良好的施工质量，会导致桥梁结构受损，缩短使用寿命，严重的发生垮塌危害公众安全。在建设桥梁的时候，桥梁桩基施必须要受到重视，保证工程质量和施工标准落到实处。
1.2复杂性
现在，国内交通工程的桥梁桩基施工中，根据地质情况、施工环境等因素，可以选用的桩基类型较多（以混凝土灌注桩为主），而且各种桩基对于施工工艺和技术的要求也略有差异，在组织桥梁桩基施工时，施工单位必须在对设计方案进行全面审核的基础上，明确各种施工技术的适用范围及优缺点。另外，桥梁桩基施工中，受各种内外部因素的影响较大，如果在施工技术的应用中出现问题，极有可能导致工程项目整体质量的下降，甚至降低桥梁的使用年限和结构安全性。
1.3知识多样性
从现代工程学专业知识的角度出发，桥梁桩基施工中涉及到从桥梁结构、地基基础、工程地质、水文地质、建筑材料、静动测试、工程机械、土力学等学科的基本知识，工程项目设计和施工技术管理人员必须具备较高的专业素质，而且要熟悉国家建筑主管部门出台的相关规范和规程，这是保证桩基施工质量和防范施工事故的重要基础。
2 桥梁桩基工程检测方法要点分析
桩基工程是桥梁工程中的主要基础形式，对基桩的检测内容大体可分为承载能力检测和桩身完整性检测两个方面。桩身完整性检测最长见方法有低应变反射波法、超声透射法和钻孔取芯法等；承载能力检测的方法主要有静载试验法和高应变法。
2.1低应变反射波法
低应变反射波法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩身的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号、频率信号，从而获得桩的完整性结论。
低应变反射波法采用一维应力波理论来分析桩土体系的动态响应，并做了3点基本假设：1、桩被看作式一维弹性体杆件（桩的长度远大于桩径），2、桩被视为由匀质材料构成，截面恒定，各物理力学参数为常数，横截面在受力时保持平面，3、忽略桩内外的阻尼和摩擦力的影响。用手锤敲击桩顶产生的应力波，理论分析表明，一维弹性杆中波长应大于10倍杆径，这样一维波动方程的解才是精确的。因此，时域曲线不但有纵波存在，还有横波存在，而大直径桩中波速是频率的复杂函数，限制着可测桩的直径。在实测中，桩侧土阻力特别是动土阻力对应力波传播的影响非常大，表现在以下方面：①导致应力波迅速衰减；②影响缺陷反射波幅值；③产生土阻力波。低应变动测法较难区分局部混凝土胶结不良、离析、缩颈等常见的缺陷，一般表现为反射波和入射波同相，但从时域曲线上严格地区分这些缺陷有一定的难度，建议结合频域曲线、工程地质条件、施工情况进行综合分析。也较难区分扩孔、地质变化、嵌岩等情况，故只能对信号作有程度的区分和大致定性，而不能过于夸大地下结论，如承载力、混凝土强度、缺陷类型、大小等。
低应变反射波法，检测设备简便，检测速度快，费用相对较低，适用于工程桩大面积普查。但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。
2.2超声波透射法
超声波透射法是最早采用的桩基完整性无损检测法，在上世纪80年代末正式应用于福建省桥梁桩基检测上，其方法是在灌注混凝土之前，在桩孔内预埋数根声测管，作为超声脉冲发射与接收探头的通道，用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声参数，然后对这些测值作各种特定的数值判据或波形判断处理后，得出桩的缺陷类型、大小、位置、混凝土均匀性指标和强度等级。
用超声波透射法检测钻孔灌注桩完整性的优点在于结果准确可靠，不受桩长、桩径限制，无盲区（声测管范围内都可以检测），可测桩顶低强区和桩底沉渣厚度，桩顶不露出地面即可检测，方便施工，也可粗略估测混凝土强度，适用性较强。由于超声波只对已埋设声测管的范围内混凝土进行完整性检测，声测管以外（包括持力层，保护层部分等）不在检测范围内，对于支承桩或嵌岩桩，宜同时采用低应变反射波法检测桩端的支承情况，确保基桩承载力满足设计要求。 2.3静载试验法
对于桥梁的桩基，单桩的承载能力至关重要。对于单桩承载了的测试方法中，采用静载试验法最直接、最可靠的方法。测试方法是在桩顶施加轴向压力，通过不同等级压力对单桩的影响获得数据，了解单桩的实际性能，从而得出单桩承载能力。
单桩竖向抗压静载试验法可分为慢速维持荷载法和快速维持荷载法两种。为设计提供依据的应采用慢速维持荷载法；施工后的工程桩验收检测也宜采用慢速维持荷载法，当有足够的地区经验时，可采用快速维持荷载法，但建议在最大试验荷载时，应根据桩顶沉降收敛情况决定是否延长维持荷载的时间。测试耗时较长，而且对桩身的作用力较大，施工环境相对较差，检测费用都比较高，而且加载设计难度高，检测程序复杂，并且有可能对桩身或周遭土造成破坏，是基桩的承载力受到影响。所以不宜采用这种方法进行普查。在大型工程中采用抽样测试，抽样比例通常低于10%或者不少于5根，这样就可以同时满足各方面要求，也可以得到理想的试验结果。在测试过程中，基准桩的问题有时会被检测人员所忽视，容易出现基准桩打入深度不足或离试验桩的间距不够，试验过程产生位移等的问题。
2.4高应变动测法
高应变动测法是用重锤个桩顶一竖向冲击荷载，在桩两侧距桩顶一定距离对称安装力和加速度传感器，量测力和桩、土体系响应信号，从而计算分析桩身完整性和单桩竖向抗压承载力的方法，还可以监测预制桩和钢桩打入时的桩身应力和锤击能力传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。Case法和曲线拟合法（CAPWAP）法是最常用的高应变检测方法，两者以行波理论为依据，量测桩顶力和加速度时程波形，但对测量信号的分析处理方法有所不同。和静载试验对比，高应变动测法的试验成本和检测时间有了大幅度的减少，测试结果可以帮助到其他测试。
