云南怒江傈僳族自治州聲測管13315773258廠家
基樁聲波透射法檢測中聲測管埋設問題的探討
灰?guī)r地區(qū)地質(zhì)情況極其復雜, 土洞、巖溶、構(gòu)造帶發(fā)育, 地下水豐富甚至有地下暗河通道等, 會影響樁基礎的施工質(zhì)量。為準確檢測樁基礎的質(zhì)量情況, 減少質(zhì)量安全隱患和經(jīng)濟損失, 必須選擇合理的樁基礎質(zhì)量檢測方法。灰?guī)r地區(qū)樁長變化很大, 經(jīng)常會出現(xiàn)五六米左右的短樁, 并且嵌巖深度長, 甚至全嵌巖;灰?guī)r地區(qū)也極易出現(xiàn)樁頂擴徑或樁身擴徑嚴重或樁身多處不規(guī)則擴徑成葫蘆狀, 這些問題容易造成低應變檢測信號的失真, 對樁身質(zhì)量的判斷造成影響。聲波透射法是解決灰?guī)r地區(qū)低應變法檢測樁身完整性局限性的最有效的方法, 而聲測管的埋設保護是保證聲波透射法正常進行、準確判斷的前提。
1 聲波透射法檢測原理
聲波透射法檢測樁身完整性的基本原理是:通過在樁身內(nèi)預埋聲測管之間激發(fā)并接受高頻彈性脈沖波, 檢測該脈沖波在混凝土內(nèi)反射、透射、散射或繞射過程中表現(xiàn)的波動特征, 根據(jù)波的初至到達時間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變程度等特性, 可以獲得樁身各橫截面混凝土的聲學參數(shù),經(jīng)過對這些聲學參數(shù)的處理、分析和判斷, 確定樁身混凝土缺陷的范圍、程度及空間位置, 從而推斷、評定樁身混凝土的完整性。
2 儀器設備
聲波透射法試驗裝置包括超聲檢測儀、超聲波發(fā)射及接收換能器(亦稱探頭)、預埋測管等, 也有加換能器標高控制絞車和數(shù)據(jù)處理計算機。
3 聲測管埋設要求
聲測管是聲波透射法檢樁時徑向換能器的通道, 應當具有一定的強度、韌性及剛度, 一般采用外壁與混凝土粘結(jié)良好、有較大透聲率的鋼管, 其內(nèi)徑宜為43 ～ 60mm , 接頭宜采用螺紋連接。聲測管應焊接或綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè)埋設到樁底;為便于檢測, 管口應高出檢測工作面300mm 以上, 管口高度宜一致。聲測管管底、管口及接頭必須密封, 保證聲測管暢通, 管壁完好。聲測管在樁中位置應等分樁的圓周;聲測管之間應保持平行、間距應基本保持均勻。
聲測管埋設數(shù)量應根據(jù)樁徑來確定, 應符合下
列要求(圖1):
圖1 聲測管布置圖(注:圖中陰影為聲波的有效檢測范圍)
�、�D ≤1000mm 時, 宜埋設2 根管。
②1000 <D ≤2000mm 時, 宜埋設3 根管。
③D >2000mm 時, 宜埋設4 根管。
式中,D 為受檢樁設計樁徑。
4 聲波透射法檢測過程中因聲測管遇
到的問題
灰?guī)r地區(qū), 聲波透射法作為最有效、最準確的檢測方法反而會因為聲測管的問題影響檢測工作和檢測結(jié)果, 甚至造成誤判, 給工程造成不必要的經(jīng)濟損失、影響工程進度。4 .1 聲測管變形、堵管問題聲測管變形、堵管問題是檢測過程中最常遇到的問題。造成變形堵管的原因主要有以下幾種:1)聲測管接頭或管口、管底密封不嚴, 在施工過程中漏進泥漿甚至水泥漿造成堵管。2)聲測管在安裝、灌注過程中因鋼筋籠扭曲或碰撞使聲測管接頭錯位、變形或管壁變形。出現(xiàn)這種情況主要原因是選用薄壁的鋼質(zhì)波紋管或內(nèi)徑較小的鋼管作為聲測管。3)灰?guī)r地區(qū), 沖孔成孔不好, 鋼筋籠下沉困難時使用非常規(guī)手段使聲測管變形堵管。