宜昌港云池港區水工碼頭樁基的質量檢測與控制

通過常規聲波測試和超聲波成像技術這2種測試方法在宜昌港云池港區水工碼頭樁基檢測中的比較運用，得出超聲波成像技術在反映混凝土的密實度上具有較高的靈敏度，特別是在缺陷的準確定位上具有明顯的優越性。

宜昌港是全國28個主要內河港口之一，是長江黃金水道承上啟下的重要樞紐。云池港區作為宜昌港的重要組成部分，是“十一五”期間全市重點基礎設施項目。規劃的云池深水港區將按照現代物流中心和綜合性樞紐港區的要求建設。建港岸線總長3500米，水陸交通十分便利。擬建碼頭處河勢穩定、岸線順直、水深良好，水文地質條件良好。

云池深水港項目一次規劃，分步建設。遠期規劃建設吞吐能力為40萬標箱的集裝箱碼頭，在功能上兼顧件雜貨和化工油品的運輸。總投資12億元，工程分三期建設。這次開工的是一期工程，投資3.45億元，共兩個泊位。同時規劃在云池港區附近建設保稅區以及物流配送中心，并將鐵路引進港區，建成后將連接焦柳鐵路及宜萬鐵路。

工程概況

宜昌港主城港區云池作業區一期工程位于宜昌市猇亭區云池村，建設規模為2個3000噸級泊位。港工建筑物由碼頭平臺、引橋、擋土墻岸三部分組成。碼頭平臺為空間框架結構，引橋為排架式結構，碼頭平臺長210m，寬30m，樁基礎共162根鋼筋混凝土鉆孔樁，其中碼頭前排樁基采用Φ2200鉆孔樁，其余樁基采用Φ1800鉆孔樁。引橋三座，長均為52m，寬均為12m，樁基礎共15根Φ1600鋼筋混凝土挖孔樁。全部樁基都采用超聲波無損檢測技術和超聲波成像技術進行檢測。

超聲波測試方法檢測

檢測原理：聲波透射法是采用一發射換能器重復發射超聲脈沖波，由接收換能器接收，然后根據超聲脈沖穿越混凝土的傳播時間、速度及能量的變化來判斷混凝土的質量和均勻性。檢測中用聲速（或聲時）、振幅、頻率、波形來判斷是否存在缺陷，進而評價樁身混凝土的完整性。

檢測方法：采用對測法，將發射、接收換能器分別置于兩個聲測管底部，以同一高度等距離同步提升，逐點測讀聲學參數并記錄換能器所處深度。測點間距為200mm，在普測的基礎上，對可疑的部位進行加密復測，采用斜測、交叉斜測、扇形掃描測，如圖1所示。

超聲成像技術檢測

在樁基施工后樁身混凝土強度達到設計強度的70%以后，首先采用聲波透射法對樁基進行檢測；然后在此常規檢測的基礎上，對存在異常的樁應用超聲成像診斷技術進行精確的損傷成像分析，最后根據診斷結果再結合取芯結果對樁基進行合理的評價。下面重點對B3號樁的成像診斷進行介紹。

在對B3號樁進行聲波透射法檢測時，發現AC，AD斷面在聲測管頂3.4～4.8米之間存在異常，圖2與圖3為AC、AD斷面的聲波透射法檢測結果，從波形圖中可清晰看出在異常部位幾乎接收不到波形，同時在PSD判據和聲時判據圖中可以看出在3.4～4.8米之間存在異常。上述測試結果只能粗略的判定存在異常的部位，而對在異常部位內部缺陷的分布很難給出準確的定量結果。

為了能更加準確的判斷異常部位的缺陷分布情況及分析形成異常的原因，在異常部位應用損傷識別技術。首先在異常部位進行加密平測、斜測及掃描測試，然后對采集的數據進行處理，采用CSCT1.0進行成像計算及輸出成像結果，成像的結果如圖4所示。

從圖4可以看出測試斷面內的樁身混凝土極其不均勻，在靠近A管一側有接近1/2樁截面的混凝土聲速很低，而且分布不均，診斷為軟弱夾泥層。為了進一步驗證所測部位的情況，在靠近A一側進行鉆孔取芯，發現取出的混凝土芯中存有夾泥。

小結

從上述兩個實際工程應用情況可以看出，超聲波成像技術在反映混凝土的密實度上具有較高的靈敏度，特別是在缺陷的準確定位上具有明顯的優越性。從應用結果上也可以看出，常規聲波測試的最低聲速為4.05m/ms，而成像結果反映出的缺陷部位的聲速只有3.69m/ms，這說明超聲成像技術在識別混凝土內部缺陷時的分辨率遠比常規聲波測試方法要高。但是由于超聲CT成像技術必須具有大量原始采集數據，其工作量遠遠超過了常規聲波測試，而且成本較高。為此在質量檢測中最好首先采用常規聲波測試進行初測，對初測中出現異常的部位再進行局部超聲成像以獲得精確的診斷結果。

（作者單位：中交武漢港灣工程設計研究院有限公司）