多種基樁檢測(cè)方法在某橋梁工程中的對(duì)比分析

陳昊海

(福建省建筑科學(xué)研究院　福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　福建福州　350025)

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多種基樁檢測(cè)方法在某橋梁工程中的對(duì)比分析

陳昊海

(福建省建筑科學(xué)研究院福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室福建福州350025)

以某橋梁工程中一個(gè)基樁質(zhì)量問(wèn)題為案例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況分別采用了聲波CT、聲波透射法、鉆芯法等多種檢測(cè)手段進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果顯示，聲波CT技術(shù)可以解決傳統(tǒng)檢測(cè)方法測(cè)樁不直觀、精度不夠，經(jīng)驗(yàn)性成分居多等技術(shù)缺陷，修正了原檢測(cè)結(jié)論過(guò)重的評(píng)價(jià)，挽回了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

聲波CT；聲波透射法；鉆芯法

0　引言

鉆孔灌注樁施工工序多、工藝復(fù)雜，同時(shí)影響施工質(zhì)量的因素較多，因此不可避免地會(huì)出現(xiàn)如縮徑、離析、夾泥、斷樁和樁底沉渣過(guò)厚等缺陷[1]。即使檢測(cè)，在灌注樁的實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，由于種種原因，也可能會(huì)對(duì)缺陷的判斷產(chǎn)生錯(cuò)誤，發(fā)生漏判、誤判、重判、輕判等問(wèn)題。

目前橋梁樁基普遍采用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)，該方法技術(shù)準(zhǔn)確，不受樁長(zhǎng)、樁徑、缺陷數(shù)量的影響，并可提供混凝土強(qiáng)度資料等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于橋梁、高層建筑等項(xiàng)目的灌注樁檢測(cè)中，可以解決傳統(tǒng)檢測(cè)方法測(cè)樁不直觀，精度不夠，經(jīng)驗(yàn)性成分居多等技術(shù)上的缺陷問(wèn)題[2]。本文利用聲波CT技術(shù)通過(guò)實(shí)際檢樁過(guò)程中出現(xiàn)的一個(gè)實(shí)例進(jìn)行分析，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

1　某橋梁工程灌注樁質(zhì)量問(wèn)題

某橋梁工程采用沖鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)持力層為微風(fēng)化花崗巖，樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C35，樁徑1 500mm～2 200mm，經(jīng)常規(guī)聲波透射法檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)某工程樁于2#管孔位，出現(xiàn)明顯聲學(xué)參數(shù)異常，波形明顯畸變，異常聲測(cè)線分布在3.3～3.6m及6.0～6.7m深度范圍內(nèi)，由于問(wèn)題剖面數(shù)量小于總檢測(cè)剖面數(shù)量的50%，根據(jù)規(guī)范給出了該工程樁樁身完整性為Ⅲ類(lèi)的結(jié)論[3]。

圖1　問(wèn)題樁波形畸變示意圖

2　驗(yàn)證及處理方案

該工程樁質(zhì)量問(wèn)題經(jīng)參建各方研討商議后，決定采用聲波CT法及鉆芯法對(duì)樁身完整性和樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證。如驗(yàn)證后的結(jié)論仍為樁身完整性不合格，則該樁作為廢樁處理，需重新打樁以替代該問(wèn)題樁[4]。

3　聲波CT法檢測(cè)

3.1聲波CT法原理

基樁聲波CT探測(cè)方法如圖2所示。聲波CT探測(cè)方法是每個(gè)聲測(cè)管的電纜上有兩個(gè)聲波探頭，這兩個(gè)探頭既可以作為發(fā)射探頭也可以作為接收探頭。每個(gè)深度位置的射線路徑有4條，既有平行射線又有傾斜射線，可以對(duì)CT剖面進(jìn)行反演成像，給出缺陷的深度方向分布位置和水平方向分布，同時(shí)，其野外采集方法與傳統(tǒng)聲波測(cè)試方法一樣，首先將聲波探頭放到基樁底部，然后同時(shí)提拉電纜，一次性采集完所有數(shù)據(jù)，野外測(cè)試速度快。

圖2　基樁聲波CT檢測(cè)法示意圖

對(duì)一個(gè)CT剖面的射線路徑進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)其可以分解為3種射線子集，如圖3、圖4所示。

圖3(a)是總的射線路徑圖，圖3(b)是分解的水平射線路徑圖，即1-2P射線路徑，表示1號(hào)探頭和2號(hào)探頭的深度一樣，圖3(c)是分解的傾斜射線路徑圖，即1-2X射線路徑，表示1高2低，即1號(hào)探頭高，2號(hào)探頭低，圖3(d)是分解的另外一種傾斜射線路徑圖，即2-1X射線路徑，表示2高1低，即1號(hào)探頭低2號(hào)探頭高。由于在每個(gè)電纜上有2個(gè)聲波探頭，這種改進(jìn)基樁聲波CT探測(cè)方法的測(cè)試數(shù)據(jù)中，可以直接提取出傳統(tǒng)聲波測(cè)試方法的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)1-2P數(shù)據(jù)集的時(shí)差圖實(shí)時(shí)給出缺陷的深度分布。同時(shí)，綜合1-2X和2-1X傾斜射線路徑集的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)實(shí)時(shí)地給出缺陷的水平位置分布情況。

