綜合檢測法在地下連續(xù)墻質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

張存豐

【摘要】地下連續(xù)墻是一種常見的圍護結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于深基坑圍護工程中，但由于施工中各種因素的影響，導(dǎo)致地下連續(xù)墻存在質(zhì)量缺陷，并引發(fā)工程事故。目前可用于地下連續(xù)墻質(zhì)量檢測的方法很多，但各有其局限性，單獨一種檢測方法無法完全解決工程中所面對的問題。因此需采用綜合檢測法，確保檢測結(jié)果的準確性。

【關(guān)鍵詞】地下連續(xù)墻?;質(zhì)量檢測;綜合法

引言

地下連續(xù)墻具有剛度大、整體性能好、抗?jié)B能力強等優(yōu)點，常作為基坑圍護結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域。雖然地下連續(xù)墻從設(shè)計到施工都已十分成熟，但在施工過程中由于各種因素的的影響，使地下連續(xù)墻存在一定程度的質(zhì)量缺陷，引起基坑嚴重變形、滲（漏）水、甚至坍塌，造成工程事故。目前可用于地下連續(xù)墻質(zhì)量檢測的方法很多，如超聲波透射法、聲波CT法、高密度電阻率法、鉆孔取芯與鉆孔垂直度檢測、鉆孔攝像檢測等等。但每一種檢測方法都有其適用的條件與局限性，單獨一種檢測方法不可能完全解決工程中所出現(xiàn)的問題。為此，綜合檢測分析方法，成為一種重要的檢測手段。

一、綜合檢測法

綜合檢測法就是對地下連續(xù)墻采用不同的檢測方法，相互驗證，取長補短，以達到全面、準確的判斷地下連續(xù)墻質(zhì)量的一種方法。目前用以檢測地下連續(xù)墻混凝土質(zhì)量的方法有：超聲波透射法、聲波CT法、高密度電阻率法、鉆孔取芯和鉆孔垂直度檢測法及鉆孔攝像等等。

1.1超聲波透射法

1）基本原理

超聲波透射法一般是以人為激勵的方式向混凝土介質(zhì)發(fā)射聲波，在一定距離上接收經(jīng)混凝土介質(zhì)物理特性調(diào)制的聲波，通過觀測和分析聲波在混凝土介質(zhì)中傳播時聲學(xué)參數(shù)（聲速、波幅）和波形的變化，判定被檢測的混凝土介質(zhì)是否存在缺陷。

2）檢測方法

在被測混凝土中埋設(shè)聲測管，作為換能器的通道。測試時每2根聲測管為一組，通過水的耦合，超聲脈沖信號從一根聲測管中的換能器中發(fā)射出去，在另一根聲測管中的換能器接收信號，超聲波探測儀采集、記錄、儲存。超聲波檢測原理如圖1所示。

圖1?超聲波檢測原理示意圖

1.2聲波CT?法

1）?基本原理

層析成像（Computerized?Tomography，簡稱CT）是一種在不破壞物體結(jié)構(gòu)的前提下，根據(jù)物體周邊所獲取的某種物理量（如波速、X線光強、電子束強等）的投影數(shù)據(jù)，運用一定的數(shù)學(xué)方法，通過計算機處理，重建物體特定層面上的二維圖像以及依據(jù)一系列上述二維圖像構(gòu)成三維圖像的技術(shù)

2）檢測方法

聲波走時與介質(zhì)速度的分布關(guān)系，可用如下方程表示：

（1）

式中：t為走時;V（x）是介質(zhì)的速度分布;R（t）為射線的路徑;dx為射線穿越區(qū)域的長度。

由（1）式可知，當介質(zhì)中的聲波速度發(fā)生變化時，其走時也隨著發(fā)生改變。將多條通過介質(zhì)的聲波射線走時提取出來，反算出介質(zhì)的聲波速度空間分布圖像，即聲波計算機層析成像（簡稱聲波CT）。

