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李飞谈透射法检测声测管存在的问题

2020-03-25

桩基础是最常用的基础形式和加固方式。在桩基础的各种类型中,混凝土灌注桩应用最广泛,特别是大直径桩基多采用混凝土灌注桩。由于桩基础属于隐蔽工程,加上其具有施工难度大、施工工序多、技术要求高等特点,使桩基础施工很容易出现问题。因此,为了保证桩基础施工质量,进行质量检测是非常必要的。现阶段,混凝土灌注桩桩身完整性检测方法主要有超声波透射法、低应变法。对于检测灌注桩桩身完整性及判定其桩身缺陷,超声波透射法具有检测范围大、结果可靠、检测细致、不受桩长和桩径的限制、结果准确度高、直观等特点。基于以上特点,超声波透射法在工程中得到了广泛应用,成为目前桩基检测中最常用的方法之一。

    超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:由超声脉冲发射源向混凝土内发射高频弹性脉冲波,并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特性;当混凝土内存在不连续或破损界面时,缺陷面形成波阻抗界面,波到达该界面时,产生波的透射和反射,使接收到的透射波能量明显降低;当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时,将产生波的散射和绕射;根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征,可以获得测区范围内硷的密实度参数。通过测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征,经过处理分析就能判别测区内混凝土存在缺陷的性质、大小及空间位置和参考强度。
    在基桩施工前,根据基桩直径的大小预埋一定数量的声测管,作为换能器的通道。测试时,每两根声测管为一组,通过水的祸合,超声脉冲信号从一根声测管中的换能器中发射出去,在另一根声测管中的换能器接收信号,超声仪测定有关参数,并采集、记录、储存。换能器由桩底同时往上逐点检测,遍及桩身各个截面。

声测管施工

1、声测管基本要求
    声测管是桩基检测中换能器的通道。在基桩施工前,根据基桩直径的大小预埋一定数量的声测管。检测时,声测管两根为一组,并注满清水。换能器由桩底往上逐个剖面检测,遍及桩身各个截面。然而,当声测管埋设施工不当时,就可能造成弯曲、漏浆、堵塞、卡管等事故的发生,从而对基桩完整性检测结果产生影响,甚至无法检测或判定基桩完整性类型,进而需采用其他方法对桩基质量进行检测,如钻芯取样等。为使桩基检测工作顺利进行,声测管施工应满足的要求为:密封良好不漏水,连接牢靠不脱开,连接平整不打折,管间平行不弯曲,管内通畅无异物。

2、声测管埋数量
    根据基桩直径的大小,需预埋不同数量的声测管。依据不同的检测规范,对桩径要求略有区别。工程中常用的检测规范有:公路工程基桩动测技术规程JTGP1F81-O1-2004,《建筑基桩检测技术规范打GJ 106-2003 . ((超声法检测混凝土内部缺陷技术规程}CECS21:2000,这3本规范对桩径的要求见表1。

3、声测管材料
    工程中,常用PVC管和薄壁钢管作为声测管材料。与薄壁钢管相比,PVC管更为经济,用经济的PVC管代替薄壁钢管是今后声测管发展的趋势。但是PVC管环刚度很弱,在施工过程中极易发生弯曲变形,影响桩基检测工作。因此,最好选用薄壁钢管作为声测管。

4、声测管接头连接
    薄壁钢管6m一段,其作声测管时,为达到施工桩长,需将一段段钢管连接起来。声测管接头连接要求:连接处应有足够的水密性,保证在孔内水压作用下不漏水、不漏浆;还应有足够的强度,保证声测管连接处不致于因受力弯曲脱开。
    (1)法兰接头。声测管在出厂时已在管两端焊接好结长得法兰盘,只需在接长时用螺栓将两管连接。此法的弊病是螺栓紧固操作不便,易出现连接不牢固的现象,而且在下导管时,稍有不慎就会撞到接头的法兰而导致脱节。
    (2)挤压接头。声测管在出厂时将接头的1/2插入声测管并焊接牢固,接头的余下部分里面有两道密封胶圈。连接时,将声测管插人结构内(插人深度有限位设置),再用液压钳挤压,液压钳自身有定位装置,待达到挤压牢固要求后自动回油,该方法操作简单、可靠。
    (3)胶套接头。与挤压接头结构相同,只是密封方式不同。将声测管一端插人另一根的接头内,再用胶套将管两端套住,用喷灯加热,使胶套收缩并把两端连接紧密,该方法操作繁琐,且不安全。

5、声测管连接问题对检测结果的影响
    从实际操作来看,若要做好超声波透射法的检测工作,除与检测人员的素质水平及检测设备的优劣息息相关外,最主要的影响因素就是埋设声测管的施工是否与规定的技术要求相符,若不符,轻者将直接影响桩基检测工作的进行,重者将会误导检测人员的判断。
    声测管连接方式选择不当,可能将直接影响桩基础最终的检测结果。
    贵阳市某市政高架桥项目施工中,基桩采用人工挖孔和旋挖钻机成孔,设计混凝土强度等级为C30。声波透射法检测时发现,依照《建筑基桩检测技术规范))}JGJ106-2003)中相关参数的判据来划分,大批的桩基存在着严重的质量问题。如桩ZO-9,桩径1.8 m,桩长24 m,预埋4根声测管,实测数据见图。

划分,桩ZO-9存在着严重的质量问题。因为混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料、外加剂和水组成的多相非匀质体,因为一定强度的混凝土,声波的传播速度是有一定范围的。而当传播路径有缺陷时,如沉渣、泥砂与水泥浆的混合物、离析、气泡等,声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过,声波将发生衰减,造成传播时间延长,使得声时增大、声速降低、波幅减小、波形突变。利用超声波的这些声学参数的变化,就可分析、判断和确定桩身混凝土缺陷的范围、空间位置,从而评定桩身混凝土质量。实测数据显示,桩ZO-9存在严重的质量问题,通知施工单位钻芯取样,但观察取出的芯样未发现问题,查看施工资料也未发现问题。询问施工人员后证实,桩ZO-9的声测管分别于5.28 m,11.52 m,17.76 m附近有连接处,而它们的间距正好等于声测管长度6 m,与实测数据相吻合。分析认为,该桩缺陷是由于声测管连接处橡胶套施工处理不当引起的。
    究其原因,橡胶套和混凝土是两种性质不同的材料,它们的热膨胀系数相差悬殊。在桩基灌注过程中,混凝土产生的水化热不易消散,而橡胶套受水化热影响较大,体积膨胀,混凝土凝结后,橡胶套因温度下降而产生收缩变形,有可能使橡胶套与混凝土局部脱开而造成空气或水的夹缝,影响检测信号,从而造成误判。当一根声测管橡胶套连接处出现这种情况时,预埋3根声测管的桩就会影响到两个检测剖面,预埋4根声测管的桩就会影响到3个检测剖面,按照正常的评判标准就会被误判为严重的质量问题。出现这种情况时,应结合声测管单根的长度,声测管连接的方式和位置、橡胶套的长度和范围来综合判定桩身质量,如还不能判定桩身质量,应采用其他检测方法验证。


来源:http://www.57269.net/news/2020325416.html
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