高应变动测法，合理判定缺陷程度，可作为低应变法的补充验证手段。可以利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率。
关键词：桥梁；桩基检测技术；技术
桥梁工程不仅仅投资高，施工难度大，而且一旦出现事故就是重责任事故，将给国家人民造成了重大损失。桩基是桥梁的主要部分，它承受由桥跨结构墩台的巨大荷载，其质量的好坏，直接影响桥梁使用长久性和安全性。桩基属隐蔽工程，要想控制其质量，不仅在设计施工中控制，还要有先进的检测方法。本文就桩基的一些常用检测方法进行分析与探讨。
一、桥梁检测技术的意义和重要性
1、桥梁建设过程中，工程材料的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工的失误难以避免，桥梁建成之后，如何对路桥的实际品质进行鉴定是业主最关心的问题。船舶和汽车等批量生产的机械设备，可以通过破坏性原型试验来检验设计目标的满足程度。路桥等建筑结构属于单件生产，不可能进行破坏性原型试验，因此非破坏性检验技术受到了特别的关注。路桥结构的试验检测方法和技术不仅具有重要的理论价值，而且具有广阔的应用前景。
2、桥梁工程试验检测工作，不仅是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段，也是工程质量科学管理的重要手段，还是桥梁工程质量管理的重要组成部分。其重要性主要体现以下几个方面。
（1）桥梁的试验检测，有利于推广新技术，它为程施工积累经验教训，有效的对新材料、新技术、新工艺进行试验检测，可以将新工艺恰当地投入到生产之中，保证计划的可行性、适用性、有效性、先进性。
（2）桥梁通过试验检测，能充分利用当地出产的材料，偏于就地取材。这样，譬如建设地点的沙石，填料等等，可借助试验这种手段，以确定上述材料是否满足于施工技术规定要求。
（3）桥梁通过试验检测，可加强质量保证。如果有了有效地测试手段，可科学地评定路用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。可以对任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验，从而评定其产品是否合格。
二、各种桥梁桩基检测技术详细分析
桩基检测技术从80年代末的只使用声波透射法抽检发展到目前的低应变、声波透射法、静荷载、钻孔取芯、高应变等综合全面普查。
1、低应变检测法
（1）基本原理
低应变检测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号，频率信号，从而获得桩的完整性。
（2）检测目的
检测桩身缺陷及扩颈位置。根据波形特点无法判定缺陷性质，无论是缩颈、夹泥、混凝土离析或断桩等缺陷的反射波并无大差别，要判定缺陷性质只有对施工工艺、施工记录、地质报告以及某种桩型容易出现的质量问题非常熟悉，并结合个人工程经验进行大概的估计，估计是否准确只有通过开挖或钻芯验证。
判定桩身完整性类别。所谓完整性类别就是缺陷的程度，缺陷占桩截面多大比例，会不会影响桩身结构承载力的正常发挥，但是目前缺陷程度只能定性判断，还不能定量判断。
（3）适用范围
低应变检测法适用于混凝土桩的桩身完整性判定，如灌注桩、预制桩、预应力管桩、水泥粉煤灰碎石桩等。
低应变检测法过程检测中，由于桩侧土的摩阻力、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗变化等因素影响，应力波传播过程，其能力和幅值将逐渐衰减，往往应力波尚未传到桩底，其能量已完全衰减，致使检测不到桩底反射信号，无法判定整根桩的完整性。根据实测经验，可测桩长限制在50m以内，桩基直径限制在1.8m之内较合适。
（4）优缺点分析
低应变检测法检测简便，且检测速度较快，本方法对桩身缺陷程度只作定性判定，
尽管利用实测曲线拟合法，分析能给出定量的结果，但由于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频，响应、高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变，以及桩侧土阻尼、土阻力和桩身阻尼的耦合影响，曲线拟合法还不能达到精确定量的程度。
2、声波透测法
（1）基本原理及检测目的
声波透测法是在灌注桩基混凝土前，在桩内预埋若干根声测管，作为超声脉冲发射与接收探头的通道，用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声参数，然后对这些测值采用各种特定的数值判据或形象判断，进行处理后，给出桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。
（2）适用范围
声波透测法适用于已预埋有声测管的混凝土灌注桩。
（3）优缺点分析
声波透测法可以检测全桩长的各横截面混凝土质量情况，桩身是否存在混凝土离析、夹泥、缩颈、密实度差和断桩等缺陷，其结果比低应变法更直观可靠，且信息量丰富，结果可靠，现场操作也简便。同时现场操作较简便，检测速度快，不受长颈比和桩长限制。其缺点是被检测桩需预埋声测管，增加了桩基的造价，一米声测管造价约12元，同时声波透测法检测费用较低应变检测法高。
3、静荷载试验法
（1）基本原理及检测目的
桩基静荷载试验法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，最后通过测得Q～S曲线（即沉降曲线）的特性判别桩的施工质量及确定桩的承载力。
（2）适用范围
静荷载试验法适用于检测单桩的竖向抗压承载力。
利用静荷载试验法可将桩加载至破坏，为设计提供单桩承载力数据，作为设计依据。