聲波CT法按工作方式，分為孔～孔方式和孔～地方式兩種：孔～孔方式是在一個鉆孔中發(fā)射聲波，在另一個鉆孔中接收，了解兩個鉆孔構(gòu)成的剖面內(nèi)地墻混凝土的分布;孔～地方式是在一個鉆孔中發(fā)射（或接收）聲波，在地表沿測線接收（或發(fā)射）聲波，一般情況下通過敷設(shè)不同方向的測線，可以了解鉆孔中倒圓錐體范圍內(nèi)地墻混凝土的分布狀況。聲波場的分析應(yīng)從走時、幅度、相位三個要素出發(fā)，由于現(xiàn)在聲波CT主要為速度分布CT，因此本文分析只限聲波時間場中的某些與野外解釋有關(guān)的特征和規(guī)律。

1.3跨孔電阻率CT?法

1）基本原理

跨孔電阻率層析成像是高密度電阻率法的一種技術(shù)改進，其方法原理同高密度電法如出一轍，均它是以介質(zhì)的電性差異為基礎(chǔ)的，?觀測在人工施加的穩(wěn)定電場作用下介質(zhì)傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下不同電阻率介質(zhì)的分布情況。達到探測地下目標的一種方法。

地面探測因受環(huán)境因素的影響，致使探測精度降低，因此在常規(guī)電法基礎(chǔ)上發(fā)展了跨孔電阻率CT，該方法工作時是把探測電極放入孔中采集信號，探測點更接近目標，信號保真度大，提高了原始數(shù)據(jù)信噪比，數(shù)據(jù)更精確，通過對資料處理提高了探測精度。

2）檢測方法

首先在地墻基坑內(nèi)、外側(cè)分別按照一定的間距布置若干鉆孔，基坑內(nèi)側(cè)、基坑外側(cè)鉆孔交錯布置。現(xiàn)場測試時，首先在基坑外孔內(nèi)注入濃鹽水，然后基坑內(nèi)降水，并在基坑內(nèi)鉆孔間進行跨孔電阻率層析成像檢測，測試鉆孔之間的電阻率變化情況。如果基坑有滲漏，則基坑外孔內(nèi)鹽水會通過地墻滲漏點流入基坑內(nèi)，由于鹽水的電阻率較低，則滲漏點對應(yīng)處的基坑內(nèi)鉆孔之間的電阻率值會降低，據(jù)此分析、判斷地下連續(xù)墻可能的滲漏點位置。跨孔電阻率CT?檢測原理如圖2所示。

圖2跨孔電阻率CT測試原理示意圖

1.4鉆孔取芯與鉆孔垂直度檢測法

通過對所取芯樣表觀特征的觀測、累計芯樣長度及鉆孔深度的測量，判定地下連續(xù)墻墻體混凝土質(zhì)量是否存在缺陷。并對鉆孔垂直度進行檢測，輔助確定鉆孔孔底在地下連續(xù)墻中的位置，為準確判斷地下連續(xù)墻混凝土質(zhì)量提供依據(jù)。

1）鉆孔取芯法

鉆孔取芯法是一種微破損或局部破損的檢測方法，通過觀測所取芯樣的形狀（呈長柱狀、短柱狀、碎塊狀）、表面性狀（麻面、蜂窩狀、溝槽）、累計芯樣長度、鉆孔深度、孔底成渣厚度以及芯樣的抗壓強度，綜合判定地下連續(xù)墻墻體混凝土質(zhì)量及強度。

2）鉆孔垂直度檢測

為了保證鉆孔深度達到設(shè)計墻深的要求，在鉆孔達到一定深度時，對其進行垂直度檢測，一旦發(fā)現(xiàn)鉆孔垂直度偏大，立即調(diào)整鉆機平臺。另一方面當鉆孔深度未達到設(shè)計墻深，但所取的鉆孔芯樣卻不是混凝土，這時應(yīng)該檢測該鉆孔的垂直度，根據(jù)所檢測的結(jié)果確定孔底是否在墻體中。

