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声测管严重管斜对声波透射检测的影响

2020-05-15

    基桩作为承担建设工程(工业与民用建筑工程、桥梁工程等)上部荷载的主要构件,其质量直接影响到整体的安全和使用功能,故桩身完整性检测就十分重要。
    目前工程桩基声波透射法为桩身完整性[fll检测常用方法之一,声波透射法(crosshole sonic logging )指在预埋声测管之间发射并接收声波,通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化,对桩身完整性进行判定的检测方法。对超长桩以及直径较大的桩身完整性检测中具备优势的特点,且符合当前普遍采用大直径超长桩检测桩身完整性的需求。该检测方法要求现场检测时设备仪器检测能力以及数据采集的可用性非常重要,另外声测管作为检测通道其安装及通管准备工作是否完善直接关系到检测的成功与否。目前该检测方法关于声测管的安装埋设及接管封管等施工措施规程中已有较明确要求,声测管的安装、通管欠缺叙述较笼统,但是其对声波透射法波形的影响非常大,极易造成对桩身质量的误判。列举实例说明其影响结果的事实,并采用其它方式补充验证综合判别的经验和方法。

    某新建高铁项目线路全长814.761 km跨越三省,设计最高时速为350 km,项目还包括多个城市的枢纽引人配套工程。本人参与的标段位于安徽省境内,长度为111.37 km,地质构成复杂多样。从事内容主要为桥梁桩基、隧道衬砌、路基填筑检测等工作。
    检测某特大桥X#墩,该墩设计共8根桩,桩长均为40 m,桩径均为1 000 mm,桩身强度为C30。其中该墩8#桩混凝土浇筑距离检测时间共202 d,全桩身检测三剖面(AB,AC,BC剖面),检测标准采用《铁路检测规程,各剖面检点间距为100 mm(铁路规程要求不宜大于250 mm)}`},实测AB,AC,BC剖面测距分别为:700 mm ,500 mm,390 mm,检测仪器为武汉岩海公司生产的非金属超声仪RS-ST03D(T),检测日期为仪器标定有效期之内。

    (1)桩身浅部声学参数异常
    检测采用平测(发射探头与接收探头在同一深度)发现AC,BC剖面均在7.1 m以上部位声学参数明显异常,但AB剖面正常(未见声学参数异常)。使用另一台同类型的仪器再次进行检测,结果与前一次相同。声学参数成果曲线,声时、声幅、PSD(声时一深度曲线上相邻两点连线的斜率与声时差的乘积[ui)成果见图1、图2。



(2)现场初步判别该桩AC,BC剖面均在7.1  m以上部位声学参数明显异常,但AB剖面正常。根据本次检测的结果分析,其原因可能为以下四种:
    a.存在桩身此深度处整断面夹泥、离析属严重缺陷,桩身完整性应判别为不合格。但如果是这种缺陷,一般所占截面面积会较大,那么AB剖面也应该受到这种缺陷的影响,其声学参数不应该如此完整。故整截面夹泥、离析可排除。
    b.声测管C管被低强度物体包裹造成AC,BC剖面7.1 m以上部位的声学参数异常,如果低强度物体占截面面积的比例较大,足以影响到桩身结构承载力,则应判别为不合格。那么需要证明低强度物体的大小就十分关键,但是从桩顶表面及桩顶C管附近未发现有明显低强度物体包裹,只发现声测管C管与混凝土边缘有缝隙,该缝隙的宽度约为1一5 mm,见图3。

    c. C管此处存在空洞或局部夹泥,则应判别为不合格。若存在明显空洞或局部夹泥,则可采用低应变反射波法”,,和开挖(因疑似缺陷在桩顶及桩顶附近,具备局部小范围开挖的条件),从桩身侧面观察局部夹泥,以验证桩身完整性。
    d. C管此处仅仅为缝隙,且缝隙宽度较小,对桩身承载力影响微小,则该桩应判别合格。

(3)采用其它检测方法验证桩身完整性
    a.使用铁丝伸人此处缝隙探测其深度,伸人仅7一8 cm就明显感觉到有泥状杂质嵌人其中,以下深度无法再探测。
    b.低应变弹性反射波时域曲线见图4a
    低应变时域曲线未发现桩顶附近有缺陷反射波存在,且曲线完整,若仅仅就低应变成果判别则该桩应为合格。
    c.开挖验证桩身完整性
    考虑到疑似缺陷位于C管附近,以及AC,BC音}J面7.1 m以上部位波形较弱的形态较相似,又考虑到桥墩基坑已约4.5  m,且基坑为垂直开挖,再局部开挖超过7m的安全因素,故决定在C管外侧桩身,开挖1.5  m(实际开挖约1.6 m),探查是否有明显缺陷存在。开挖现场见图5。