（3）优缺点分析
桩基静荷载试验法主要是以慢速维持荷载法，在桥梁建设中，由于桩基承载力大，施工环境恶劣，检测时间长及检测费用高，配套工作麻烦，因此较少采用这种方法。
4、钻孔取芯法
（1）基本原理及检测目的
钻孔取芯法主要是采用钻孔机（一般带10mm内径）对桩基进行抽芯取样，根据取出芯样，可对桩基的长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等作清楚的判断。
（2）适用范围
钻孔取芯法适用于需要检测桩基长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等，在对嵌岩桩的检测中经常使用。
5、高应变检测法
（1）基本原理及检测目的
高应变检测法是一种检测桩基桩身完整性和单桩竖向承载力的方法，该方法是采用锤重达桩身重量10%以上或单桩竖向承载力1%以上的重锤以自由落体击往桩顶，从而获得相关的动力系数，应用规定的程序，进行分析和计算，得到桩身完整性参数和单桩竖向承载力。
（2）适用范围
高应变检测法适用于需检测桩身完整性和复核桩基承载力的桩基。
（3）优缺点分析
高应变检测法的检测结果集合了低应变检测和静荷载检测。
与低应变法检测的快捷、廉价相比，高应变法检测桩身完整性虽然是附带性的，但由于其激励能量和检测有效深度大的优点，特别在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度。
高应变检测的费用比低应变检测高，比静荷载检测低。高应变检测法对于桩基承载力的检测准确度不如静荷载检测，
总之，各种桩基检测技术由于各自的理论假设及各种因素影响，均存在一定的局限性，故充分利用各种方法的强项，解决工程实际问题是很有必要的。
参考文献：
[论文摘要] 桥梁工程中桥梁桩基极为关键，桥梁桩基由于深埋在地表下，再加上多数施工区域地下水较高，因而桩基的质量一直都难控制，况且桩基质量将直接影响桥梁的整体质量。本文对桥梁桩基混凝土施工中应注意的技术问题，进行分析和总结，供项目施工时参考。
随着社会发展，市场经济不断深化，我国高速公路发展迅猛，桥梁和隧洞工程在高速路上广泛运用。桥梁工程中桥梁桩基极为关键，桥梁桩基由于深埋在地表下，再加上多数施工区域地下水较高，因而桩基的质量一直都难以控制，况且桩基质量将直接影响桥梁的整体质量。现就对桥梁工程桩基施工混凝土中的几个技术问题提出自己的见解：
1．桩基施工中护壁混凝土强度等级应与桩基混凝土的强度等级一样，且护壁应高出地面至少30厘米，另外应对护壁进行仔细检查有无漏水和渗水。
2．桩基混凝土配合比，应在施工前选择取料场对原材料进行检测合格后，分人工挖孔桩和钻孔桩进行配合比设计，一般情况下，钻孔桩水下混凝土的坍落度比人工挖孔桩混凝土坍落度要大，但无论何种混凝土都应满足施工工艺的具体要求，如混凝土坍落度、初凝时间、终凝时间等，其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。
3．混凝土灌注前应仔细对孔底进行检查，检查孔底有无积水和沉渣。一般情况下，沉渣较容易清除，但由于地下水位比较高时，积水就难清尽，鉴于此一般有两种处理方法：一是地下水量较少时，可在第一盘混凝土灌注前使用海绵、毛毡等物品尽量将孔底积水吸干净，一旦吸干净就可以立即进行混凝土灌注；且第一盘混凝土的水泥用量应适大加大，灌注高度应严格进行控制，也利混凝土充分振捣；一是地下水量较大采用海绵、毛毡无法吸干净时，可以考虑按钻孔桩进行水下混凝土灌注。
4．钻孔桩水下混凝土灌注应仔细对每盘混凝土下料量和导管拔管高度进行严格的计算。否则极易出现导管拔出混凝土以造成断桩，另外，应将混凝土灌注超过桩顶设计标高至少0.8米，也保证将桩头凿出浮浆后桩顶的混凝土质量。
5．人工挖桩混凝土灌注首先应将孔积水，特别是串筒润湿而流下的积水吸干净，避免孔底混凝土由于积水而使混凝土局部水灰比增大而出现混凝土强度偏低，严重时会造成混凝土离析，另外灌注过程中，应严格控制混凝土振捣高度，保证混凝土振捣充分避免漏振和过振，最后随着桩基混凝土的不断上升，桩基表面由于混凝土振捣而产生的浮浆不断增加，这时应用捉桶将表面的浮浆捉出倒掉，特别是接近桩顶更是如此，也避免由于混凝土配合比失真而造成桩顶出现低强度区。
6．桩基混凝土灌注完成后，在混凝土终凝后应对桩基混凝土进行保养。
桥梁工程桩基混凝土灌注完保养至龄期后，应对桩基质量进行检测，目前我国对于交通工程中桥梁桩基的检测方法普遍采用的有两种，一是超声波透射法，二是低应变法。低应变法由于其检测结果精度低，目前主要用在小直径桩或短桩的检测。然而超声波透射法虽然检测成本高于低应变法，但其检测结果准确性较高，所以目前我国采用相当普遍。
若采用超声波透射法检测桩基质量，首先应进行声测管的预埋。超声波透射法检测桩基质量的工作机理一般情况下就是一个发射，一个接收，两个探头从桩底按一定规定的高度上利用发射探头所发射的超声波通过混凝土再到接收探头，其间根据某些声学参数如幅度、频率等的不同变化，从而反映出混凝土内部情况如孔洞、强度、离析等。而声测管就是探头运动的通道。声测管埋设时应按设计图要求绑缚于桩基的钢筋笼上，由于此工作方式，因此超声波透射法检测桩基质量不受桩长，桩径的影响，成为目前我国较受欢迎的桩基检测方法，而根据我个人工作经验见解，要进行好超声波透射法检测基质量工作，除了检测人员个人素质外，还有就是检测设备的优劣，更为重要的因素就是声测管的埋设是否满足规定技术要求反之将直接影响着桩基的检测结束，严重时将会造成检测人员误判。一般情况为避免发生上述情况，声测管的埋设应采用如下方式作业：
1．声测管一般应该采用钢管，而塑料PVC管虽然价格便宜，但由于施工中绑扎和水泥水化过程中发热等因素影响而容易变形，最终造成探头的上下运动无法进行检测，所以一般在工程中不采用塑料PVC管。