1.5鉆孔攝像檢測

數(shù)字全景鉆孔攝像系統(tǒng)通過電纜將數(shù)字全景探頭放入工程鉆孔中，來獲取鉆孔內(nèi)巖壁的光學(xué)圖像。全景探頭自帶光源，對孔壁進行實時照明和拍攝，孔壁圖像經(jīng)錐面反射鏡變換后形成全景圖像。其探測深度位置則由深度脈沖發(fā)射器來測量，全景圖像與羅盤方位圖像一并進入攝像設(shè)備，攝像設(shè)備將攝取的圖像經(jīng)專用電纜線傳輸至位于地面的視頻分配器中，一路進入錄像機，記錄探測的全過程，另一路進入計算機內(nèi)的圖像捕獲卡進行數(shù)字化，位于絞車上的測量輪實時測量探頭所處的位置，并通過接口板將深度值置于計算機內(nèi)的專用端口中，由深度值控制捕獲卡的捕獲方式，在連續(xù)捕獲方式下，全景圖像被快速地還原成平面展開圖，并實時地顯示出來，用于現(xiàn)場記錄和監(jiān)測，在靜止捕獲方式下，全景圖像被快速地存儲起來，用于現(xiàn)場的快速分析和室內(nèi)的統(tǒng)計分析。

二、工程中的應(yīng)運

2.1工程概況

該工程項目擬建2幢約168m高樓，商業(yè)裙房地上五層，局部六層，最高處約46m。地下車庫施工分區(qū)開挖，最深約為27.2m，局部電梯坑深約31.1m，本工程的圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻體系，在施工過程中，在地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)出現(xiàn)局部滲漏，為確定本工程地下連續(xù)墻質(zhì)量，確保后續(xù)施工能順利進行，采用了綜合檢測方法技術(shù)，對該區(qū)的地墻質(zhì)量進行綜合分析評定。

2.2檢測成果

此次檢測工作的重點是地下連續(xù)墻及墻縫連接處，通過對它們進行全面、綜合的檢測，評定地下連續(xù)墻混凝土質(zhì)量及接縫的貼合情況。下面選取其中1墻縫的檢測結(jié)果，來介紹綜合法在本次檢測工作中的應(yīng)用。

1）超聲波檢測結(jié)果?????????????????????2）?聲波CT檢測結(jié)果

圖3超聲波檢測結(jié)果表明：在墻頂下23.50m～28.95m及35.00～38.50m范圍內(nèi)墻體混凝土存在明顯缺陷。

圖4聲波CT檢測結(jié)果表明：在墻頂下24.0～28.0m及35.5～37.0m范圍內(nèi)均存在低速區(qū)。

3）鉆孔取芯與鉆孔垂直度檢測結(jié)果

在接縫附近按一定的傾斜角度鉆一斜孔，來驗證地墻接縫處混凝土的貼合情況。在鉆進過程中，鉆進至25.5m到28.0m范圍內(nèi)取出鋼板，鉆至29.0m時，孔口涌出泥砂，繼續(xù)鉆進至31.0m處，取出注漿填充物。根據(jù)鉆孔垂直度檢測結(jié)果分析表明該鉆孔的孔底位于墻體內(nèi)。

4）鉆孔攝像檢測

圖5鉆孔攝像檢測發(fā)現(xiàn)：在21.4m～22.9m范圍內(nèi)混凝土膠結(jié)較差，孔壁見蜂窩、溝槽連續(xù)。在24.3m處見地下連續(xù)墻連接處的V型鋼板，從24.3m以下平切V型鋼板直至26.2m。

2.3檢測結(jié)論

通過綜合檢測結(jié)果表明，該地墻接縫處存在明顯缺陷。

結(jié)束語

本論文詳細介紹了各種檢測技術(shù)原理和方法，通過在實際工程中的應(yīng)用，對各種檢測結(jié)果進行分析、比對，達到了預(yù)期效果。綜合檢測法充分利用了各種檢測技術(shù)的優(yōu)點，彌補了單一檢測方法的不足，使檢測結(jié)果更加準確、科學(xué)、合理。但綜合檢測法由于是各種檢測手段的綜合，因此，工作量大、投入的人力和物力多，在經(jīng)濟性方面有待改進和提高。

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