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        淺談超聲波在樁基檢測中的應(yīng)用

        2017-12-19 20:35:36朱宗月
        商情 2017年41期
        關(guān)鍵詞:樁基超聲波應(yīng)用

        朱宗月

        [摘要]樁基,是一個工程的地下結(jié)構(gòu)之一,因為位于地下,所以檢測具有一定的難度,必須使用一些現(xiàn)代化的、專業(yè)的儀器和設(shè)備才能進行檢測工作。目前,超聲波法是檢測樁基使用頻率最多的方法之一,其檢測準確率較高,應(yīng)用較為廣泛。本文試對超聲波法的工作原理進行了系統(tǒng)概述,并就其在樁基檢測中的工程中的應(yīng)用進行了相關(guān)研究。

        [關(guān)鍵詞]超聲波;樁基;檢測;應(yīng)用

        1引言

        近些年來,各類超聲波測試技術(shù)發(fā)展迅猛,作為彈性波測試方法之一,超聲波透射法的發(fā)展尤為突出。隨著我國樁基工程的施工技術(shù)的不斷成熟和完善,樁基礎(chǔ)在工程中的應(yīng)用越來越廣泛,超聲波透射法檢測技術(shù)也越成熟,在今后的樁基檢測中將會得到更廣泛的應(yīng)用。

        2超聲波檢測技術(shù)及方法

        聲波透射法檢測混凝土的工作原理是經(jīng)發(fā)射換能器向諸如混凝土的固體介質(zhì)發(fā)射超聲波,超聲波在混凝土中的傳播過程中經(jīng)過物理特性調(diào)制,再經(jīng)接收換能器接收超聲波,聲波儀接受到超聲波信號,再經(jīng)過分析研究,來確定混凝土內(nèi)部缺陷的位置、大小和性質(zhì)?;炷潦且环N多相非均勻的復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu),其內(nèi)部有許多不同聲阻抗的聲學界面,超聲波在混凝土中的傳播過程中會出現(xiàn)眾多復(fù)雜的聲學現(xiàn)象,比如反射、折射、散射、波形發(fā)生畸變或多種現(xiàn)象雜揉在一起。用聲波透射法檢測混凝土質(zhì)量情況時,通過觀察和分析超聲儀器中的聲學參數(shù):聲速、波幅、頻率等,來判斷混凝土的質(zhì)量情況。

        現(xiàn)場檢測示意圖

        (1)將各聲測管內(nèi)注滿清水,發(fā)射與接收聲波換能器通過深度標志分別置于兩根聲測管中,如圖1所示。

        (2)平測時,聲波發(fā)射與接收聲波換能器始終保持相同深度,斜測時,聲波發(fā)射與接收換能器始終保持固定高差,且兩個換能器中點連接的水平夾角不應(yīng)大于30°。

        (3)聲波發(fā)射與接收換能器從樁底向上同步提升,聲測線間距不應(yīng)大于100mm;提升過程中,應(yīng)校核換能器的深度和校正換能器的高差,并確保測試波形的穩(wěn)定性,提升速度不宜大于0.5m/s。

        (4)通過發(fā)出和接收聲波信號,可以檢測出兩跨孔間介質(zhì)的聲時參數(shù),當發(fā)現(xiàn)讀數(shù)異常時,加密測點間距進行詳測。聲測管編號以正北方向順時針開始第一根管為A,如圖2所示。

        3工程實例分析

        某試驗段主要工程量:路基開挖土方161.1萬方,填筑土方235萬方;防護工程3.54萬方,排水工程2.09萬方;互通式立交2處,特大橋2117m/3座,大橋1288.5m/6座,中橋479m/6座,天橋522m/6座,橋式通道175m/7道,蓋板暗涵13道,通道涵18道。

        本工作任務(wù)主要是試樁9#樁:設(shè)計樁徑:2.5m:設(shè)計樁長:76m進行超聲波檢測,綜合利用聲速判斷法、CT成像、鉆芯取樣分別確定樁體完整性、缺陷發(fā)生位置及質(zhì)量類別。

        3.1超聲波檢測

        3.2超聲波CT成像

        圖4中上部5米,由于部分聲測管水量減少,導(dǎo)致樁頭數(shù)據(jù)異常。在20米附件有部分小缺陷殘留,由于缺陷較小,樁直徑大,跨距大。此類小缺陷,在聲測波形中表現(xiàn)并不明顯。

        從圖5CT成像圖可以看出,在34米附近整樁有明顯的聲速變化。在40-50m處無明顯異常。

        從圖6CT成像圖可以看出,50-60m間和60-76m間樁基無明顯異常。

        3.3鉆芯檢測

        3.4波形、芯樣對比分析說明

        (1)超聲波、超聲波CT成像集中表現(xiàn),在34米附件有層狀缺陷(靠近34面較輕微)。同時對比取芯芯樣,在34米附件完整。分析說明:大直徑灌注樁,取芯芯樣并不一定可以完全代表樁身內(nèi)部的情況,受取芯數(shù)量的影響。最終判斷此樁在33.8m~34.2m缺陷嚴重。后分析原因,造成這個情況是由于施工方在施工過程中,清孔不徹底,沉渣過厚,在灌注到此深度時未能連續(xù),長時間停頓造成。

        (2)通過對在2、3號管之間的鉆芯孔的芯樣的觀察,在21m~23m之間樁身存在嚴重離析。對比發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的超聲波檢測波形,在此處并未發(fā)現(xiàn)明顯變化。然而通過運用超聲波CT對整樁的成像分析,我們可以發(fā)現(xiàn),在次深度樁身確實有部分異常區(qū)域,但也只是局部缺陷。對樁身整體使用影響有限。分析說明:基于超聲波的原理,隨著樁身直徑、跨距的增大,超聲波波形,對局部小缺陷的反應(yīng)靈敏度下降,所以在傳圖超聲波波形上,沒有明顯異常。針對在21m-23m之間樁身存在嚴重離析情況,通過現(xiàn)場對施工技術(shù)人員和監(jiān)理人員提供的信息分析,該部位應(yīng)該存在裂隙,導(dǎo)致混凝土漿液流失,造成混凝土離析。

        4結(jié)論

        該試驗樁9#為Ⅲ類樁,樁身在33.4m-34.2m范圍內(nèi)有缺陷。

        5意見及建議

        在后期的施工過程中應(yīng)注意以下幾點。

        (1)加大對成孔質(zhì)量的把控,關(guān)注孔徑及傾斜度是否合格。

        (2)加強成孔護壁厚度,確保不踏孔。

        (3)聲測管在鋼筋籠上的固定要好,控制聲測管接縫處的質(zhì)量,規(guī)范操作。

        (4)在施工過程中,尤其是大直徑樁,可根據(jù)實際情況,靈活調(diào)節(jié)灌注混凝土速度,從而保證灌注的連續(xù)性。

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