陳乃健

（福建工大巖土工程研究所有限公司 福建 福州 350014）

1 工程案例

工程為某縣撤渡建橋工程，需要新建嶺崇大橋一座，共有98 根樁基，其中樁基3-1 出現(xiàn)如下圖1 的問題：

圖1 樁基出現(xiàn)的問題

檢測(cè)結(jié)果說明：樁頂以下14.0～15.0m 處波速偏低，波形嚴(yán)重畸變，缺陷位置比較明顯，對(duì)樁身承載力有影響，判定為III 類樁。

原因分析：樁基成孔方式為鉆孔沖擊灌注樁，由于成孔時(shí)間過長(zhǎng)未及時(shí)澆筑混凝土，澆筑時(shí)未進(jìn)行二次清孔，導(dǎo)致樁底沉渣過后，影響樁基的正常使用。

驗(yàn)證結(jié)果：鉆芯驗(yàn)證鉆芯至樁底14.0m 后出現(xiàn)泥漿及渾水，未取出芯樣，量取芯樣時(shí)芯樣長(zhǎng)度比孔深進(jìn)尺少一米；驗(yàn)證結(jié)果樁底確實(shí)為沉渣。

處理方式：樁基類型為端承樁，由于沉渣嚴(yán)重超出規(guī)范要求，嚴(yán)重影響樁身承載力，只能廢除重新澆筑。

建議：鉆孔沖擊灌注樁在清孔后應(yīng)縮短施工歷時(shí)，在確保清孔效果的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)工序銜接，提高工作效率，盡量縮短清孔至混凝土灌注之間的的時(shí)間間隔；首批混凝土灌注前，再次探測(cè)泥漿指標(biāo)即孔底沉渣層厚度。如超過規(guī)定要求時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行二次清孔，直至符合要求時(shí)方可灌注水下混凝土。

2 超聲波技術(shù)的檢測(cè)意義

超聲波技術(shù)，在工程地基結(jié)構(gòu)中，具有極為重要的檢測(cè)成效。一方面，工程地基對(duì)于工程的建設(shè)發(fā)展極為重要，在本案例中，98 根樁基礎(chǔ)，是確保橋梁工程安全使用的重要保障，同時(shí)也是借助無損檢測(cè)技術(shù)，確保施工作業(yè)完畢后對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)部件的檢測(cè)不會(huì)產(chǎn)生其他影響和破壞。例如，鉆芯法檢測(cè)技術(shù)，需要對(duì)建筑的內(nèi)部進(jìn)行鉆芯工作，會(huì)降低施工部位的承載性能，而超聲波技術(shù)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)造成任何影響和破壞，同時(shí)還能夠快速得出相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，在橋梁工程的應(yīng)用價(jià)值以及發(fā)展前景巨大。另外，橋梁工程的樁基礎(chǔ)，是作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的最基礎(chǔ)承載結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量的具體情況，會(huì)影響所有后續(xù)工作的開展，因此利用超聲波技術(shù)，可以確保樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性，進(jìn)而確保工程施工質(zhì)量得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和結(jié)論，同時(shí)當(dāng)檢測(cè)過程中，利用透射法檢測(cè)，將樁基礎(chǔ)中的問題和缺陷進(jìn)行匯總和梳理，方便施工人員對(duì)樁基礎(chǔ)的具體問題進(jìn)行定位和修復(fù)，另外，在傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)中，由于樁基礎(chǔ)的長(zhǎng)度超過檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍，導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)存在一定的差異性，而利用超聲波檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)良好的檢測(cè)結(jié)果，最終確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)和高效。

3 超聲波技術(shù)的檢測(cè)原理

超聲波檢測(cè)技術(shù)，是利用超聲波的脈沖作用，發(fā)射脈沖波投射到混凝土中，通過對(duì)光波進(jìn)行收集和分析，了解脈沖波在混凝土中的傳遞特性，同時(shí)借助光波的能量衰減特性，進(jìn)一步了解檢測(cè)區(qū)域混凝土的密實(shí)程度，利用計(jì)算機(jī)對(duì)檢測(cè)儀器收集的光波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而了解混凝土內(nèi)部的具體問題。借助超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)反映的混凝土內(nèi)部損害界面，探尋出檢測(cè)區(qū)域的具體位置。

