楊江勇

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司)

1 聲測管的埋設(shè)與要求

(1)聲測管應(yīng)具有一定的強度、韌性及剛度，七內(nèi)徑不應(yīng)小于40 cm，接頭不宜采用塑料或者封口膠帶纏繞連接，宜采用螺紋連接，聲測管應(yīng)焊接或綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，聲測管應(yīng)平行于鋼筋籠。

(2)管的頂部應(yīng)高出樁基頂部至少30 cm 以上;

(3)如果樁徑大于1.5 m，工作人員需要結(jié)合實際情況埋設(shè)三根管。如果樁徑比較大，那么需要根據(jù)具體數(shù)值，埋設(shè)四根管。

(4)在采用聲波透射法對樁基進(jìn)行完整性檢測時，聲測管通過兩兩組合的方式形成檢測剖面，工作人員在檢測時，需要使用樁基頂面的聲測管進(jìn)行合理配置，然后將兩個聲測管之間的距離，當(dāng)作檢測剖面的測量距離，這個過程要保證卷尺一定要緊貼樁基頂面，避免聲測管露出樁頂部分傾斜帶來檢測剖面距離的不準(zhǔn)確，給檢測與分析結(jié)果帶來不利影響。在檢測時應(yīng)確保聲測管在連接時應(yīng)保持管內(nèi)暢通，通過這種手段，促使換能器可以自由提升，并在相應(yīng)檢測中順利通過。工作人員針對聲測管，要保證其能夠在混凝土建筑時，不被混凝土壓破水泥漿。如果在檢測中出現(xiàn)漏水的情況要及時處理。因為在晉寧混凝土澆筑時，混凝土?xí)β暅y管產(chǎn)生壓力，所以聲測管還必須具有一定的剛度。

2 齡期要求

現(xiàn)行《公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程JTG.TF81－01－2004》對齡期的要求是應(yīng)大于14 d。但是從工程建設(shè)的實際情況進(jìn)行分析，如遇特殊原因或是工期比較緊張，要提前對樁基的完整性進(jìn)行檢查，針對樁基異常的情況，要提前檢測看樁基的完整性是否滿足要求，如果存在夾泥、斷樁等情況，就可以提前處理，還有一些因為施工工期較為緊張，在保證工程質(zhì)量的情況下，需要將檢測時間提前，特別是在夏天或者高溫地區(qū)，混凝土強度上升較快，工作人員要控制實踐時間，盡量保證能夠在3 d 之內(nèi)完工。分析檢測的實際情況得知，該檢測結(jié)構(gòu)并沒有達(dá)到規(guī)定要求。對于沒有達(dá)到《規(guī)程》規(guī)定齡期的樁基，要進(jìn)行修復(fù)，然后在復(fù)測，知道合格為止。工作人員通過對比兩次的檢測數(shù)據(jù)，從而得出一個更加客觀公正的評價。一般情況下，提前檢測對控制工程質(zhì)量并無多大影響，原因如下:

(1)聲波透射法中聲波對混凝土所產(chǎn)生的作用力較小，對樁基本身結(jié)構(gòu)沒有影響，在混凝土齡期前檢測不會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)被破壞;

(2)要利用聲波投射法，對樁身進(jìn)行檢測，然后在通過比較對聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行判別。在不同的檢測階段，對混凝土強度的要求有所不同，但存在一定關(guān)聯(lián)性。因為樁基本身的變化可能不大，所以找出大概的缺陷位置。

3 檢測判定

聲時修正值可按下式計算

式中:t'為聲測管修正值，μs，(t 為聲波在混凝土中的傳播時間，簡稱聲時);D 為聲測管外徑，mm;d 為聲測管內(nèi)徑，mm;d'為換能器外徑，mm;vt為聲測管壁厚度方向聲速值，km/s;vw為水的聲速值，km/s。

3.1 聲速判據(jù)

