超聲波檢測:聲測管安裝好之后,按照超聲波換能器通道在樁體中的不同的布置方式,
超聲波透射法基樁檢測主要有三種方法:
(一)樁內(nèi)跨孔透射法
此法是一種較成熟可靠的方法,是超聲波透射法檢測樁身質(zhì)量的最主要形式,其方法是在樁內(nèi)預(yù)埋兩根或兩根以上的聲測管,在管中注滿清水,把發(fā)射、接收換能器分別置于兩管道中。檢測時(shí)超聲波由發(fā)射換能器出發(fā)穿透兩管間混凝土后被接收換能器接收,實(shí)際有效檢測范圍為聲波脈沖從發(fā)射換能器到接收換能器所掃過的面積。根據(jù)不同的情況,采用一種或多種測試方法,采集聲學(xué)參數(shù),根據(jù)波形的變化,來判定樁身混凝土強(qiáng)度,判斷樁身混凝土質(zhì)量,跨孔法檢測根據(jù)兩換能器相對高程的變化,又可分為平測、斜測、交叉斜測、扇形掃描測等方式,在檢測時(shí)視實(shí)際需要靈活運(yùn)用。
(二)樁內(nèi)單孔透射法
在某些特殊情況下只有一個(gè)孔道可供檢測使用,例如在鉆孔取芯后,我們需進(jìn)一步了解芯樣周圍混凝土質(zhì)量,作為鉆芯檢測的補(bǔ)充手段,這時(shí)可采用單孔檢測法,此時(shí),換能器放置于一個(gè)孔中,換能器間用隔聲材料隔離(或采用專用的一發(fā)雙收換能器)。超聲波從發(fā)射換能器出發(fā)經(jīng)耦合水進(jìn)入孔壁混凝土表層,并沿混凝土表層滑行一段距離后,再經(jīng)耦合水分別到達(dá)兩個(gè)接收換能器上,從而測出超聲波沿孔壁混凝土傳播時(shí)的各項(xiàng)聲學(xué)參數(shù)。需要注意的是,運(yùn)用這一檢測方式時(shí),必須運(yùn)用信號分析技術(shù),排除管中的影響干擾,當(dāng)孔道中有鋼質(zhì)套管時(shí),由于鋼管影響超聲波在孔壁混凝土中的繞行,故不能用此法。
(三)樁外孔透射法
當(dāng)樁的上部結(jié)構(gòu)已施工或樁內(nèi)沒有換能器通道時(shí),可在樁外緊貼樁邊的土層中鉆一孔作為檢測通道,檢測時(shí)在樁頂面放置一發(fā)射功率較大的平面換能器,接收換能器從樁外孔中自上而下慢慢放下,超聲波沿樁身混凝土向下傳播,并穿過樁與孔之間的土層,通過孔中耦合水進(jìn)入接收換能器,逐點(diǎn)測出透射超聲波的聲學(xué)參數(shù),根據(jù)信號的變化情況大致判定樁身質(zhì)量。由于超聲波在土中衰減很快,這種方法的可測樁長十分有限,且只能判斷夾層、斷樁、縮頸等。
工藝原理介紹
工藝控制,堵塞應(yīng)急預(yù)案等簡述
工程建設(shè)領(lǐng)域鉆孔灌注樁作為一種重要的基樁形式,其質(zhì)量直接影響構(gòu)筑物的安全。超聲波法是當(dāng)前檢測樁身完整性的最有效最準(zhǔn)確的檢測方法,而聲測管的埋設(shè)決定了超聲波法檢測能否順利進(jìn)行,如何加強(qiáng)聲測管質(zhì)量控制也越來越重要。闡述了加強(qiáng)聲測管質(zhì)量控制的措施,以期基樁檢測順利進(jìn)行,工程質(zhì)量得到保證。
隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的擴(kuò)大、建筑事業(yè)的發(fā)展,在高層建筑、重型廠房、橋梁、港口、碼頭、海上采油平臺(tái)、核電站工程以及地震區(qū)、軟土地區(qū)、濕陷性黃土地區(qū)、膨脹土地區(qū)和凍土地區(qū)的地基處理中,樁基已成為一種重要的基礎(chǔ)形式,得到廣泛地應(yīng)用。而灌注樁具有施工時(shí)噪音較小、用鋼量少、工序簡便等優(yōu)點(diǎn),在樁基施工中得到日益廣泛的應(yīng)用,尤其是高承載力樁和大直徑超深樁或是在復(fù)雜地質(zhì)條件、不利環(huán)境條件下成樁,灌注樁是其他樁型無法代替的。但灌注樁成樁質(zhì)量受地質(zhì)條件、成樁工藝、機(jī)械設(shè)備、施工人員、管理水平等諸多因素的影響,較易產(chǎn)生夾泥、斷裂、縮頸、混凝土離析、樁底沉渣較厚及樁頂混凝土密實(shí)度較差等質(zhì)量缺陷,危及主體結(jié)構(gòu)的正常使用與安全,甚至引發(fā)工程質(zhì)量事故。由于鉆孔灌注樁施工屬隱蔽工程施工,無法從外觀對其質(zhì)量進(jìn)行檢查,其質(zhì)量直接影響構(gòu)筑物上部結(jié)構(gòu)的安全。因此,樁基檢測工作是整個(gè)樁基工程中不可缺少的環(huán)節(jié),只有提高樁基檢測工作的質(zhì)量和檢測評定結(jié)果的可靠性,才能真正地確保樁基工程的質(zhì)量與安全。
1 超聲波檢測原理
常用的基樁動(dòng)測方法包括低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動(dòng)測法、超聲波法、動(dòng)測法等。超聲波法檢測基樁由于檢測精度高、不受樁長、樁徑條件限制、測試無盲區(qū)等優(yōu)點(diǎn),在混凝土基樁檢測中應(yīng)用越來越普及。其檢測原理是對計(jì)劃采用超聲波法檢測樁身質(zhì)量的基樁,施工時(shí)在樁身中埋入聲測管,檢測時(shí)發(fā)射換能器和接收換能器分別置于兩根管道中,由聲測管底部開始,發(fā)射探頭在某一個(gè)聲測管中邊上升邊發(fā)射高頻信號,該高頻信號穿過混凝土被另一個(gè)聲測管中同步移動(dòng)的接收換能器所探測。隨著探頭沿整個(gè)樁長提升,依次測取各測點(diǎn)超聲脈沖穿過兩管道之間的混凝土,通過實(shí)測超聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時(shí)、波幅和頻率等參數(shù)的相對變化來檢測聲測管之間混凝土的缺陷位置及影響程度,判定樁身完整性類別?;炷潦怯啥喾N材料組成的多相非勻質(zhì)體。對于正常的混凝土,聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的,當(dāng)傳播路徑遇到混凝土有缺陷時(shí),如斷裂、裂縫、夾泥和密實(shí)度差等,聲波要繞過缺陷或在傳播速度較慢的介質(zhì)中通過,聲波將發(fā)生衰減,造成傳播時(shí)間延長,使.聲時(shí)增大,計(jì)算聲速降低,波幅減小,波形畸變,利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學(xué)參數(shù)的變化,來分析判斷樁身混凝土質(zhì)量。該檢測法在橋梁基樁完整性評價(jià)中是比較準(zhǔn)確可靠的,其檢測結(jié)果,可對有缺陷的部位實(shí)施處理措施時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)。
2 聲測管對檢測的影晌
常見檢測時(shí)聲測管會(huì)發(fā)生以下質(zhì)量問題:
2.1 樁底聲測管彎曲