2．钢管声测管在进行联结时，一般采用螺丝口连接或焊接，焊接过程中应注意不要烧坏钢管，也免出现洞口导致混凝土浇筑时水泥浆体渗入而堵塞管道；螺丝口连接应在丝口处采用麻丝紧缠，目的以是为了防止水泥浆体渗入而堵塞管道。
3．采用超声波透射法检测桩基质量时，声测管埋设数量应按相关规范要求，现普遍采用埋设三根或四根，圆孔桩一般为三根，方孔桩一般为四根。
4．声测管绑缚于桩基钢筋笼上时，首先安装第一根时应平行于桩孔轴心线；其次是声测管之间应尽量平行，然后绑缚于桩基钢筋笼上且不允许有松动现象；第三是对于端承桩而言，由于桩底情况是我们需要重点观察的地方，因而几根声测管尾都应一直放到桩底且应处于同一水平面上；第四，声测管在埋设时应尽量等距离分布；第五，在桩顶处声测应高出桩顶混凝土面30～50cm为宜。
【关键字】桥梁桩基检测；低应变反射波法；应用；分析
低应变反射波法在我国建筑工程的桩基检测中是一种应用较为广泛的检测方法，具有操作简单、成本费用低廉以及检测准确度高的特点。从我国多年的应用实践来看，这种方法可以对桩基的施工质量起到全面的检测和促进作用，特别是在震后的桥梁桩基检测中应用效果更为明显，这也是和桩基的特性有关，因为桩基一般是埋藏于地下的，结构隐蔽，其他的检测方法不能全面真实的反应出具体的状况。
1.低应变反射波法的概述
1.1低应变反射波法的检测原理分析
低应变反射波法的检测原理是依靠低应变检测技术展开的，最早是根据应力波理论为指导，以一维弹性杆平面应力波的波动理论为基础。它在桥梁桩基中的检测应用，主要是对混凝土的强度等级、桩身缺陷部位的区别等进行检测。如果把桩身的桩长直径设定为一维弹性杆件，在桩的顶部采用手锤和力锤，这样会产生压力波，这种压力波是沿桩身向下的且传播的波速为C，桩身对压力波的阻抗力Z出现明显的变化时，会造成部分的应力波会反射向上传播，部分的应力波会透射向下传播。其中，反射的幅度和相位的大小都是由波阻抗Z来决定的，受到Z的变化影响很大，在桩的顶部的速度传感器会对检测信号进行接收，然后进行处理分析，能够对来自于桩身不同部位的反射信息进行正确的识别判断，在这些信息的基础上，可以对桩身的完整性和混凝土的强度进行正确的估计，而且还可以对桩身出现问题的部位有合理的判断定位。
1.2具体检测方法的分析
根据上述的分析，我们来把桩身的波阻抗Z这样表达：Z=EA/C=A* =ρCA ，这个公式的含义就是波阻抗Z与混凝土的密度ρ以及桥梁桩的桩身截面面积A有很大关系。E代表的是混凝土的弹性模量；A代表的是桥梁桩基的桩身截面面积；C代表的是应力波在桩身中的传播速度；ρ代表的是混凝土的密度。我们可以这样进行设定，在桥梁桩基的某一处存在一个波阻抗变化的界面，则这个界面的上部广义波阻抗为Z1=ρ1C1A1，下部波阻抗为Z2=ρ2C2A2。依据此，那么这两个波阻抗（Z1和Z2）就必然会存在以下三种关系，即：
第一，Z1与Z2相等时，就说明桩基自身不存在缺陷，是良好的状态，截面较为均匀，而且它的反射波只存在于桩基的底部，桩基自身不存在。
第二，Z1大于Z2时，就说明桩基自身存在缺陷，相应的位置的混凝土质量较差，入射波和反射波的速度是同相的。
第三，Z1小于Z2时，就说明桩身也有缺陷发生，桩基自身在相应位置的截面发生了变化，此时的入射波与反射波的速度是呈反相的。
总之，只有当Z1与Z2两者相等时，桩身是良好的。当桩身出现缺陷问题时，可以依据所接收的缺陷反射波时刻与桩顶锤击触发时刻的差值Δt和桩身传播的速度C来检测出缺陷的具置Lx，即Lx=Δt*C/2。
2.低应变反射波法在对桩基检测时的关键点分析
2.1检测点的位置确定
对于桥梁桩基的检测点位置确定，要根据桩基的直径大小来判断，如果桩基的直径较小，那么检测点位置的确定对最终的采集信号的影响就很小；如果桩基的直径超过800mm，那么检测点位置的确定就会对信号的采集造成很大的影响。一般来说，检测时要大于两个检测点，这两个点都要避开主筋，检测点和锤击点要保证足够的距离，这样可以减少二维效应造成的对采集信号的干扰。
2.2检测桩的桩头测点打磨
在大多数的桩基检测中，对于桩头的检测点打磨工作都是由施工单位来完成的，但是由于诸多因素的干扰，会对桩基的完整性出现错误的不准确的判断，这就需要检测者要及时的通过询问和调查的方式处理掉错误的信息。
2.3激振锤的选择
如果桩基的采集信号不是很好就要选取硬度不相同的橡胶锤来获得不同波长的反射信号的综合分析，特别是在桩身较长且信号较弱的状况下，要选择硬度较低的激振锤来获取桩身在传播过程中能量衰竭程度较弱的信号，以确保接收到的信号更为明显。
2.4桩基的顶部标高
对于这一部分工作，很多的检测人员往往会把它直接交给施工单位去完成，桩基顶部标高从实质上来说与桩身的完整性不存在直接的关系，但是它可以间接的影响桩基的承载力。因此，一般情况下，主要是通过实际检测的桩顶标高和设计的桩顶标高进行对照，加上实际检测的波速，可以对桩身的长度不足部分判断找出，避免了因为承载力不足而造成的安全风险。
3.低应变反射波法在桩基检测中的应用分析
3.1桩基自身强度的检测
在桥梁实际的桩基检测施工中，桩基施工会比桩的地面结构复杂，加上它的不可预见性，如果采取单一的模式对试块强度等级进行强调，这样是不全面的。还需要依靠先进的检测手段，反射波法对桩身强度的检测结果是可以作为桥梁工程质量评定标准的。混凝土的强度级别与弹性波速之间存在着很强的相关性，检测的准确前提就是确保桩的检测部位和数量与现行的标准是一致的。
3.2对桩身完整性的检测
在桥梁桩基施工中，由于软土的工程地质性质较差，因此对于软土地基的钻孔灌注桩，这就需要把桩身完整性的检测予以重视。在动测技术传统静载荷试验对桩身完整性缺陷做出定性分析，并且根据缺陷程度的可以把桩身的完整性分为五类，这为缺陷问题的发现以及设计当中加固处理技术提供了重要的参考依据，可以对较大范围内的桩身完整性问题进行全面、可靠的检测。
