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超聲波法檢測灌注樁缺陷的探討
來源:地基與基礎(chǔ)檢測部 靳亞青(原創(chuàng)) 時間:2018-08-16 瀏覽量:4468

摘要:超聲波法檢測主要是借助聲測管為傳播通道,將相關(guān)儀器的探頭直接深入灌注樁本身內(nèi)部進行探測。從而利用超聲波法對灌注樁是否存在缺陷進行判斷,超聲波檢測法相對于其他低應(yīng)變動力法要實用可靠一些。特別是當(dāng)灌注樁自身具有多種不同缺陷時,可以彌補低應(yīng)變動力檢測方法無法探測下層缺陷的誤判和漏判現(xiàn)象。因此,本文主要對超聲波法檢測灌注樁缺陷進行詳細闡述說明,為灌注樁缺陷檢測提供一些建議。


關(guān)鍵詞:超聲波法;檢測技術(shù);灌注樁;缺陷探討


近年來,隨著社會經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進步,建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,從而使得樁基礎(chǔ)被社會大眾所認(rèn)可,并且得到廣泛應(yīng)用。因此,超聲波檢測技術(shù)也隨之得到推廣,并且針對超聲波檢測技術(shù),我國相關(guān)部門還為此制定一系列相關(guān)的規(guī)章制度,促使超聲波檢測技術(shù)在建設(shè)工程中得到廣泛應(yīng)用和普及。在實際工程中,如何實踐規(guī)范的超聲檢測技術(shù)、如何根據(jù)所獲得的信號類別進行缺陷判斷等都需要相關(guān)的專業(yè)知識,以及豐富的實踐經(jīng)驗。從而對灌注樁是否存有缺陷作出判定,保證灌注樁的質(zhì)量,為工程質(zhì)量驗收工作提供相應(yīng)的技術(shù)參考,以及后續(xù)工程檢測工作提供相關(guān)經(jīng)驗。


1、超聲波法檢測技術(shù)的原理


對灌注樁進行超聲波檢測工作時,首先要做的工作是在被測灌注樁內(nèi)事先埋置若干根豎向且彼此之間處于平行狀態(tài)的聲測管,利用聲測管作為超聲波法檢測的有利傳播通道,將超聲脈沖發(fā)射換能器以及接收換能器合理安置在聲測管的內(nèi)部之中,然后向聲測管內(nèi)部注入清水,直至注滿為止,然后打開聲脈沖發(fā)射器等相關(guān)儀器,讓其發(fā)射超聲脈沖,使其穿過待測的灌注樁自身,最后由接收換能器進行接收傳播信號,并且收集信號相關(guān)數(shù)據(jù),并依據(jù)接收信號判讀出超聲波在穿過灌注樁時的聲時值、接收波的波幅等相關(guān)的參考數(shù)據(jù)值。超聲波脈沖信號在灌注樁內(nèi)部傳播的過程中,因超聲波發(fā)生繞射、折射以及不同的吸收縮減,導(dǎo)致接收信號在灌注樁內(nèi)部傳播的時間、振動幅度以及主頻等發(fā)生本質(zhì)上的變化,從而促使接收信號自身攜帶灌注樁實際缺陷情況、完整程度等相關(guān)信息。


超聲波在灌注樁內(nèi)部進行傳播時,一旦遇到灌注樁質(zhì)量有缺陷的情況時,比如離析、夾泥等缺陷狀況,聲波將會出現(xiàn)衰減現(xiàn)象,部分超聲波也會繞過灌注樁缺陷進行繼續(xù)傳播,從而使得超聲波傳播的時間大大增加,波速相對減少,從而產(chǎn)生慢射的現(xiàn)象,當(dāng)超聲波遇到有空洞的灌注樁空氣界面時,則會產(chǎn)生反射或者是散射的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致波幅減少;由于灌注樁缺陷致使外層混凝土保護層不連續(xù),致使超聲波傳播路徑迂回復(fù)雜,引起波形發(fā)生畸變。由此可見,超聲波在有缺陷的灌注樁內(nèi)部進行傳播時,波幅會不斷減小,聲時值加大,以及波形發(fā)生畸變。合理利用相關(guān)儀器和數(shù)據(jù)處理軟件以及判斷分析軟件等,對接收信號的各種參數(shù)值進行全面綜合的數(shù)據(jù)分析,就可以對灌注樁自身的完整性、內(nèi)部是否有缺陷性質(zhì)以及位置等做出相應(yīng)的合理判斷,從而完成超聲波檢測工作,保證灌注樁的質(zhì)量以及安全性。


