首页 > 新闻 >   灰岩地区检测声测管埋置相关问题

灰岩地区检测声测管埋置相关问题

2020-03-14

    灰岩地区地质情况极其复杂,土洞、岩溶、构造带发育,地下水丰富甚至有地下暗河通道等,会影响桩基础的施工质量。为准确检测桩基础的质量情况,减少质量安全隐患和经济损失,必须选择合理的桩基础质量检测方法。灰岩地区桩长变化很大,经常会出现五六米左右的短桩,并且嵌岩深度长,甚至全嵌岩;灰岩地区也极易出现桩顶扩径或桩身扩径严重或桩身多处不规则扩径成葫芦状,这些问题容易造成低应变检测信号的失真,对桩身质量的判断造成影响。声波透射法是解决灰岩地区低应变法检测桩身完整性局限性的最有效的方法,而声测管的埋设保护是保证声波透射法正常进行、准确判断的前提。

1、声波透射法检测原理
    声波透射法检测桩身完整性的基本原理是:通过在桩身内预埋声测管之间激发并接受高频弹性脉冲波,检测该脉冲波在混凝土内反射、透射、散射或绕射过程中表现的波动特征,根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性,可以获得桩身各横截面混凝土的声学参数,经过对这些声学参数的处理、分析和判断,确定桩身混凝土缺陷的范围、程度及空间位置,从而推断、评定桩身混凝土的完整性。

2仪器设备
    声波透射法试验装置包括超声检测仪、超声波发射及接收换能器(亦称探头)、预埋测管等,也有加上换能器标高控制绞车和数据处理计算机。

3、声测管埋设要求
    声测管是声波透射法检桩时径向换能器的通道,应当具有一定的强度、韧性及刚度,一般采用外壁与混凝土粘结良好、有较大透声率的钢管,其内径宜为43-r60mm,接头宜采用螺纹连接。
    声测管应焊接或绑扎在钢筋笼内侧埋设到桩底;为便于检测,管口应高出检测工作面300mm以上,管口高度宜一致。声测管管底、管口及接头必须密封,保证声测管畅通,管壁完好.声测管在桩中位置应等分桩的圆周;声测管之间应保持平行、间距应基本保持均匀.
    声测管埋设数量应根据桩径来确定,应符合下列要求(图I);



4声波透射法检测过程中因声测管遇到的问题
    灰岩地区,声波透射法作为最有效、最准确的检测方法反而会因为声测管的问题影响检测工作和检测结果,甚至造成误判,给工程造成不必要的经济损失、影响工程进度。4.1声测管变形、堵管问题
    声测管变形、堵管问题是检测过程中最常遇到的问题。造成变形堵管的原因主要有以下几种:
    1)声测管接头或管口、管底密封不严,在施工过程中漏进泥浆甚至水泥浆造成堵管。
    2)声测管在安装、灌注过程中因钢筋笼扭曲或碰撞使声测管接头错位、变形或管壁变形。出现这种情况主要原因是选用薄壁的钢质波纹管或内径较小的钢管作为声测管.
    3)灰岩地区,冲孔成孔不好,钢筋笼下沉困难时使用非常规手段使声测管变形堵管。
    4)破桩头时由于工人的不注意掉进小混凝土块引起的堵管,
    声测管变形堵管给检测工作带来了很多的困难,甚至无法进行检测.出现这几种情况时,短桩等满足低应变检测条件的可以采用低应变法,结合有效的声测检测范围和工程资料判断桩身完整性。无法满足低应变法检测条件或出现异常情况下就需要结合其他的检测方法(如钻心法)来判断桩身完整性.这就给工程带来的不但是经济上的损失,还会影响施工进程。声测管变形、堵管有时还会损坏检测仪器,影响检测单位的工作。

    声测管管材的选取对这种情况的影响很大。为了节省声测管的费用,采用壁厚不到1 mm的钢质波纹管作为声测管,但这种管在安装、施工过程中不易保护,容易造成声测管变形、堵管。解决这个问题的最佳方法是采用管壁厚度在3~以上的钢管作为声测管;同时现在的径向换能器直径多在30mm左右,钢管的内径应满足43-60mm的规范要求;还应当注意声测管安装、施工过程中的工艺方法和做好施工人员对声测管的保护工作;检测工作前对声测管进行探测,可以处理得堵管现象应及时导通,保证声测管在检测时是通畅的.

声测管连接问题
    声测管连接宜采用螺栓连接(图2);考虑到声测管安装难度和工作效率,通常采用焊接的连接方式;但采用非钢管作为声测管时,螺栓连接和焊接方式无法进行,就会出现其他的连接方式。
    焊接连接有两种情况,套筒焊接和对接焊接(图2)a焊接主要会出现焊渣、毛刺等凸出物,防碍径向换能器在接头的上下移动;焊接不好,接头密封性差,会出现漏浆的情况;对接焊接甚至会出现焊接处断裂脱开.