3.3桩身检测的抽样
第一，对抽样选中的基桩进行动测检测。设计人员把具体的检测范围予以说明，在施工人员、技术人员的配合下，根据桥梁桩身的结构特点、施工的状况以及桥梁的地理位置进行综合考虑，以便于检测样本的确立具有针对性。
第二，检测抽样的数量确定。针对于桩身的质量检测工作在桥梁施工中是十分重要的，对于检测的相关标准是要确保桩的数量大于20%，而且从大多数的实际施工检测来看，对于灌注桩的桩身质量缺陷不能少于四分之一，基于此，适当的增加抽样的数量措施是十分有必要的。
4.结 语
桥梁桩基的检测是桥梁施工工程中较为重要的环节，桩基的地下部分由于具有隐蔽性，很多问题的产生不容易被发现，采用低应变发射波法，可以把桥梁桩基的检测进一步的简单化，它所具有的快捷方便的检测模式，可以极大的节省检测的时间，把桩基检测的复杂度有效降低，可以使检测工作在短时间内高效的完成，提高了检测的质量，具有十分重要的使用价值和应用价值。针对于具体的应用，需要根据低应变反射波法自身的工作原理、特点以及桥梁桩基的实际状况开展检测工作，以确保震后桥梁桩基检测工作的高效和进一步的创新发展。
参考文献：
[1]许有俊，陶连金，张波.低应变反射波法在震后梁桥桩基检测中的应用[J].铁道建筑，2010，（04）：4-6.
[2]游海南.桩基检测中低应变反射波法的实践应用[J].江西建材，2014，（08）：97+99.
关键词：小波分析；低应变反射波法；成桥桩基
0.前言
随着国民经济和交通事业的快速发展，据了解中国现有桥梁中相当一部分由于设计荷载标准偏低，以及地震、洪水的影响，出现了不同程度的桩基破损、龟裂甚至断桩等严重问题，极大地影响了其正常使用，部分旧桥已经处于危桥状态。必须采取有效的检测方法检测成桥桩基，判定其损害程度，以便为旧桥加固或拆除提供决策依据，消除安全隐患，创造良好的社会和经济效益。
PIT(Pile Integrity Tester)检测基于低应变反射波法理论，已在中国桥梁的桩基检测中广泛地应用。但是对于成桥桩基检测，由于承台和桥墩的影响，工程中经常出现对桩基检测结果的误判、漏判等，致使很多工程技术人员对该种检测方法的可靠性提出质疑。
20世纪80年代后期发展起来的小波分析具有多分辨率或多尺度分析特征和在时频两域中均可表征信号局部特征的能力。因此，它被誉为信号分析的数学显微镜。王靖涛论证了小波分析可以应用到桩完整性检测上的理论根据，并通过模型桩试验和大量工程桩检测结果的小波分析，提出了桩完整性检测的小波分析方法。本文借鉴某检测机构的检测结果，对汶川地震后具有承台和桥墩的某成桥进行小波分析，选择dbl0为小波基对PIT检测的低应变波进行小波分解，判定桩身完整性，并对分解的第一层信号db1做Hilbert包络和谱分析，对于成桥桩基缺陷和小裂纹的程度给出了量化指标，用以快速分析评估桩身损害的程度。
1.小波变换理论
传统的信号分析是建立在傅里叶变换的基础上，但是，傅里叶分析使用的是一种全局的变换，即要么完全在时域，要么完全在频域，它无法表述信号的时频局域性质，而时频局域性质恰恰是非平稳信号最根本和最关键的性质。
小波分析属于时频分析的一种。小波变换是一种信号的时间―尺度(时间―频率)分析方法，它具有多分辨率分析的特点，而且在时频两域都具有表征信号局部特征的能力。即在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，很适合于探测正常信号中夹带的瞬态反常现象并展示其成分，所以被誉为分析信号的显微镜。
1.1离散小波变换
在实际运用中，尤其是在计算机上实现，连续小波必须加以离散化。这种变换主要体现在尺度 和位移 的离散化，使之转化为离散小波变换，记为DWT。
(1)尺度的离散化。目前通用的方法是对尺度进行幂数级离散化，即取 。
(2)位移的离散化。通常对 进行均匀离散取值，以覆盖整个时间轴，为了防止信息的丢失，要求采样间隔 满足Nyquist采样理论，采样率大于等于该尺度下频率的2倍，即取 。
所以对应的离散小波函数以 (t)可写为：
（1）
离散小波变换定义为：
（2）
其重构公式为：
（3）
1.2 Daubechies(dbN)小波
Daubechies函数是由世界著名的小波分析学者Inrid Daubechies构造的小波函数，Daubechies系中的小波基记为dbN，N为序号，且N=1，2，⋯，10。除了dbl(即haar小波)外，其他小波没有明确的表达式，但转换函数h的平方模是很明确的。dbN函数是仅支撑标准正交小波，它的出现使离散小波分析成为可能。在这里，给出dbl0小波的尺度函数、小波函数、分解滤波器和重构滤波器的图形(图1)。
图1 dbl0参数图
2.成桥桩完整性检测的小波分析实例
四川省某桥在汶川地震后发生了部分桥面垮塌，桥墩基本完好。相关单位要求在不破坏现有桥墩和承台的前提下，对成桥桩基进行检测，以便为拆除或进行旧桥加固提供决策依据。
某检测机构利用PDI公司的PIT―V型桩基完整性检测仪的专用软件对桥桩进行检测。把传感器安装在承台上部紧贴桥墩的地方，锤击点设置在桥墩另一侧。此桩为钻孔灌注桩，套有钢筋笼，对应桩长为22.55m，桩基截面面积17671.5cm2(即半径为0.75m)，波速4000 m／s。记录为ID．PTE，选出任意一数值(图2)，进行小波分析。
图2采集波形图
导出数据到Matlab的小波工具箱，数据共205点，点之间的时间间隔为0.11628 ms，频率为8600 Hz。图3为小波树图，S为原始信号，al～a4都为波分解出来的低频信号，dl～d4为高频信号，共将dbl0分4层，即四尺度分解。
图 3 小波树图图4 四尺度分解图
