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橋梁樁基綜合檢測技術研究

文檔作者：彭及躍文檔來源：東莞市交業工程質量檢測有限公司		更新日期： 2026年05月19日	點擊數：
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工程技術與應用
66
2023 年 第20 期 總第148 期 工程技術研究
摘要：為提升橋梁樁基檢測技術水平，文章總結了聲
波透射法、鉆芯法檢測樁基的原理，從聲測管布置、
系統延遲時間標定、判據確定、鉆孔布置、鉆芯取樣
要求及芯樣截取和抗壓試驗等方面分析了橋梁樁基綜
合檢測技術要點，并以某公路橋梁1# 樁基為研究對象，
制訂了檢測方案，以供參考。
關鍵詞：橋梁樁基；聲波透射法；鉆芯法；綜合檢測
Abstract: In order to improve the technical level of bridge
pile foundation testing, this paper summarizes the principle
of crosshole sonic logging and core drilling method for pile
foundation testing. The key points of bridge pile foundation
comprehensive testing technology are analyzed from the
aspects of sonic logging pipe arrangement, system delay
time calibration, criterion determination, drilling hole
arrangement, core drilling for sampling requirements, core
sample interception and compression test. Taking the 1# pile
foundation of a highway bridge as the research object, the
testing scheme is formulated for reference.
Key Words: bridge pile foundation; crosshole sonic logging;
core drilling method; comprehensive testing
分類號：U443.15
隨著我國經濟的快速發展，基礎設施建設規模日
益擴大，橋梁結構數量逐年增加。樁基礎因具有承載
力高、沉降小等優勢，在橋梁基礎中應用較廣泛。橋
梁樁基由水泥、砂石、水等材料組成，屬于隱蔽工程，
施工質量控制難度大，部分施工單位偷工減料，導致
樁基成型后產生斷樁、夾泥、縮頸、空洞等缺陷，影
響了橋梁結構在施工和運營期間的安全性，嚴重的可
能導致橋梁結構整體坍塌，危及司乘人員的生命安全。
橋梁樁基綜合檢測技術研究
彭及躍
東莞市交業工程質量檢測有限公司，廣東 東莞 523001
Research on Comprehensive Testing Technology for Bridge Pile Foundation
PENG Jiyue
Dongguan Jiaoye Engineering Quality Inspection Co., Ltd., Dongguan 523001, Guangdong, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2023.20.022 .
如何選擇合理的檢測技術判定樁基完整性，是檢測單
位亟須解決的重要問題[1]。進一步研究橋梁樁基綜合
檢測技術具有重要的工程意義。
1 橋梁樁基檢測原理
由《公路工程基樁檢測技術規程》（JTG/T 3512—
2020）可知，樁基完整性可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4 個
等級，對應樁身完整、樁身基本完整、樁身有明顯缺
陷、樁身有嚴重缺陷4 種樁身完整性類型。經現場調查，
常用聲波透射法和鉆芯法檢測橋梁樁基完整性[2]。
1.1 聲波透射法檢測原理
聲波透射法根據聲波（頻率大于20 kHz 的超聲波）
在不同介質間的傳播特征判斷樁基是否存在缺陷，即
將發射換能器和接收換能器分別置于被測介質中，發
射換能器發射一組或多組聲波，接收換能器接收聲波
信號。通過分析聲速、聲幅等參數的變化判定介質均
勻性，當樁基內部存在斷裂、夾泥、離析、蜂窩、空