因施工不當(dāng),造成樁底聲測管向內(nèi)彎曲,間距變小,使發(fā)射與接收換能器不保持平行,超聲脈沖聲速異常偏高,波幅降低,聲速曲線不正常。由于樁底是缺陷易發(fā)生部位,根據(jù)此類曲線很難判定樁底是否存在缺陷,很可能發(fā)生漏判、誤判,給工程留下安全隱患。
2.2 樁身聲測管傾斜或彎曲變形
聲測管綁扎不牢或綁扎間距過大,在澆筑混凝土過程中,聲測管受混凝土擠壓發(fā)生傾斜或彎曲變形,管間距離變大或變小,直接影響檢測結(jié)果的分析判定,甚至無法給出樁身完整性類別,只能采取鉆芯或其他可靠的方法進(jìn)行檢測,影響正常的施工。
2.3 聲測管連接處套管過長
由于鋼套管過長,焊接質(zhì)量較好,密封在內(nèi)部的空氣不能排出,聲波信號要繞行很長距離或穿過空氣層才能被接收到,造成聲波信號的嚴(yán)重異常,影響樁身完整性的判定。
2.4 聲測管管徑過大
一般假設(shè)換能器位于聲測管的中心位置,如果聲測管的直徑較大,換能器在管內(nèi)擺動(dòng)范圍較大,使耦合水層延遲增大,對聲波傳播的時(shí)問影響也更大,對檢測結(jié)果的影響就較大。
3.聲測管的材料質(zhì)量控制
聲測管的材料質(zhì)量控制主要從外觀質(zhì)量和材質(zhì)要求兩方面進(jìn)行控制。
3.1 聲測管的外觀要求
聲測管應(yīng)順直,彎曲度不大于5 mm/m;聲測管兩端截面應(yīng)與其軸線垂直,并應(yīng)無毛刺;不允許有裂縫、結(jié)疤、折疊、分層、搭焊缺陷存在;管內(nèi)應(yīng)暢通無異物。
3.2 聲測管的材質(zhì)要求
要求有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,保證在灌注混凝土過程中不會(huì)變形且與混凝土粘結(jié)良好,不致在聲測管和混凝土間產(chǎn)生縫隙包裹不佳,影響測試結(jié)果。其力學(xué)性能、抗彎曲性能、耐壓扁性能、密封耐壓性能應(yīng)滿足規(guī)范要求。
鋼薄壁聲測管的優(yōu)點(diǎn)是便于安裝,可直接固定在鋼筋籠內(nèi)側(cè)上,固定方式可用電焊或綁扎;鋼管剛度較大,埋置后可基本上體質(zhì)其平行度和平直度。所以一般混凝土灌注樁推薦使用鋼薄壁聲測管。
3.3 裝卸和貯存要求
聲測管聲測管在裝卸搬運(yùn)過程中,應(yīng)采用機(jī)械或人工將聲測管抬起運(yùn)送至制定地點(diǎn),嚴(yán)禁拋擲和滾動(dòng),以防聲測管變形彎曲。吊裝時(shí)宜用纖維吊裝帶并注意輕拿輕放,不能一頭著地, 以防泥土阻塞聲測管。聲測管在工地存放時(shí),宜放入倉庫或料棚內(nèi),以防雨淋生銹。室外堆放時(shí),應(yīng)存放在干燥的地方,下墊枕木,上方不可壓重物,并有遮蓋物防雨防潮,存放時(shí)間不宜超過一個(gè)月。
4 聲測管的工藝質(zhì)量控制
4.1 聲測管的埋置數(shù)量
聲測管的埋置數(shù)量,交通和建筑規(guī)范略有區(qū)別,交通部公路工程基樁動(dòng)測技術(shù)規(guī)程規(guī)定如表1規(guī)定。
4.2 聲測管的直徑
超聲波檢測放入聲測管中的換能器直徑一般為30 mm左右或更小,規(guī)范規(guī)定聲測管內(nèi)徑比換能器直徑宜大10 mm~20 mm,因此選用聲測管宜選用直徑40 mm~60 mm鋼管。
4.3 聲測管的壁厚
聲測管的壁厚要求,除能滿足工藝性能外,還要確保安全使用,宜符合表2要求。