當(dāng)實測混凝土聲速值低于聲速臨界值時應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

υi＜υD

式中:υi為第i 個測點聲速值，kin/s;υD為聲速臨界值，km/s。

聲速臨界值采用正?；炷谅曀倨骄蹬c2 倍聲速標(biāo)準(zhǔn)差之差，即:

當(dāng)檢測剖面n 個測點的聲速值普遍偏低且離散性很小時，宜采用聲速低限值判據(jù)。即實測混凝土聲速值低于聲速低限值時，可直接判定為異常。

υi＜υL

式中:υi為第i 個測點聲速值，km/s;υL為聲速低限值，km/s。

聲速低限值應(yīng)由預(yù)留同條件混凝土試件的抗壓強度與聲速對比試驗結(jié)果，結(jié)合本地區(qū)實際經(jīng)驗確定。

3.2 波幅判據(jù)

用波幅平均值減6 dB 作為波幅臨界值，當(dāng)實測波幅低于波幅臨界值時，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

式中:AD為波幅臨界值，dB;Am為波幅平均值，dB;Ai為第i個測點相對波幅值，dB;n 為測點數(shù)。

3.3 PSD 判據(jù)

采用斜率法作為輔助異常判據(jù)，當(dāng)PSD 值在某測點附近變化明顯時，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

式中:ti為第i 個測點聲時值，μs;ti－1為第i－1 個測點聲時值，μs;zi為第i 個測點深度，m;zi－1為第i－1 個測點深度，m。

在樁基監(jiān)測中，要分析樁基存在的缺陷，然后判定其嚴(yán)重程度，如果將樁基的完整性分為四個級別，那么工作人員要根據(jù)檢測剖面的不同情況，進(jìn)行分析，如聲學(xué)參數(shù)的異常情況，北側(cè)樁柱是否完整?；炷翆儆诩Y(jié)型的復(fù)合材料，是一種符合體系，在界面分布上比較復(fù)雜。工作人員在實際分析中發(fā)現(xiàn)，混凝土需要密實條件和地質(zhì)條件，然后使用有效的工藝手段。檢測的聲學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)波動較大，在實際測試的過程中完全不出現(xiàn)異常測點的可能性較小，因此不能機械地理解并執(zhí)行規(guī)范中樁身完整性的判定標(biāo)準(zhǔn)，否則工程上很難對樁基進(jìn)行判定。所以以上分析的異常點，可能有一定缺陷，并根據(jù)不同的異常情況，要對聲速、波幅、波形進(jìn)行測量，綜合判定波形與正常混凝土的偏離程度和畸變程度和異常點的波形與正?；炷恋牟ㄐ蜗啾鹊幕兂潭?/p>

3.4 聲學(xué)參數(shù)與缺陷性質(zhì)的關(guān)系

(1)針對混凝土離析導(dǎo)致的骨料堆積和漿液比較少的現(xiàn)象，工作人員要明確骨料的聲速高于砂漿，然后分析缺陷出的聲速。從普通意義上將，缺陷處的聲速，要高于正?；炷?，但有明顯的聲波區(qū)域，促使幅度下降。針對骨料比較少、砂漿比較多的區(qū)域，幅度出現(xiàn)改變的情況較小。

(2)針對坍塌導(dǎo)致的縮徑和夾泥的現(xiàn)象，工作人員要明確該處的聲速和幅度，分析發(fā)現(xiàn)幅度比較正常的混凝土都有所下降，但是缺陷介質(zhì)的聲速低于混凝土。