4)破樁頭時由于工人的不注意掉進小混凝土塊引起的堵管。聲測管變形堵管給檢測工作帶來了很多的困難, 甚至無法進行檢測。出現(xiàn)這幾種情況時, 短樁等滿足低應變檢測條件的可以采用低應變法, 結(jié)合有效的聲測檢測范圍和工程資料判斷樁身完整性。無法滿足低應變法檢測條件或出現(xiàn)異常情況下就需要結(jié)合其他的檢測方法(如鉆心法)來判斷樁身完整性。這就給工程帶來的不但是經(jīng)濟上的損失, 還會影響施工進程。聲測管變形、堵管有時還會損壞檢測儀器, 影響檢測單位的工作。聲測管管材的選取對這種情況的影響很大。為了節(jié)省聲測管的用, 采用壁厚不到1mm 的鋼質(zhì)波紋管作為聲測管, 但這種管在安裝、施工過程中不易保護, 容易造成聲測管變形、堵管。解決這個問題的最佳方法是采用管壁厚度在3mm 以上的鋼管作
為聲測管;同時現(xiàn)在的徑向換能器直徑多在30mm左右, 鋼管的內(nèi)徑應滿足43 ～ 60mm 的規(guī)范要求;還應當注意聲測管安裝、施工過程中的工藝方法和做好施工人員對聲測管的保護工作;檢測工作前對聲測管進行探測, 可以處理得堵管現(xiàn)象應及時導通,保證聲測管在檢測時是通暢的。
4 .2 聲測管連接問題
聲測管連接宜采用螺栓連接(圖2);考慮到聲測管安裝難度和工作效率, 通常采用焊接的連接方式;但采用非鋼管作為聲測管時, 螺栓連接和焊接方式無法進行, 就會出現(xiàn)其他的連接方式。焊接連接有兩種情況, 套筒焊接和對接焊接(圖2)。焊接主要會出現(xiàn)焊渣、毛刺等凸出物, 防礙徑向換能器在接頭的上下移動;焊接不好, 接頭密封性差, 會出現(xiàn)漏漿的情況;對接焊接甚至會出現(xiàn)焊接處斷裂脫開。
圖2 聲測管的連接
(a)螺紋連接(b)套筒焊接(c)對接焊接
采用鋼質(zhì)波紋管作為聲測管時, 因不便采用螺栓連接和焊接方式, 常采用橡膠套連接, 即用6 -10cm 長橡膠套套接兩聲側(cè)管接口。橡膠套材質(zhì)軟,無法保證聲測管接頭的強度與剛度, 聲測管在安裝、施工過程中易出現(xiàn)錯位甚至脫開。鑒于橡膠套的熱膨脹系數(shù)與混凝土的相差懸殊, 在混凝土灌注過程中水泥的水化熱不易發(fā)散, 而橡膠溫度變形系數(shù)較大, 混凝土凝結(jié)后橡膠套因溫度下降而產(chǎn)生收縮變形, 有可能使之與混凝土局部脫開而造成空氣或水的夾縫, 影響檢測信號, 容易造成誤判。當一根聲測管橡膠套連接處出現(xiàn)這種情況時,三根聲測管的樁就會影響到兩個檢測剖面, 四根聲測管的樁就會影響到三個檢測剖面, 按照正常的評判標準就會誤判為嚴重質(zhì)量問題。這種情況應當結(jié)合聲測管連接處的位置、橡膠套的長度和“缺陷”的78 第24 卷
范圍、長度來綜合判定樁身質(zhì)量, 必要時應用其他檢測方法驗證。圖3 就是一根假嚴重質(zhì)量問題樁。該樁為某橋27 號墩1 號樁, 聲波透射法檢測時發(fā)現(xiàn)該樁AB 、AC 管距樁頂7 .4 ～ 7 .6m 處波形均嚴重畸變, 波速嚴重偏低, 但取芯并未發(fā)現(xiàn)任何問題, 查看施工資料也未發(fā)現(xiàn)任何問題。后經(jīng)詢問施工人員, 該樁聲測管于7 .3 ～ 7 .8m 處有一連接處, 分析認為該樁“缺陷”是由于聲測管橡膠套收縮變形引起的。聲測管連接方式考慮到安裝難度與工作效率以及管材, 宜采用套筒焊接, 不宜采用對接焊接和橡膠套連接。
圖3 某橋27-1 #樁聲測v、A-z 曲線
4 .3 斜管問題
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