聲波透射法在灌注樁檢測(cè)中的應(yīng)用

尹景祥

【摘要】聲波透射法具有檢測(cè)準(zhǔn)、細(xì)致的優(yōu)點(diǎn)，利用此方法得出的結(jié)果非常準(zhǔn)確可靠。這種檢測(cè)方法不會(huì)受到灌注樁的樁長(zhǎng)、樁徑以及其場(chǎng)地的限制。因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，聲波透射法被廣泛的應(yīng)用于灌注樁的檢測(cè)工作中。近年來(lái)，雖然人們?cè)诠嘧兜穆暡ㄍ干浞z測(cè)的應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)步，但是在實(shí)踐過(guò)程中仍然遇到了不少的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】聲波透射法；灌注樁；檢測(cè)；應(yīng)用

1.前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的建筑業(yè)也呈現(xiàn)出欣欣向榮的發(fā)展局面。高速公路的開(kāi)通、城市鱗次櫛比的高樓大廈、水利以及電力等設(shè)施在不斷地興建，而這些建筑都需要有牢固可靠的樁基做基礎(chǔ)。因此，樁基施工質(zhì)量的監(jiān)督與檢測(cè)工作尤為重要。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，灌注樁的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人們也越來(lái)越關(guān)注與灌注樁檢測(cè)有關(guān)的聲波透射法。在灌注樁的檢測(cè)工作中，通過(guò)與聲波透射法相關(guān)的測(cè)試和技術(shù)分析，可以了解到不同介質(zhì)中聲波的傳播速度、振幅等聲學(xué)參數(shù)的值，有利于解決灌注樁建設(shè)中的一些問(wèn)題。

雖然聲波透射法的理論基礎(chǔ)已經(jīng)十分成熟，但人們?cè)趯?shí)際的工程建設(shè)的施工過(guò)程中還是發(fā)現(xiàn)了很多不足之處。有時(shí)候聲波透射法的檢測(cè)原理與實(shí)際情況的要求不符，技術(shù)部分也存在一些問(wèn)題。不僅僅如此，很多工地上的檢測(cè)員并沒(méi)有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)或者專業(yè)素質(zhì)，這在一定程度上會(huì)影響檢測(cè)的結(jié)果甚至?xí)霈F(xiàn)誤差。工地上的一點(diǎn)點(diǎn)誤差都可能會(huì)造成整個(gè)建筑的倒塌，這不僅僅會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還是給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)威脅。

2. 聲波透射法檢測(cè)灌注樁的基本原理

所謂的聲波透射法就是在事先埋好的聲測(cè)管之間發(fā)射聲波，接收聲波并通過(guò)對(duì)聲波的檢測(cè)來(lái)了解在介質(zhì)中聲波傳遞的速度、振幅、以及頻率等相關(guān)參數(shù)的變化，根據(jù)這些變化來(lái)判斷樁身是否完整的方法。一般在檢測(cè)中聲速、振幅都會(huì)與參考值有一定的出入。

灌注樁中混凝土的質(zhì)量及缺陷情況都會(huì)引起聲波信號(hào)的變化。聲波在傳播的過(guò)程中會(huì)發(fā)生折射、反射之類的變化，這些變化會(huì)使聲波信號(hào)受到不同程度的衰減。因此，檢測(cè)員可以根據(jù)聲波信號(hào)的變化情況來(lái)對(duì)灌注樁的完整性作出判斷。

3.灌注樁的打孔方式以及常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題

當(dāng)灌注樁施工的地點(diǎn)是在水位相對(duì)較高的地下或地表時(shí)，打孔主要采用以下幾種方式：回旋鉆孔法、潛式鉆孔法、沖擊式鉆孔法。在鉆孔的過(guò)程中，如何將水下混凝土灌注成樁基是最主要的工序。在灌注過(guò)程中，工人一定要明白如何分工，相互配合，若有一處操作不當(dāng)，灌注樁的質(zhì)量就沒(méi)了保障。然而，即使人們?cè)谑┕み^(guò)程中非常小心，還是會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問(wèn)題。

常見(jiàn)的比較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題主要有以下幾種：不連續(xù)的灌注。在建筑工地上，出現(xiàn)停電、機(jī)器故障等突發(fā)情況是很常見(jiàn)的。但是，這些情況會(huì)使混凝土的灌注發(fā)生中斷，結(jié)果往往會(huì)導(dǎo)致先灌的部分已經(jīng)凝固成型，后面的灌注無(wú)法進(jìn)行，這樣很容易形成斷樁；鋼筋籠的上浮。樁基底部的混凝土灌注速度過(guò)快、勾掛被導(dǎo)管向上提、底部套管向上拔等都會(huì)導(dǎo)致基樁附近的鋼筋籠上浮；混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象。有的導(dǎo)管沒(méi)有連接好，接口處發(fā)生漏水就容易造成混凝土的離析現(xiàn)象。