圖3　基樁聲波CT法射線路徑分解示意圖

3.2聲波CT法檢測(cè)結(jié)論

經(jīng)聲波CT法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，給出了該樁的CT剖面速度色譜圖(圖4)和等值線圖，色譜圖自動(dòng)根據(jù)成像速度最小值和最大值線性劃分為15個(gè)間隔16個(gè)色階。通過(guò)旋轉(zhuǎn)基樁內(nèi)低速缺陷三維立體圖，可以全方位查看和分析基樁內(nèi)低速異常分布區(qū)，基樁內(nèi)缺陷的大小、埋深和分布范圍更直觀。

通過(guò)聲波CT法的復(fù)測(cè)，驗(yàn)證了常規(guī)聲波透射的結(jié)論，該工程樁在3.3～3.6m及6.0～6.7m深度范圍內(nèi)存在聲速異常，且通過(guò)聲波CT法反演得到的三維立體圖直觀的確認(rèn)了缺陷的深度范圍和所處位置信息，為鉆芯法的驗(yàn)證提供了精確的鉆孔位置。

圖4　問(wèn)題樁聲波CT法波速色譜圖

圖5　缺陷位置三維立體圖

4　鉆芯法檢測(cè)結(jié)論

經(jīng)聲波CT法確認(rèn)缺陷所處位置后，檢測(cè)方在缺陷孔位有針對(duì)性的開(kāi)孔，所取芯樣如圖5所示，芯樣3.3～3.6m及6.0～6.7m砼芯樣較完整，呈短柱狀，膠結(jié)性較好，骨料分布不均勻，未見(jiàn)粗骨料；其余取出段砼芯樣完整，呈長(zhǎng)柱狀，骨料分布均勻，膠結(jié)性好。

根據(jù)鉆芯法檢測(cè)結(jié)果，可以知道該工程樁存在的質(zhì)量問(wèn)題為骨料分布不均，局部未見(jiàn)粗骨料導(dǎo)致的聲波波速異常。根據(jù)規(guī)范精神應(yīng)根據(jù)混凝土表觀特征和缺陷分布并結(jié)合局部芯樣強(qiáng)度檢測(cè)值進(jìn)行綜合判定。故選取了無(wú)粗大骨料部位的芯樣進(jìn)行芯樣

抗壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為缺陷部位的試件抗壓強(qiáng)度檢測(cè)值均滿足設(shè)計(jì)要求，故根據(jù)鉆芯法的檢測(cè)結(jié)論對(duì)該工程樁的樁身完整性評(píng)價(jià)進(jìn)行了修正，判定該工程樁樁身完整性為Ⅱ類(lèi)。圖6為該樁鉆芯法芯樣圖。

圖6　鉆芯法芯樣圖

5　結(jié)論

該工程灌注樁質(zhì)量問(wèn)題經(jīng)過(guò)多種檢測(cè)方法的論證及對(duì)比分析，最終發(fā)現(xiàn)了樁身存在的質(zhì)量問(wèn)題并修正了原檢測(cè)結(jié)論的重判問(wèn)題，避免了該工程樁作廢造成的大量人力、物力、工期的再投入及經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)類(lèi)似工程問(wèn)題具有一定的參考價(jià)值和意義。

本工程的驗(yàn)證過(guò)程中引入了聲波CT法作為一種論證的手段，通過(guò)數(shù)據(jù)反演三維圖像，精確地給出了缺陷存在的范圍及深度位置，避免了鉆芯法因定位不準(zhǔn)無(wú)法準(zhǔn)確取到缺陷位置的可能。

聲波透射法檢測(cè)灌注樁是一種比較直觀、可靠的檢測(cè)方法，但由于這種檢測(cè)方法自身的原因，有時(shí)要想只憑這一種檢測(cè)方法來(lái)非常準(zhǔn)確地確定某些缺陷的性質(zhì)和類(lèi)型是很困難的，在灌注樁的實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，由于種種原因，可能會(huì)對(duì)缺陷的判斷產(chǎn)生錯(cuò)誤，發(fā)生漏判、誤判、重判、輕判等問(wèn)題。這就要求檢測(cè)人員要盡可能多地充實(shí)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并注意總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中遇到可疑缺陷時(shí)，應(yīng)從多方法、多角度進(jìn)行分析論證，必要時(shí)還要輔以其他檢測(cè)方法進(jìn)行驗(yàn)證，以盡可能地提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確程度。

[1]朱德華，賈翠琴，樊士廣，等.超聲波透射法檢測(cè)灌注樁中的誤判現(xiàn)象分析[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2010，8.

[2]韓亮，王正成.聲波透射法新技術(shù)在橋梁灌注樁檢測(cè)中的應(yīng)用[J].鐵道建筑，2006，10.

[3]JGJ 106-2014 建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].北京：北京中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

[4]GB50202-2002 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：北京中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

Comparison &analysis of multiple pile testing methods in a Bridge Project

CHEN Haohai

(Fujian Academy of Building Research，F(xiàn)ujian Provincial Key Laboratory of Green Building Technology ，F(xiàn)uzhou 350025)

Take a bridge project which has a pile quality problem as a case, multiple pile testing methods such as sonic wave ct、cross-hole sonic logging method、core drilling method are used to verify the problem. Verification results shows that sonic wave ct can solve the defects of traditional testing methods，such as not intuitive, low precision, empirical composition in the majority. Modify the original evaluation according to the results of the validation testing conclusion, saved the unnecessary economic losses.

Sonic wave CT;Cross-hole sonic logging method;Core drilling method

陳昊海(1983.10-),男,工程師。

E-mail:247226031@qq.com

2016-03-18

TU473

A

1004-6135(2016)05-0068-03