图4为四尺度分解图：反射脉冲在前2个尺度上都比较显著，在第3个尺度上已经不太明显，而在第4个尺度上消失。
在原始信号S中，12点为第一个波形出现的地方，即承台上表面。桩底位置时间：(T2一T1)=L1×2÷C，即T2=L1×2÷C+T1=22.55×2÷4000+12×0.11628×0.001=0.01267036s，即109点。
在d1图中，分别在18、26、40附近有高频反射脉冲；在d2图中，只在26附近出现较高的反射脉冲；在d3中，只在26附近略显高频反射脉冲。
根据波形特征，18点处的位置L2：L2=C×(T2一T1)÷2=1.39536m判为可能缩颈，即承台下表面(1.4m处)与桩接触的地方；26点处的位置L2：L2=C×(T2一T1)÷2=3.25584m判为3.3m处可能有裂缝；40点处的位置L2：L2=C×(T2一T1)÷2=6.51168 m判为6.5 m处可能有夹泥(或离析)。
3.桩的破损程度快速分析判断方法
利用小波分析进行尺度分解在上一节判断了成桩可能存在缺陷的位置，但其破损程度尚未清楚，必须有量化的指标进行快速评定。在这里，利用小波细节信号的Hilbert包络以及谱分析，得出d1细节信号Hil―bert包络后的功率谱(图5)，以及显著区域包络后功率谱的放大图形(图6)。
图5 Hilbert包络图图6显著区域(450～1000)放大包络图
由图5、6所知，利用显著区域与总功率的比值，可得：
（4）
其中 称之为完整性效率因子。即 越大，桩身结构越不完整。
根据以往的处理经验，实测曲线浅部缺陷(O.3的桩，可判为Ⅲ类桩；结合其他方法判别，在
对于深部缺陷(>O.2 m)的判别，可根据上述结果进行推论。假设桩身及桩周土等阻尼变化，弹性波在桩身传播过程中，能量损耗均匀。 ，即根据比值 判为Ⅲ类桩；
4.结论
关键词：超声波CT技术；桥梁工程；钻孔灌注桩；检测
0引言
随着经济的发展，桥梁工程项目日益增多，钻孔灌注桩是桥梁工程中常见的基础形式，对施工质量提出了较高的要求。对桥梁工程钻孔灌注桩进行检测，确保施工质量具有重要意义，应用科学的桩基检测技术可有效提高检测工作的质量，进而为桩基工程整体质量及安全提供更好地保障。超声波CT技术是一种有效的无损检测技术，对于桥梁工程钻孔灌注桩的质量检测能发挥重要作用，下面对其进行具体论述。
1桩基超声波CT检测技术概述
超声波CT检测技术为一种以X-rayCT理论作为基础发展起来的检测方法。该种方法通过利用基桩超声波斜测法对桩体进行扫描，然后对扫描所得的数据进行综合分析，得出三维CT成像图。应用该种方法能够对基桩的缺陷区域、缺陷程度进行准确的判断，可有效弥补平行透射法在应用过程中存在的缺陷。
2桩基超声波CT检测系统的关键技术
2.1采集系统
传统桩基检测中所应用的采集系统主要应用到一发一收及人工定位两种方法。该种方法在实际应用过程中无法满足具有较大数据采集量的CT系统。CT智能采集系统对传统采集系统存在的不足进行了改进，换能器实现了一发多收及测线定位实现了电子计数定位。通过将多个一发多收的压电环进行串在一起并联，可实现对多个数据进行接收，提高数据采集工作效率。电子定位通过换能器将电缆带动滑轮引出，凭借电机对滑轮的转动圈数进行记录，然后通过换算求出换能器具体移动距离，进而实现数字定位。
2.2自判系统
在被测介质中，声波传播一定声程需要的时间为声时。系统自判所应用到的数学方法主要为极值、方差。该两种方法在应用过程中的原理均较为简单，计算也较为便捷，但是较易受多种因素影响，进而降低了其计算结果的准确性。超声波CT检测仪在应用过程中需要对大量的数据进行处理，其对处理精度有较高的要求。本次研究主要以滑动平均作为基础的多波形综合分析专家判读系统。该种系统的原理表现如下：将采集到的波形数据进行分类，将其转换为标准波形；然后将存在一定连续性的数据点进行平均化，当有突变出现时，便可判定为声波到达此点采集到声时。进行平均化主要起到滤波的效果，使其能够更加适合应用于大规模运算，同时还可更好地满足单片机运算特点，使处理工作效率和精度均得到大大地提升。
2.3CT成像系统
CT成像系统为桩基超声波CT检测系统中的最重要组成部分，其功能主要表现为将得到的走时数据进行正演、反演分别得到路径和波速，使其转变为二维速度分布。通常情况下，正演会应用到打靶法。该种方法运算快捷且路径具有较高的准确性。反演通常会应用到模拟退火算法。模拟退火法在应用过程中要求应用一个能量函数对试算模型实施反复验证，进而得出一个相对准确的结论。
3应用实例
本文采用RSM-SY8型基桩超声波CT成像测试仪，对某桥梁工程的A12#钻孔灌注桩进行了超声波CT检测。该桩为人工挖孔桩，桩径1400mm，桩长17.30m。在混凝土灌注完成后，桩顶存在渗水现象。为对该桩的质量进行全面的检测，对该桩进行了三维CT成像扫描，经过相关处理之后所得到的图像见图1通过对图1进行观察可知，图像在视觉上具有较高的清晰度，可清晰观察到在12.5～13.5m存在一个低速区域，形态及范围清晰可见，进而判断该区域出混凝土质量较差，存在严重缺陷。为了验证CT检测的结果的准确性，对该桩进行了钻芯法验证检测，钻芯法检测结果见图2。钻芯检测结果显示，在桩身12.5～13.5m处存在纯砂浆区域，未见粗骨料分布，混凝土质量相对较差，与CT检测结果符合。由此可见，应用超声成像技术可更好地反映桩体内部存在缺陷情况，并可对缺陷范围大小、严重程度进行较为准确的判断。
4结语
随着超声检测技术及设备的不断提高，超声成像技术的应用范围越来越广泛，其在各个领域的应用过程中均发挥着重要作用。将桩基超声波CT检测系统应用于工程桩检测质量检测上，可更加清晰、直观地对桩体内的情况进行反映，进而提高桩体缺陷范围大小、具置等判断的准确性和科学性，使得工程施工过程中存在的问题可得到及时发现，并得到有效解决，为工程整体质量和安全提供更好地保障。但超声CT检测技术在桥梁工程钻孔灌注桩检测中的应用还存在设备成本较高、技术难度大等问题，应用相对来比较少，因此还需不断加强对桩基超声波CT检测技术的深入研究。