洞等缺陷時，會破壞聲波連續性，使聲波透過或繞過
樁身缺陷繼續傳播，聲速減小，聲波波幅降低。聲波
透射法檢測樁基穩定性的具體步驟如圖1 所示。
反射系統待檢樁基接收數據
波形分析 數據處理 數據采集
圖1 聲波透射法檢測樁基穩定性的步驟
1.2 鉆芯法檢測原理
作者簡介： 彭及躍，男，本科，工程師，研究方向為路橋檢測。 鉆芯法借助鉆機從橋梁樁基內部鉆取混凝土芯樣，
工程技術與應用
67
工程技術研究 第8 卷 總第148 期 2023 年10 月
常用于大直徑鉆孔灌注樁檢測。技術人員應結合混凝
土芯樣的外觀、抗壓強度等綜合判斷樁基的完整性。
鉆芯法的檢測結果更直觀，但其檢測設備復雜、成本
高、取樣個數有限、存在盲區，易對樁基缺陷產生誤
判或漏判。
2 橋梁樁基檢測技術要點
2.1 聲波透射法檢測要點
2.1.1 聲測管布置
在樁基施工時，應將聲測管均勻焊接或綁扎在鋼
筋籠內側，且相互平行、對稱布置，埋設至樁底。聲
測管的數量和布置形式會直接影響樁基檢測面積和檢
測范圍，當樁徑＜ 1.0 m 時，埋設2 個聲測管；當樁徑為
1.0 ～ 1.6 m 時，埋設3 個聲測管；當樁徑為1.6 ～ 2.5 m
時，埋設4 個聲測管；當樁徑＞ 2.5 m 時，應適當增加
聲測管數量，保證聲測管理論中心距≤ 1 800 mm。為
便于復檢，聲測管應沿樁截面外側按順時針方向依次
編號。
橋梁樁基多為大樁、長樁，在鋼筋籠安裝及混凝
土澆筑期間會對聲測管產生較大的附加應力，使其變
形、斷裂，故聲測管宜選用金屬管，不宜選用鋼波紋管、
PVC 管等。同時，聲測管是換能器的通道，其直徑應
比換能器外徑大15 mm 以上，以便換能器在管中順利
移動。如果換能器加設了定位器，聲測管內徑可比換
能器外徑大20 mm。
2.1.2 系統延遲時間標定
樁基檢測前，要在清水中標定聲波檢測系統的延
遲時間，主要原因在于渾濁水會使聲波衰減增大，延
長傳播時間，從而增大聲波檢測誤差。具體標定方法
如下：首先，將發射、接收換能器放置于清水中，且
放置高度相同，初始中心間距為400 mm ；然后，以
100 mm 為基準，逐漸增加發射、接收換能器的距離，
并測量聲時；最后，以換能器間距為縱坐標，以聲時
為橫坐標，繪制曲線圖。利用式（1）進行線性回歸[3]：
t = t0 + b×l （1）
式中：t 為聲時，μs ；t0 為聲時橫軸上的截距，μs ；
b 為直線斜率；l 為換能器中心間距，m。
測量點≥ 5 個，測量誤差≤ 0.5%。
（3）判據確定。一般情況下，混凝土聲速越低，
質量越差。利用聲速判斷樁基缺陷時，可采用低限值
法，即某一測點的波速≤聲速低限值，說明該點可能
存在缺陷。
聲幅能表示能量衰減程度，從而反映混凝土的均
勻性。工程師大多使用首波波幅判斷樁基完整性。當
測點波幅值＜波幅臨界值時，樁身可能存在缺陷。波
幅臨界值可根據式（2）、式（3）確定：
6 D m A ≤A ? （2）
式中：AD 為波幅臨界值，dB ；Am 為波幅平均值，
dB。
1
1 n
m i
i
A A
n =
= Σ （3）
式中：n 為測點數量；Ai 為第i 個測點的聲幅值，
dB。
2.2 鉆芯法檢測要點
2.2.1 鉆孔布置
在鉆芯取樣前，要結合樁基直徑確定鉆孔數量和
位置，鉆孔布置參數如表1 所示。
表1 鉆孔布置參數
樁基直徑/m 鉆孔數量鉆孔位置備注
＜ 1.2 ≥ 1
距樁中心
100 ～ 150 mm 為確定混凝土
強度、樁底沉
淀等，鉆芯可
只布置孔
1.2 ～ 1.6 ≥ 2 距樁中心
0.15 ～ 0.25D（D
為樁基直徑）范
圍內均勻布置
＞ 1.6 ≥ 3
2.2.2 鉆芯取樣要求
如果鉆芯樣品與樁身差異較大，會直接影響檢測
結果。為提升鉆芯取樣質量，鉆機應選用轉速大、振
動小的鉆機，并調平底座、立軸垂直，確保鉆機安裝
穩固。鉆機安裝完成后，還要進行試運行，無問題后
才能正式鉆芯取樣。
鉆機在取芯樣期間不得出現傾斜、移位等現象，
鉆孔垂直度與設計偏差應≤ 0.5%，鉆孔內循環水流不
得中斷，并確保水壓能排除孔內巖粉。同時，鉆機每
回次進尺宜≤ 1.5 m。當鉆至樁身缺陷處或遇鉆速驟
降，應立即停鉆，查明原因；鉆至樁底時，應記錄沉
渣厚度[4]。
2.2.3 芯樣截取和抗壓試驗
由相關研究成果可知，在芯樣中截取一批芯樣試
件開展抗壓強度試驗，用可靠度指標判斷混凝土強度
是否滿足設計要求是科學合理的，但在實際工程中應
用存在一定難度。因此，JTG/T 3512—2020 基于“上、
中、下截取芯樣試件”原則，給出了抗壓試驗的芯樣
組數。當樁長＜ 10 m 時，每孔應截取2 組芯樣；當樁
長為10 ～ 30 m 時，每孔應截取3 組芯樣；當樁長＞