    采用钢质波纹管作为声测管时,因不便采用螺栓连接和焊接方式,常采用橡胶套连接,即用6一lOcm长橡胶套套接两声侧管接口。橡胶套材质软,无法保证声测管接头的强度与刚度,声测管在安装、施工过程中易出现错位甚至脱开。
    鉴于橡胶套的热膨胀系数与混凝土的相差悬殊,在混凝土灌注过程中水泥的水化热不易发散,而橡胶温度变形系数较大,混凝土凝结后橡胶套因温
度下降而产生收缩变形,有可能使之与混凝土局部脱开而造成空气或水的夹缝,影响检测信号,容易造成误判。
    当一根声测管橡胶套连接处出现这种情况时,三根声测管的桩就会影响到两个检侧剖面,四根声测管的桩就会影响到三个检测剖面,按照正常的评判标准就会误判为严重质量问题。这种情况应当结合声测管连接处的位置、橡胶套的长度和“缺陷”的范围、长度来综合判定桩身质量,必要时应用其他检侧方法验证。
    图3就是一根假严重质量问题桩。该桩为某桥27号墩1号桩,声波透射法检测时发现该桩AB,AC管距桩顶7. 47. 6m处波形均严重畸变,波速严重偏低,但取芯并未发现任何问题,查看施工资料也未发现任何问题。后经询问施工人员,该桩声测管于7. ^-7. 8m处有一连接处,分析认为该桩“缺陷”是由于声测管橡胶套收缩变形引起的.
    声测管连接方式考虑到安装难度与工作效率以及管材,宜采用套筒焊接,不宜采用对接焊接和橡胶套连接。

斜管问题
    声测管固定不牢是实际工程中声测管之间很难保持绝对的平行的原因,如果安装时操作不当或声测管连接、固定不好,可能会造成声测管严重倾斜、弯折、翘曲,使同一剖面内各测点的测距发生很大的差异,而声学参数对测距的变化都很敏感,导致推算的声速与测点的实际声速有很大差别,这必将给检测数据的分析、桩身完整性的判定带来严重影响。虽然可以对斜管测距进行修正,但当声测管严重弯折、翘曲时,无法进行合理的修正,导至检测试验失败。
    图4为某桥29号墩7号桩声波透射法检测34剖面的声速与深度曲线,因4号声测管的中部严重弯折导致该处测距比管口实测测距小,该处测点声速严重偏低于正常取值范围,通过比较关于4号声测管的其他检测剖面的声速与深度曲线并且进行测距修正,该处测点声速在正常取值范围内。如果不进行测距修正,就可能造成误判.
    采用钢管作为声测管,钢管可以焊接在钢筋笼骨架上,甚至可以替代部分主钢筋截面;由于钢管刚度较大,在做好安装工作和控制好施工过程的情况下,基本可以保持其平行度和平直度.

声测管布置问题
    声测管的布置决定了声波透射法的有效检测范围,所以声测管的布置应当考虑声波透射法的检测精度,应当让声波透射法的有效检测范围覆盖到桩身的绝大部分横截面,使声测管的利用率最高.由图5可知,正三角形布置是三根声测管最合理的布置方式,同样沿直径布置和呈正方形布置是两根声测管和四根声测管最合理的布置方式。

    灰岩地区,异型桩较多,大横截面的异型桩如抗滑桩、桩板墙在通过声波透射法检测桩身完整性时声测管的布置很关键。该类型桩靠近边坡顶的一面(图6AB面)设计上钢筋数量比其他三面数量多、

    抗滑桩声测管多为四根,其布置通常有两种常用方式(图7):四角布置和四边中心布置。四边中心布置会减小有效检测范围,出现四个“死角,’i四角布置则会出现一种特殊情况.抗滑桩设计上AB面钢筋数量较多、布置较密,声测管四角布置时,由于声波在介质内从一点向另一点传播一定会沿着最佳、最省时的路径传播(费玛定律),密布的钢筋对介质的透声率影响很大,会在AB面(14剖面)出现声测波形严重衰减的现象,给检测数据的分析、桩身完整性的判定带来严重影响,甚至出现误判。

    图8为某段路基抗滑桩的检测波形。该段路基抗滑桩声测管为四角布置,现场检测结果为除14剖面检测波形出现严重衰减外其余五个检测剖面均正常.由于抗滑桩横截面大,无法由低应变法进行有效的检测验证,后经同类型桩、同声测管布置方式的检测结果的比较,认真查看设计图纸、施工资料和询问施工人员,判断引起14剖面声测波形严重衰减的原因为该检测剖面两声测管间密布钢筋。
    由于抗滑桩等异型桩多为大横截面人工挖孔干灌桩,混凝土通过人工振捣基本可以保证桩身完整,为避免出现误判,声测管的布置宜采用四边中心布置。如果不考虑检测成本,为减小声测管四边中心布置可能存在的漏判,可以在声测管四角布置的基础上于AB面增加一根声测管,同时取消AB面的检测.



 


来源:http://www.57269.net/news/2020314406.html
相关新闻