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关键词:桥梁;工程;测量
中图分类号:[TU997] 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2009)011(c)-0073-01
工程测量学科是一门应用学科,它是直接为国民经济建设和国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,是测绘学中最活跃的一个分支学科。
工程测量有着悠久的历史,近20年来,随着测绘科技的飞速发展,工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。
主要原因有:一是科学技术的新成就,电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供新的方法和手段。
二是改革开放以来,城市建设不断扩大,各种大型建筑物和构筑物的建设工程、特种精密建设工程等不断增多,对工程测量不断提出新的任务、新课题和新要求,使工程测量的服务领域不断拓宽,有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。本文主要对桥梁工程测量中应注意的问题进行一般性的探讨。
一、控制网的复测、检查和施工控制点的加密
一般中小桥在施工前,根据道路的导线点增设施工控制点组成施工控制网,构成简单的三角网或闭合导线,测设精度要达到工程施工测量的精度要求。重要、复杂的大桥、特大桥从设计到施工的时间一般较长,在正式施工开始时,应对全桥控制网进行全面复测、检查。为满足施工的需要进行必要的施工控制点的加密。复测平面控制网应包括基线复测、角度复测、成果复算、对比。
复测时应尽量保持原测网图形。复测精度一般依原测要求进行。高程控制网的复测一般依原测等级进行。过河水准,两岸水准网或水准路线可作为一部分复测,平差后再联成一体。
平面和高程控制网复测成果与原测成果相差较大,应分析原因,及时报告业主和设计单位,要求确认。以便后续施工。在复测时要检查控制点的稳定情况,作好记录。如有怀疑,在成果计算时不能作为起算点,以免成果失真。
二、桥梁下部结构的施工放样的检测
一般中小桥的施工放样检查较简单,在此不予讨论。
大桥、特大桥的施工放样检查一般按如下原则:
桥梁的高程施工放样检测较简单,由水准点上用水准仪直接检测就可。但一定要注意检查施工单位计算的设计高程,以免有计算的错误。
桥梁的下部施工放样一般有桩基础、承台(系梁)、立柱、墩帽等的放样组成,检查时技术要求不一,一般按照规范要求或图纸要求检查。下面简述如下:
1.桩基础:一般单排桩要求轴线偏位±5cm,群桩要求轴线偏位±10cm。检查时用全站仪或经纬仪加测距仪检查施工单位的桩中心的放样点,再用小钢尺量桩中心的偏位。
2.承台(系梁)的轴线偏位±15mm。检查时可先量取承台(系梁)的中心位置,再用全站仪或经纬仪加测距仪检查。得到的数据可作为误差值。
3.立柱、墩帽轴线偏位±10mm。检查时可先量取立柱、墩帽的中心位置,再用全站仪或经纬仪加测距仪检查。得到的数据可作为误差值。
4.在监理过程中一定要要求施工单位先自检,并申报自检资料,特别是桩位的施工单位的自检资料,桩位的检测资料一定严格审核。一般来说,桩位正确了,其他下部的施工放样的差错较少发生。
三、桥梁上部结构的施工放样的检测
桥梁的上部结构形式较多,较常见的有T梁、板梁、现浇普通箱梁、现浇预应力箱梁、悬浇预应力箱梁等,而且要求不一,因此要根据不同的形式检查。
在本阶段的测量工作主要是高程的控制,如T梁、板梁、现浇普通箱梁、现浇预应力箱梁的顶面标高直接影响到桥面的厚度,桥面的厚度直接影响桥梁使用。悬浇预应力箱梁的高程控制更是要影响贯通的高差,及桥面的厚度。
四、桥梁的竣工测量
桥梁的竣工测量主要根据规范、图纸要求,对已完成的桥梁进行全面的检测,主要检测的测量项目有轴线、高程、宽度。
五、个人体会
1.设计图纸一定要复核,否则图纸如有差错将是灾难性的。
2.控制网的复测、检查一定要认真,如有较大的误差一定要寻找原因,消除隐患。
3.轴线控制要求较高,施工放样及检查时一定要用觇牌放样,检查,才能达到精度要求。
4.控制网的点位精度一定要达到要求,否则,不同的控制点检查相同的放样点不能得出相同得结论。
5.资料整理一定要及时、准确,以便指导下步施工。
关键词：桥梁桩基,检测,CT技术
Bridge pile foundation inspection of CT technology application paper
JiaDaoFu
Guizhou bridge construction group co., LTD
Abstract: the bridge pile foundation inspection is related to the quality and safety of bridge foundation of the important link, the ultrasonic CT technology is emerging in recent years the development of testing technology. In this paper, through years of work practice, the bridge pile foundation inspection on CT technology in the application of the paper.