(3)在樁底一定范圍內(nèi)的波速和幅度的明顯下降表明樁底存在一定厚度的沉渣，這是在清孔不徹底或者樁孔周圍的巖石垮塌，從而使樁底不全是混凝土而造成的。

4 檢測過程中常見問題的判斷和處理

4.1 檢測時接收不到信號

最常見的原因有2 種:一是聲測管內(nèi)無清水作為耦合介質(zhì);二是檢測設(shè)備系統(tǒng)故障。首先應(yīng)檢查是聲測管內(nèi)是否灌滿清水，而且清水是否淹沒換能器;在肉眼無法觀測到測試管內(nèi)是否有水時，也可在采樣狀態(tài)下，迅速往聲測管注水，直至出現(xiàn)信號，否則，將換能器提出聲測管，兩換能器十字交叉且必須靠緊，非金屬超聲波檢測儀采樣，觀察是否有接收波形，如有接受波形，則證明是聲測管無水導(dǎo)致，檢測設(shè)備系統(tǒng)正常;如無接受波形，則需換上另一對好的換能器，將兩換能器靠緊且在空氣中十字交叉，觀察是否有波形，如有接收波形，說明設(shè)備系統(tǒng)正常，如無波形，則設(shè)備系統(tǒng)損壞，需要送修。假如是徑向換能器故障，則需要一臺好的設(shè)備，采樣發(fā)射，發(fā)射換能器會出現(xiàn)蜂鳴聲，如儀器接收不到信號，則接收換能器故障，如發(fā)射換能器不出現(xiàn)蜂鳴聲，則發(fā)射換能器故障，同理可以檢查儀器的發(fā)射端和接收端接口的好壞。

4.2 徑向換能器老化

徑向換能器有使用壽命。在經(jīng)過頻繁使用的換能器，蜂鳴聲響會明顯下降，頻率會明顯降低。如在檢測過程中發(fā)現(xiàn)類似情況，則說明發(fā)射換能器可能已經(jīng)老化?？蓳Q上新的兩個換能器重新測試被測物體，比較兩次數(shù)據(jù)，老化的那次數(shù)據(jù)聲幅會明顯的比第二次偏低，所以在使用過程中要特別注意換能器是否老化，這會對測試結(jié)果產(chǎn)生影響，放大缺陷。

4.3 聲速至樁頭開始緩慢變化，在一定長度內(nèi)變化至不正常范圍，且持續(xù)到樁底

一批量樁基在換能器剛?cè)胨畷r(樁頭位置)，聲速聲幅都正常，在換能器向下的過程中，明顯感覺聲速聲幅緩慢下降，且在一定位置后停止下降，直到樁底。這是由于某些樁基在設(shè)計過程中，墩柱的直徑要小于樁基直徑，導(dǎo)致在施工時樁基頂部一定范圍內(nèi)鋼筋籠開始收縮，聲測管是固定在鋼筋內(nèi)壁，這也導(dǎo)致聲測管開始向內(nèi)收縮，兩聲測管之間的距離發(fā)生變化而導(dǎo)致聲速下降，聲幅則正常，聲速變化到鋼筋籠剛開始收縮的位置后，聲速會一直以一個明顯低于樁頂聲速的值直到樁底，而聲幅在此過程無多大變化。這種情況很容易讓人誤判，在檢測過程中，要注意和施工圖紙緊密結(jié)合，相互印證。

4.4 樁頂聲速聲幅明顯降低

在樁頂?shù)臅r候，聲速和聲幅緩慢或者明顯下降，混凝土頂部骨料明顯減少，這說明該范圍內(nèi)浮漿過多、強度較低，因灌注樁澆筑工藝會導(dǎo)致在澆筑過程中上部骨料較少、浮漿及氣泡較多，若澆筑到樁頭部位時上述浮漿未排除會造成波速、幅度及強度降低。所以在檢測過程中，要求施工單位一定要破完樁頭后才開始檢測是很有必要的。

5 結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，我們國家的交通事業(yè)也蓬勃發(fā)展。大部分公路工程都要求對灌注樁進(jìn)行聲波透射法檢測完整性和密實性。由于超聲波檢測具有很多其他檢測無法比擬的優(yōu)點，超聲波檢測也越來越被大多數(shù)人接受。由于超聲波在混凝土中的傳播具有很復(fù)雜的傳播方式，在檢測過程中應(yīng)特別注意從多個方面互相印證，更加準(zhǔn)確的評定樁基的類別，減少誤判的發(fā)生。

［1］建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范(JGJ106－2003)［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［2］公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)范(JTG/TF81－01－2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.