4 超聲波技術(shù)在樁基檢測(cè)完整性檢測(cè)的方法分析

4.1 檢測(cè)儀器

如表1 所示，本案例使用以下儀器設(shè)備進(jìn)行樁基完整性檢測(cè)。本案例中共有98 根樁基需要檢測(cè)。

4.2 檢測(cè)準(zhǔn)備工作

超聲波檢測(cè)工作開展前，需要將聲測(cè)管進(jìn)行有效安裝。聲測(cè)管，是聲波換能器的重要通道，在施工期間需要預(yù)埋到灌注樁中，同時(shí)確保聲測(cè)管固定在樁基內(nèi)部，到達(dá)鋼筋籠有效沉浸范圍內(nèi)的指定位置，然后進(jìn)行混凝土澆筑。對(duì)于測(cè)聲管的材料，需要滿足足夠的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)在混凝土澆筑過程中，不會(huì)產(chǎn)生材料變形以及材料失效等問題，當(dāng)聲測(cè)管與混凝土黏結(jié)后，不會(huì)發(fā)生任何剝離問題產(chǎn)生，從而影響后續(xù)檢測(cè)工作。針對(duì)聲測(cè)管的內(nèi)徑以及外徑要求，要按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求選擇，同時(shí)在安裝聲測(cè)管時(shí)，樁徑的長(zhǎng)度要小于1.5m，同時(shí)以3 根管進(jìn)行預(yù)埋，當(dāng)樁徑大于1.5m 時(shí)，需要埋置四根管。

表1 案例主要儀器設(shè)備詳情

4.3 超聲波檢測(cè)步驟

4.3.1 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

其一，準(zhǔn)備工作完畢后，需要按照《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》的內(nèi)容要求進(jìn)行準(zhǔn)備和檢測(cè)，同時(shí)檢測(cè)聲測(cè)管的埋置條件是否符合相應(yīng)的要求，同時(shí)確保聲測(cè)管通暢，確保聲測(cè)管內(nèi)部灌滿清水

其二，檢測(cè)人員務(wù)必具備專業(yè)的檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)可以熟練操作檢測(cè)儀器，對(duì)超聲波儀器的使用和檢驗(yàn)極為熟練。

其三，現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)人員，需要遵守施工的單位在現(xiàn)場(chǎng)制定的管理規(guī)范以及注意事項(xiàng)。

其四，檢測(cè)人員需要對(duì)施工資料以及檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保密。

其五，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作開展時(shí)，務(wù)必要委派檢測(cè)人員以及施工代表共同對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)以及檢測(cè)流程進(jìn)行監(jiān)督。

其六，疏通預(yù)埋聲測(cè)管，確保預(yù)埋管中灌滿清水。

其七，計(jì)算取管的有效間距，記錄好樁號(hào)以及編號(hào)等相關(guān)信息。

其八，將發(fā)生器以及接收換能器放入聲測(cè)管中，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。

4.3.2 檢測(cè)問題

檢測(cè)過程中，發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)時(shí)，可以利用樁身的測(cè)量距離進(jìn)行加密處理，利用其它測(cè)量點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)對(duì)部分可以點(diǎn)的復(fù)測(cè)，同時(shí)在確定樁身問題后，借助斜測(cè)法等測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量問題的精確掌控。需要注意的是，2 個(gè)換能器的連線水平夾角不能超過40 度[1]。

局部缺陷問題：通過對(duì)測(cè)量區(qū)域反饋的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對(duì)，結(jié)合斜測(cè)法，如果測(cè)量結(jié)果中，僅有一條為異常測(cè)量值，其他均屬于正常的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以判斷樁基礎(chǔ)內(nèi)部的缺陷問題為局部曲線，并且缺陷位置處于兩條實(shí)線的交叉點(diǎn)。

5 結(jié)語

綜上所述，超聲波技術(shù)對(duì)于樁基完整性的檢測(cè)，具有極為高效的檢測(cè)水平，同時(shí)在開展相關(guān)檢測(cè)工作時(shí)，可以進(jìn)一步提升樁基工程的安全性和穩(wěn)定性，切實(shí)保障工程施工作業(yè)的質(zhì)量和水平，減少其他損失。