陶光智

(廣東華路交通科技有限公司)

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淺談橋梁基樁檢測(cè)聲波透射法存在的不足及對(duì)策

陶光智

(廣東華路交通科技有限公司)

概述了橋梁基樁的檢測(cè)方法，介紹了基樁聲波透射法檢測(cè)的基本原理。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，分析了目前聲波透射法在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中存在的不足，并提出相應(yīng)的處治措施，以供參考。

基樁檢測(cè)；聲波透射法；不足；對(duì)策

1 聲波透射法的基本原理

基樁聲波透射法檢測(cè)的基本原理是以人為激勵(lì)的方式，通過(guò)在基樁預(yù)埋聲測(cè)管之間發(fā)射和接收聲波，通過(guò)分析接收聲波的聲學(xué)參數(shù)和波形的變化情況，確定樁身混凝土缺陷的位置、范圍、程度，從而推斷樁身混凝土的連續(xù)性、完整性和均勻情況，進(jìn)而評(píng)定樁身完整性等級(jí)。

2 聲波透射法檢測(cè)存在的不足及對(duì)策

2.1 預(yù)埋聲測(cè)管質(zhì)量從多個(gè)方面影響聲波透射法檢測(cè)結(jié)果

要進(jìn)行聲波透射法檢測(cè)，須在樁身中預(yù)埋聲測(cè)管作為檢測(cè)通道作。當(dāng)樁徑不大于1 500 mm時(shí)，應(yīng)埋設(shè)三根管；當(dāng)樁徑大于1 500 mm時(shí)，應(yīng)埋設(shè)四根管，且聲測(cè)管應(yīng)互相平行、定位準(zhǔn)確，并埋設(shè)至樁底。預(yù)埋聲測(cè)管質(zhì)量，包括聲測(cè)管的材質(zhì)、厚度、內(nèi)徑大小、管間連接方式、聲測(cè)管綁扎定位是否牢固、作為耦合劑的清水是否混濁等，均會(huì)對(duì)聲波透射法檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生不同程度的影響。

例如，當(dāng)聲測(cè)管內(nèi)徑過(guò)大時(shí)，聲耦合誤差將明顯增加，且聲測(cè)探頭在管內(nèi)晃動(dòng)幅度大，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性，引起接收聲波參數(shù)和波形異常變化；當(dāng)作為耦合劑的清水含有較多雜質(zhì)時(shí)，導(dǎo)致聲波能量被吸收、擴(kuò)散，造成接收到的能量降低，波形畸變，這些都將直接影響了基樁完整性的評(píng)定；由于聲測(cè)管綁扎定位不牢固，導(dǎo)致聲測(cè)管在混凝土擠壓下移位、變形，也對(duì)聲波透射法的檢測(cè)結(jié)果判定產(chǎn)生影響，甚至引起誤判。

2.2 聲波透射法不能檢測(cè)樁底持力層狀況

預(yù)埋聲測(cè)管通常綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，在混凝土灌注之前，隨預(yù)制鋼筋籠放至樁底，沒有嵌入樁底持力層中。聲波透射法只能檢測(cè)預(yù)埋管深度范圍，所以不能檢測(cè)到樁底持力層狀況。

2.3 聲波透射法存在檢測(cè)盲區(qū)

基樁檢測(cè)聲波透射法檢測(cè)采用的振源，是一種軸向有限長(zhǎng)度、單一主頻的柱面波。以換能器為圓心的同心圓相交點(diǎn)的連線便是接收換能器的理想“接收聲場(chǎng)”的空間分布。其連接軌跡滿足橢圓方程，有效“接收聲場(chǎng)”在空間的完整分布實(shí)際是一個(gè)橢圓球體。當(dāng)混凝土缺陷在有效“接收聲場(chǎng)”范圍外時(shí)，聲參數(shù)將不能做出反應(yīng)。

可見，聲波透射法檢測(cè)存在一定范圍的測(cè)試盲區(qū)，只能測(cè)出聲測(cè)管之間一定范圍內(nèi)混凝土是否存在缺陷，不能準(zhǔn)確測(cè)出樁身整個(gè)斷面是否存在缺陷。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，常遇到鉆芯法發(fā)現(xiàn)明顯缺陷而聲波透射法未能檢測(cè)到的情況，基本上因檢測(cè)盲區(qū)所致。如廣東惠州某高速L161-2#樁，樁長(zhǎng)33.9 m，樁徑1.5 m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C25。采用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)，判定類別為Ⅰ類樁。強(qiáng)制性抽芯結(jié)果顯示，樁身在25.5～26.3 m局部存在嚴(yán)重的溝槽、離析。