Keywords: bridge pile foundation, detection, CT technology
中图分类号：TU473.1文献标识码： A 文章编号：
1超声波CT技术的检测方法超声波CT的检测主要是在桥梁桩基浇注的过程当中，检测人员会沿着桩轴的外侧放置一些用于检测数据的声测管，这种声测管可以对于桥梁桩基内部的缺陷进行探测，探测的方法主要有两种，分别为对测法和斜测法。当检测人员接收到声测管发出的信号之后，会根据这些信号编辑成衡量桩基构造的参数，然后根据这些参数的统计与分析，就可以确定缺陷发生的大致范围，最后通过精确的定位得出发生缺陷的具置。当然这种测试方法有一定的局限性，测试结果只能确定缺陷的大致范围，对于缺陷的具体情况比如缺陷的大小，分布范围无法做出精准的测算。这样的结果可能对于以后的检修工作产生一定的困难。因此，在运用超声波CT技术的同时会适当的加入一些成像无损技术，这样就可以解决上述未曾解决的对于缺陷大小，分布情况的问题了。这种高端的技术不仅可以得出精确的检测结果，同时对于桩基内部的情况也可以做出清晰的图像以供参考。
2超声波成像技术应用桩基检测的原因超声波CT技术原用于医院的诊断当中，而正是因为在医学诊断当中的广泛引用，提高了超声波CT技术的重视。这种技术是以提高射线理论的旅行实践来延迟借助古典Radon的变化实现反演。而后来又发展出通过波动方程为基础的层析成像方法，这种方法主要应用于固体介质的检测，目前针对煤炭资源的开采，石油的发掘以及对于各地地质的勘探，并且得到了广泛的应用。由于这种方法能够清晰的识别缺陷，同时还具备较高的分辨率，因此对于桥梁桩基的检测也有较高的效用。对于桩基的检测主要有桩基结构的稳定以及承载能力，同时还可以检测出疏密程度，空洞，夹泥等现象。
3超声波CT技术的工作步骤超声波CT技术主要包括对于数据的采集，对于数据的处理以及结果的研究这三个阶段。在这三个阶段当中，最关键的就是对数据的处理，数据处理主要包括以下步骤，第一进行模型的建立以及参数化，第二对数据进行正演计算，第三部进行反演以及图像的重建，第四步对反演的结果进行分析。而在这些步骤当中正演的计算以及对于反演图像的分析是最重要的。下面主要介绍其中最重要的正演计算过程。根据弹性波波传播理论以及CT技术的不同，超声波技术可分为大致的两类，第一种就是波动方程层析，这种方法是在波动方程上将微分波场进行反投影，同时根据运动学的基本规律对层析成像的投影进行计算，这种方式计算的过程较为简单，操作方便，但是精度相对较低。第二种方法就是射线理论层析成像。这种方法忽略了地震波动力学的特征，是在射线路径上将桥梁的内部构造进行反投影，然后同样根据动力学的特征以及层析成像技术对结果进行计算。这种方式的操作较为繁琐，需要耗费大量的实践，但是精度较高。而对成像投影的计算方法还有很多种，例如打靶法，近似弯曲法以及弯曲法等等，这些方法也都在不断的探索当中，相信在逐渐的进展中会取得不错的效果。
4对于成像结果的数据处理超声波CT技术对桩基检测之后，仪器会显示多种图像的数据，这些数据能够真实的反映出砼结构内部的实际情况，要解读这些数据，一般要采用一个超声波层析成像软件的系统，这种系统是利用VB语言开发的，它的系统核心主要完成对图像的正反演数据的处理。在对正反演数据进行处理的过程当中，主要有四种层析反演方法，分别是最小二乘共轭梯度，代数重建方法，奇异值分解方法以及LSQR方法。使用该系统可以根据使用者所选的反演算法进行层析图像的数据处理。而这些选择只需要在系统的主界面上就可以输入。
5超声波技术的发展前景由于超声波技术在桥梁桩基的检测中不仅对桩基没有损伤，而且检测效率较高，方法较为简便，能够直观的看到检测结果，因此超声波检测技术在以后的检测技术手段中必然占有很高的地位。首先超声波技术会逐步应用到三维层析成像。普通的层析成像是将立体的检测对象分解成为二维的薄片，然后对很多的二维薄片进行缺陷分析，这种方法不仅耗时耗力，同时检测结果容易出错。相反，三维层析成像不仅可以直观的反映出检测对象的缺陷分布，同时加入超声波技术，还可以极大的降低内存的消耗以及CPU的占用情况，同时三维层析成像加入超声技术，还可以降低正反演的计算过程，计算过程也降低了很多。因此，这种技术在以后的探测领域必将得到很好的发展前景。其次就是多参量层析成像方向。以往的声波层析技术知识根据单一的观测数据进行反演单一的物理量，同时各个物理量之间联系万千，如果想确定每个物理量的准确值，难度很大。而如果将多参数同步反演加入超声波的成像研究方法，就可以实现多种参数同时求解。而这种反演方法对于多参数的多分量的分析无疑是最佳的办法。最后就是基于波动方程的层析成像。基于射线理论，在桥梁桩基中的层析成像方法由于具有较高的信噪比，传播方式单一，具有一定的局限性，而如果波动方程的层析成像应用超声波技术，会克服以上的缺陷，同时超声波技术还可以提取桩基中的全部信息，这比仅仅利用射线跟踪层析成像更能直观的反映其中的结构内容，因此也必将成为未来层析成像的重点发展方向。
6结语综上所述，超声波CT技术应用于桥梁桩基的检测，具有较高的分辨率，反映情况真实准确，并且具有很好的灵敏度，特别是对于缺陷的定位具有其他方法不可比及的精度。然而这种方法也有它的缺点，成本高，一些小的工程很难想象应用这种检测方法，因此如何降低成本，更加完善超声波CT检测技术的系统功能成为我们需要开展的重要课题。
参考文献