30 m 時，每孔應截取4 組芯樣。其中上部芯樣距樁頂
工程技術與應用
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2023 年 第20 期 總第148 期 工程技術研究
標高的距離、下部芯樣距樁底標高的距離均宜小于1D
或2.0 m 中的小值，中間芯樣宜等間距截取。
開展抗壓強度試驗時，每組芯樣要制作3 組試件，
試件高度應控制在0.95 ～ 1.05d（d 為芯樣平均直徑）。
隨后，將試件放置于20 ℃的清水中浸泡48 h，使試
件含水量達到飽和。從水中取出試件后，根據現行
《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》（JTG 3420—
2020）開展混凝土芯樣抗壓強度試驗，具體強度值可
按式（4）計算：
（4）
式中：fcc 為芯樣試件抗壓強度，Mpa ；P 為芯樣試
件極限荷載，N ；d 為芯樣平均直徑，mm。
3 橋梁樁基檢測實例
受業主委托，對某公路橋梁樁基礎開展完整性檢
測。該橋梁全長140 m，設計角度為90°，橋面凈寬
28 m。橋梁上部結構采用（40+60+40）m 的變截面連
續箱梁，下部結構采用肋板式橋臺和樁柱式橋墩，基
礎采用鉆孔灌注樁。文章以1# 樁為例展開分析，其設
計施工參數如下：樁徑1.0 m，設計樁長25 m，施工樁
長25.5 m（須破樁頭）、樁身混凝土等級為C35。
3.1 檢測方案制訂
（1）聲波透射法。超聲波檢測儀器采用RSM-SY7
（E），先采用平測法找出聲速、聲幅異常的測點。隨后
利用扇測法加密測試聲學參數異常的測點，這樣不僅
能驗證第一階段的檢測結果，還能細化樁身缺陷范圍。
（2）鉆芯法。使用高速油壓鉆機鉆芯，采用萬能
試驗機進行芯樣抗壓強度試驗。由于樁徑＜ 1.2 m，
樁長10 ～ 30 m，須布置1 個鉆孔，每孔截取3 個芯
樣（9 個抗壓試件）。
3.2 檢測結果分析
1# 樁基的聲波透射法檢測結果如表2 所示。
鉆芯法顯示實際樁長與施工記錄基本一致，樁基
底部沉渣較厚（20.5 cm），不滿足JTG/T 3512—2020 ；
樁基持力層為微風化泥質粉砂巖，芯樣呈短柱狀；樁
身混凝土芯樣呈長柱狀，連續性和完整性好，側面光滑，
且粗細骨料分布均勻[5]。
萬能試驗機測得樁基9 個試件的抗壓強度分別為
50.6 MPa、48.5 MPa、50.2 MPa、51.3 MPa、50.5 MPa、
49.8 MPa、51.1 MPa、49.6 MPa、50.3 MPa，則混凝土
芯樣抗壓強度代表值為50.3 MPa，符合設計要求。
結合聲波透射法和鉆芯法的檢測結果，判定該橋
梁的1# 樁基為Ⅱ類樁，樁身基本完整。經排查，樁底
沉渣過厚是因為泵站供料能力不足，清孔后6 h 才能
灌注混凝土，使孔壁泥土在樁底塌落。
4 結論
文章分析了聲波投射法、鉆芯法檢測樁基完整性
的原理和技術要點等，并以某公路橋梁1# 樁基為研究
對象，闡述了檢測結果，得出以下結論：
（1）橋梁樁基完整性可劃分為4 個等級，常用聲
波透射法和鉆芯法配合檢測。
（2）檢測樁基時，聲波透射法要結合樁基直徑布
置聲測管，并標定聲波檢測系統延遲時間，選擇合理
判據。
（3）鉆芯法應按JTG/T 3512—2020 確定鉆孔數量、
鉆孔位置、取芯方法等，并抽取若干試件測定樁身飽
和抗壓強度。
（4）檢測人員可從聲速、聲幅、混凝土芯樣強度、
樁底沉渣等方面綜合判斷橋梁樁基施工質量，如發現
問題，及時采取處治措施。
參考文獻
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關鍵問題思考[J]. 公路,2023,68(5):166-170.
[3] 房偉祥. 橋梁樁基試驗檢測技術研究[J]. 工程機械與維修,2023(1):
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貴陽: 貴州大學,2021.
[5] 安愛霞. 公路工程中道路橋梁的樁基施工檢測技術解析[J]. 工程技
術研究,2019,4(10):82-83.
樁基編號剖面
實測聲速/（km·s-1）
聲速變異系數
實測聲幅/dB 樁身主要缺陷
描述
樁身完整性
平均聲速臨界聲速平均聲幅臨界聲幅
1#
AB 3.565
3.814
3.4% 105.6 106.2
樁底附近波形
異常，可能存
在缺陷
CA 3.369 2.0% 105.7 106.6 Ⅱ類樁
BC 3.432 3.0% 105.3 106.5
表2 聲波透射法檢測結果

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