2.4 樁身橫向缺陷易漏檢

聲波透射法對(duì)樁身水平向范圍較大而樁長(zhǎng)方向很小的缺陷易漏檢，如樁身受外力產(chǎn)生的橫向裂縫。由于橫向裂縫樁長(zhǎng)方向范圍小，發(fā)射聲波沿著裂縫兩測(cè)橫向正常傳播，聲參數(shù)將不會(huì)產(chǎn)生異常變化。此時(shí)，樁身橫向裂縫將不會(huì)被檢測(cè)到。同時(shí)，由于樁身位于地表下，裂縫縫隙中填充的是水而非空氣，當(dāng)聲波穿過(guò)裂縫時(shí)，聲參數(shù)的變化幾乎可以忽略，所以采用斜測(cè)法也難以發(fā)現(xiàn)橫向裂縫。

如廣東肇慶某高速，由于地陷導(dǎo)致樁體傾斜，為確定樁身是否斷裂，檢測(cè)單位對(duì)地陷地區(qū)的預(yù)埋聲測(cè)管的基樁進(jìn)行聲波透射法檢測(cè)，同時(shí)輔以鉆芯法和鉆孔電視檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示，聲波透射法未發(fā)現(xiàn)樁身橫向裂縫；而鉆芯法和鉆孔電視檢測(cè)，均發(fā)現(xiàn)有部分基樁存在橫向裂縫，鉆孔電視清晰顯示裂縫處有泥水滲出，鉆芯法芯樣顯示的裂縫位置與鉆孔電視發(fā)現(xiàn)的裂縫位置相吻合。

2.5 測(cè)點(diǎn)間距較大時(shí)，可能漏檢缺陷

聲波透射法檢測(cè)測(cè)點(diǎn)間距對(duì)實(shí)測(cè)波速準(zhǔn)確性沒有影響，但測(cè)點(diǎn)間距加大，漏測(cè)缺陷的可能性增加，一些缺陷可能被漏檢?！豆饭こ袒鶚秳?dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(JTG/T F81-01-2004)規(guī)定，檢測(cè)步距不應(yīng)大于20 cm。若現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，測(cè)點(diǎn)間距大于20 cm，那么對(duì)于小于測(cè)點(diǎn)間距量級(jí)的缺陷就有可能漏掉。

2.6 樁頭混凝土質(zhì)量易誤判

基樁檢測(cè)前，通常把樁頂混凝土面破除至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，在樁頭破除過(guò)程中，易造成樁頭部分混凝土與聲測(cè)管剝離。當(dāng)存在此類現(xiàn)象時(shí)，樁頭部位的最后一個(gè)或幾個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲參數(shù)將急劇下降，容易造成誤判。

3 對(duì)策及建議

(1)明確聲測(cè)管質(zhì)量對(duì)聲波透射法檢測(cè)影響的各個(gè)方面，在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，收集基樁施工資料，發(fā)現(xiàn)并消除不良影響，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；

(2)當(dāng)基樁設(shè)計(jì)對(duì)于嵌巖質(zhì)量有要求時(shí)，應(yīng)在聲波透射法的基礎(chǔ)上，增加低應(yīng)變法或鉆芯法檢測(cè)，驗(yàn)證基樁嵌巖效果，確保工程質(zhì)量；

(3)通過(guò)提高由聲測(cè)換能器及超聲檢測(cè)儀的性能，可增大有效“接收聲場(chǎng)”的范圍，減小測(cè)試盲區(qū)；通過(guò)增加聲測(cè)管的埋設(shè)數(shù)量，可有效的減小測(cè)試盲區(qū)，但需要增加檢測(cè)成本；

(4)當(dāng)對(duì)基樁質(zhì)量有懷疑時(shí)，應(yīng)采用多種檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，優(yōu)劣互補(bǔ)，相互驗(yàn)證，排除工程隱患；

(5)測(cè)點(diǎn)間距過(guò)大容易造成漏檢，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，建議測(cè)點(diǎn)間距不大于10 cm；

(6)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，注意檢查樁頭聲測(cè)管與混凝土是否存在剝離現(xiàn)象，及時(shí)處治，避免誤判。

4 結(jié) 語(yǔ)

基樁完整性檢測(cè)技術(shù)發(fā)展至今，其檢測(cè)技術(shù)日趨完善。聲波透射法是一門成熟的檢測(cè)技術(shù)，但還存在一些不足之處。因此，在橋梁基樁現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程中，明確聲波透射法存在的不足之處，對(duì)排除影響聲波透射法的不利因素，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高橋梁基樁完整性判定的準(zhǔn)確性、避免誤判有著積極的作用。

[1] 中華人民共和國(guó)推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程(JTG/T F81-0l-2004)[S]．北京：人民交通出版社，2004．

[2] 陳凡，徐天平，陳久照，關(guān)立軍．基樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003．

[3] 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2014)[S]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014．

2015-09-11

陶光智(1978-)，男，廣東省廣州人， 工程師，主要從事公路工程基樁檢測(cè)工作。

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