2、以PSD值和聲時臨界值以及波幅波形綜合判斷


在灌注樁實施超聲波檢測過程中,曾經(jīng)出現(xiàn)灌注樁在檢測時沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,可換成另一種檢測方法則顯示灌注樁質(zhì)量有缺陷的現(xiàn)象。也就是說用低應(yīng)變動力對灌注樁進行缺陷檢測時,則顯示灌注樁樁身質(zhì)量完好,并未發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷,但是使用超聲波法再次對灌注樁進行缺陷檢測時,就發(fā)現(xiàn)灌注樁本身內(nèi)部存在一些輕度的缺陷,很難被察覺發(fā)現(xiàn)。造成這一現(xiàn)象的主要原因是因為聲測管之間在埋置時沒有達到平行狀態(tài)以及灌注樁樁身均勻性比較差,沒有符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),造成超聲波傳播過程中的聲時標(biāo)準(zhǔn)差和聲時標(biāo)準(zhǔn)離差系數(shù)出現(xiàn)偏差。下面以河南省某大橋的四號墩和二號墩灌注樁進行檢測說明:


(1)當(dāng)聲測管處于平行狀態(tài)情況下,按照河南省交通廳質(zhì)監(jiān)站的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,某大橋的四號墩和二號墩灌注樁的完整性皆可被評為B類樁。


(2)當(dāng)聲測管預(yù)埋位置沒有達到平行狀態(tài)時,造成聲測管無法發(fā)平行的原因大部分是灌注樁內(nèi)部鋼筋發(fā)生扭曲,致使聲測管發(fā)生位移,甚至位置距離移動比較大,最終導(dǎo)致聲時值出現(xiàn)誤差偏離。同時,由于鉆孔灌注樁自身具有獨特的施工特點,砼的均勻性比較差,最終造成超聲聲時值相對比較離散。但是,PSD值測量方法與其則大不相同,它可以最大化發(fā)揮自身的潛力優(yōu)勢,將非缺陷因素造成的一些誤判現(xiàn)象扼殺在搖籃里。相關(guān)人員認(rèn)為灌注樁的PSD值保持正常的情況下,聲時值則會隨著灌注樁的深度增加而呈現(xiàn)出具有一定規(guī)律性的遞減,在超聲波傳播速度正常,波形無明顯畸變的情況下,仍然出現(xiàn)聲時標(biāo)準(zhǔn)離差比較大的現(xiàn)象時,大部分原因可能是由兩根聲測管在埋管施工時沒有達到平行,而且砼的均勻性沒有達到所需的標(biāo)準(zhǔn)要求所造成的結(jié)果。由此可見,灌注樁本身的完整性是滿足超聲波檢測工作順利進行的實際需求標(biāo)準(zhǔn)。


3、聲測管應(yīng)平行并一直埋置至樁底


灌注樁工程在施工作業(yè)過程中,為了保證鋼筋籠底部保護層符合施工要求的厚度,相關(guān)參與施工人員往往會將鋼筋籠懸掛起來,確保其離灌注樁樁底五厘米左右,而聲測管必須是提前捆綁并且固定在鋼筋籠內(nèi)部。如果聲測管底部與鋼筋籠底部同時處在同一平面之上,會對鋼筋籠底部以下砼質(zhì)量檢測工作帶來一定影響,增加工作難度。而鋼筋籠底部以下區(qū)域的質(zhì)量是否符合檢測標(biāo)準(zhǔn),直接反映灌注樁底部砼質(zhì)量好壞以及灌注樁樁底沉渣的實際情況。目前,相關(guān)部門對灌注樁底部檢測工作以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中增添了一些新的要求,例如:端承樁樁底沉渣不可以超過5厘米,一旦灌注樁樁底出現(xiàn)5厘米測試的盲區(qū),極有可能導(dǎo)致超聲波法檢測數(shù)據(jù)結(jié)果存在誤差,無法對灌注樁底部的沉渣情況進行有效準(zhǔn)確的判定,因此,為了盡可能減少灌注樁的檢測盲區(qū),從而提高超聲波對灌注樁檢測質(zhì)量結(jié)果的精準(zhǔn)度,所以要求相關(guān)施工單位在聲測管施工過程中,一定要保證聲測管可預(yù)埋位置至灌注樁的樁底,并且與之處于平行的狀態(tài)。