    开挖后将桩侧的泥洗净,并手摸、铁锹戳铲,未发现夹泥或低强度物体包裹。
    d.未采用取芯验证
    因考虑到疑似缺陷靠近声测管C管,而声测管的垂直度在安装及浇筑时很难保证,取芯时极易钻人声测管(铁质钢管),难以保证取芯效果。另外若在截面其它部位取芯不具备代表性,故未采用。

    (4)结果分析及桩身完整性判别
    a.结果分析
    根据上述几种检测方法成果分析,声波透射法两个剖面0.0一7.1  m深度范围内声学参数异常,是受该桩C管在0.0一7.1 m处与混凝土存在的缝隙及缝隙间杂质(或泥水、或其它低强物体)影响造成。
    该缝隙形成的原因可能为:该桩完成钢筋笼及声测管放置,并二次清孔后,浇筑混凝土。声测管C管上部绑扎欠紧密,混凝土在初凝之后,终凝之前的期间,声测管因外界原因(碰撞或震动)轻微位移造成缝隙,当混凝土凝结后缝隙永久存在,并在之后的养护、开挖、截桩(桩顶截至设计标高)过程中渗人杂质。

    b.桩身完整性判别考虑到该缝隙占截面面积比例非常小,对桩身承载力影响基本可忽略,故判别该桩桩身完整性为合格(I类)。
    某新建高铁工程,检测某施工标段路基钻孔灌注桩,该区域路基桩设计共178根桩,桩长为27.0一27.5 m,桩径均为800 mm,桩身强度为C40o其中该区域19-1#桩混凝土浇筑距离检测时间共30 d,全桩身检测三剖面(AB,AC,BC剖面),检测标准采用《铁路检测规程》!’!,各剖面检测间距为100 mm(规程要求不宜大于250 mm ),实测AB,AC,BC剖面测距分别为:460 mm,390 mm,470 mm,检测仪器为武汉岩海公司生产的非金属超声仪RS-ST03D(T),检测日期为仪器标定有效期之内。

1、桩身底部声学参数异常
    第一次检测采用平测(发射探头与接收探头在同一深度)发现AC,BC剖面均在25.0 m一27.0 m范围内声学参数明显异常,但AB剖面正常(未见声学参数异常)。声时、声幅、PSD(PSD为声时一深度曲线上相邻两点连线的斜率与声时差的乘积)成果见图6、图7。

2、现场检测成果
    第一次检测采用平测(发射探头与接收探头在同一深度)发现AC,BC剖面均在25.0一27.0 m范围内声学参数明显异常,但AB剖面正常(未见声学参数异常。

    (4)现场初步判别
    声波透射检测时径向探头下放近桩底时,感觉声测管C管下降速度较A,B管慢,有明显阻尼感觉,根据上述检测成果综合分析,声测管C管管内可能存在淤泥。采用半硬质塑料管(见图9、图10),高压水泵接入清水冲洗管内杂质。

(5)复测成果
    经反复冲洗管内杂质,有黑褐色类似污泥的黑臭物质随水冲出管外。在首次检测后两天进行声波透射复测。原AC,BC剖面疑似在2s.0一27.0 m范围内声学参数明显异常的情况消失,复测声学参数正常,复测成果见图11、图12。

(6)结果分析及桩身完整性判别a.结果分析根据上述两种检测方法成果分析,声波透射法AC , BC剖面25.0一27.0 m深度范围内声学参数异常,是受该桩C管淤积在管底部的杂质影响造成。

    该杂质形成的原因可能为:安装声测管时应注人清水,但现场从成桩场地旁的沟渠中抽水灌人,由于沟渠的水含有淤泥及有机类杂质,机类杂质在养护期间混凝土水化热{}l发生反应加上管内锈蚀造成大量杂质沉积在管底部,并且在首次检测时冲洗随意,未确认水管是否抵达声测管底部,管内杂质未能全部冲洗干净。

声测管严重管斜对声波透射检测的影响
    某新建高铁工程,检测某施工标段路基钻孔灌注桩,该区域路基桩设计共178根桩,桩长为27.0一27.5 m,桩径均为800 mm,桩身强度为C40o其中该区域21-2#桩混凝土浇筑距离检测时间共21 d,全桩身检测三剖面(AB,AC,BC剖面),检测标准采用《铁路检测规程》m,各剖面检测间距为100 mm(本规程要求不宜大于250 mm,实测AB,AC,BC剖面测距分别为:510 mm , 440 mm ,480 mm,检测仪器为武汉岩海公司生产的非金属超声仪RS-ST03D(T),检测日期为仪器标定有效期之内。


来源:http://www.57269.net/news/2020515437.html
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