4. 聲波透射法在灌注樁檢測(cè)中會(huì)用哪些檢測(cè)方法

聲波透射法在灌注樁檢測(cè)中主要采用以下三種方法：樁內(nèi)單孔透射法。有些特殊情況下，基樁內(nèi)僅有一個(gè)孔道可以用來(lái)檢測(cè)，這時(shí)就必須用單孔檢測(cè)法。但是要注意，使用這種檢測(cè)法一定要用信息分析技術(shù)，不然會(huì)受到管中其他物質(zhì)的干擾；樁外孔透射法。當(dāng)基樁的上部結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工或著基樁內(nèi)沒(méi)有別的通道時(shí)，就需要用到這種檢測(cè)方法。但這種檢測(cè)方法的可測(cè)樁長(zhǎng)有限，而且只能判斷出斷樁、夾層等少數(shù)情況；樁內(nèi)跨孔透射法。這是聲波透射法最常見(jiàn)的一種形式，而且比較成熟、可靠性高。前兩種方法只能針對(duì)一些特殊的情況，而這種方法比較普遍。根據(jù)換能器相對(duì)高度的變化，能夠很容易地檢測(cè)到灌注樁是否有缺陷，以及缺陷的分布情況。

5.聲波透射法在灌注樁檢測(cè)中的應(yīng)用

聲波透射法的檢測(cè)結(jié)果十分地準(zhǔn)確，一般的檢測(cè)方法無(wú)法對(duì)灌注樁進(jìn)行全面的檢測(cè)，而聲波透射法卻不受場(chǎng)地的限制。無(wú)論聲測(cè)管埋到多么深的地方，聲波透射法都能檢測(cè)到，沒(méi)有盲區(qū)和死角。聲波透射法可以根據(jù)聲速、振幅等聲學(xué)參數(shù)的變化，用圖像直觀地將檢測(cè)結(jié)果呈現(xiàn)出來(lái)。更甚者，基樁的樁頂都不需要露出地面，方便了施工。用聲波透射法檢測(cè)灌注樁，不僅可以估算混凝土的強(qiáng)度，而且所耗費(fèi)的時(shí)間精力以及人力物資都比其他檢測(cè)方法少，有效地提高了工作效率，縮短了施工時(shí)間。灌注樁的樁徑大于 0. 6 m都能用聲波透射法來(lái)檢測(cè)其完整性。當(dāng)樁徑比較大時(shí)，聲波換能器與檢測(cè)管之間的測(cè)量誤差會(huì)相對(duì)小一些；如果樁徑小于0.6m時(shí)，就需要采用低應(yīng)變方法檢測(cè)。有時(shí)候，還需要對(duì)聲波透射法中的三種方法進(jìn)行選擇，因?yàn)榛鶚兜那闆r不同。

聲波透射法在灌注樁檢測(cè)中的應(yīng)用主體現(xiàn)在橋梁基樁上。下面以某省市的高架橋?yàn)槔M(jìn)行分析。此橋全段橋梁樁基有2 400多根，設(shè)計(jì)樁徑有1 200 mm和1 500 mm的，設(shè)計(jì)基樁的長(zhǎng)范圍在30 m～72 m不等。此基樁為摩擦灌注樁，基樁施工時(shí)采用的是回旋鉆孔法。在施工的過(guò)程中，工作人員嚴(yán)格遵照工程師設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，可以認(rèn)為在施工的過(guò)程中沒(méi)有操作不當(dāng)，基樁的質(zhì)量應(yīng)該是沒(méi)有問(wèn)題的。但是檢測(cè)人員認(rèn)為有必要用聲波透射法檢測(cè)一下，最終選定了一根1500mm的基樁。具體的檢測(cè)內(nèi)容如下：首先在被檢測(cè)的這根基樁中預(yù)埋4根聲測(cè)管。預(yù)埋的位置如圖表2一樣，這樣能更方便地用聲波檢測(cè)基樁內(nèi)的各位置。隨后檢測(cè)聲測(cè)管內(nèi)是否注滿了清水，聲測(cè)管的通暢情況如何讓，管口隔平高出樁頂多少，這些都是進(jìn)行測(cè)試前需要做的準(zhǔn)備工作。接下來(lái)就是具體的檢測(cè)過(guò)程。先對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行編號(hào)和分組，分別測(cè)量聲測(cè)管口外壁之間的距離，并做好文字記錄。然后測(cè)量聲測(cè)管的內(nèi)外徑值，并記錄下來(lái)。選定一組聲測(cè)管對(duì)測(cè)試參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，將發(fā)射與接受換能器同步上升，逐點(diǎn)進(jìn)行采樣。將這兩種儀器內(nèi)聲波的各種參數(shù)變化以波形圖的形式記錄下來(lái)。

從聲波透射法檢測(cè)灌注樁的結(jié)果來(lái)分析，灌注樁施工中的確存在問(wèn)題，其內(nèi)部出現(xiàn)了混凝土的斷開(kāi)。經(jīng)過(guò)近一步的調(diào)查，確定出現(xiàn)這種質(zhì)量問(wèn)題是因?yàn)樵谑┕み^(guò)程中突然停電。經(jīng)過(guò)聲波透射法的檢測(cè)，工作人員才能了解到工程的哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，在下次施工中多加注意。

圖表 2

6.結(jié)束語(yǔ)

聲波透射法在灌注樁檢測(cè)中起到了很大的作用。本文主要從聲波透射法、灌注樁、灌注樁檢測(cè)以及其應(yīng)用等方面展開(kāi)分析，有一定的借鑒價(jià)值。

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