4、建議用常規(guī)對測法檢測、斜側(cè)法進行復(fù)核驗證


在項目工程超聲波檢測實踐過程中,曾出現(xiàn)采用超聲波常規(guī)對測法對某灌注樁進行檢測時,但是并未發(fā)現(xiàn)測點的測值和波形出現(xiàn)異常,可是在檢測過后再次采用鉆芯法進行檢測時,卻在該灌注樁距離頂端一米三到一米四的距離范圍內(nèi),發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的離析缺陷現(xiàn)象。對于這種現(xiàn)象,相關(guān)工作人員進行實地考察以及結(jié)合相關(guān)科學(xué)技術(shù)手段等進行綜合分析得出,灌注樁在這個部位出現(xiàn)離析缺陷的主要原因是這個部位與對測線剛好處于錯開狀態(tài),常規(guī)的對測法檢測對其無法進行檢測工作,導(dǎo)致灌注樁出現(xiàn)漏判現(xiàn)象。如果采用常規(guī)對測法對灌注樁進行檢測之后,在條件允許的情況下,可以再次采用斜側(cè)法對灌注樁檢測結(jié)果進行復(fù)核驗證,也就是說將發(fā)送換能器與接收換能器錯開一定的距離,再次對灌注樁進行檢測實踐工作,獲得所需的斜側(cè)線中的測值和波形的相關(guān)信息,并依據(jù)信息判斷灌注樁是否存在缺陷,如若有缺陷,可結(jié)合對測法判斷出灌注樁缺陷的大致位置。


5、結(jié)合《動力檢測規(guī)程》綜合分析缺陷因素


目前,聲幅作為灌注樁缺陷檢測工作中最敏感的一項聲學(xué)參數(shù),通常用分貝值形式來表示。而在工程超聲波檢測實踐的過程中,常常會發(fā)現(xiàn)灌注樁本身內(nèi)部存在一些微小的缺陷,雖然這些缺陷并未對聲時、波速以及強度產(chǎn)生影響,但卻對聲幅產(chǎn)生一定影響,特別是在聲幅值衰減方面表現(xiàn)的最為顯著。在實際施工過程中,比如灌注樁施工作業(yè)時,其在水泥攪拌環(huán)節(jié)尤為重要,特別是水泥在攪拌過程中是否攪拌均勻,達到工程施工要求。如果水泥攪拌不均勻,最終會導(dǎo)致灌注樁自身內(nèi)部出現(xiàn)一些微小的缺陷,比如細微的裂縫等?;诖?,所獲得的聲幅變化常常會超出聲幅臨界值,但若是僅僅因為這一點就判定該灌注樁存在缺陷,會顯得比較牽強,沒有任何的說服力度。因此,在對相關(guān)數(shù)據(jù)進行整理分析時,要將聲時值和聲幅值二者之間有機的結(jié)合在一起,之后再進行相關(guān)數(shù)據(jù)分析。如果可以將聲時值和聲幅值進行加權(quán)組合,那么就可以形成一個新的參數(shù)值,以此來評價砼質(zhì)量。而這樣的檢測結(jié)果相對于兩個獨立的參數(shù)值來評價要全面一些。


結(jié)束語:      


   綜上所述,通過對灌注樁超聲波檢測實踐過程中發(fā)現(xiàn),PSD判別法與其他檢測技術(shù)大不相同,它本身存在一些其他檢測方法沒有的優(yōu)勢,而近年來PSD判別法早已成為我國灌注樁質(zhì)量超聲波法檢測的重要分析方法之一。故而,我國大力提倡灌注樁進行缺陷檢測判斷時,可以將PSD值和聲時值以及波形畸變程度作為主要檢測方法,波幅臨界值作為輔助數(shù)據(jù)協(xié)助其進行綜合分析。另外,在使用常規(guī)對測法對灌注樁進行缺陷檢測時,還需要使用斜側(cè)法對灌注樁進行復(fù)核驗證,以便做出更全面、更準(zhǔn)確的判斷,從而保證灌注樁的質(zhì)量。



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