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云南文山壯族苗族自治州50聲測(cè)管廠家

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聲測(cè)管施工及對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響

由于聲波透射法檢測(cè)混凝土基樁完整性時(shí)檢測(cè)精 度高 ,不受樁長(zhǎng)、樁徑條件限制 ,測(cè)試無(wú)盲區(qū) ,檢測(cè)信號(hào) 易分析 ,在混凝土基樁檢測(cè)中應(yīng)用越來(lái)越普及。特別 是在公路工程、交通工程等領(lǐng)域 ,《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技 術(shù)規(guī)程》JTG T F81-01-2004 明確要求使用聲波透射法的 檢測(cè)數(shù)量不少于 50%,對(duì)一些重要工程要求 100 %使用 聲波透射法進(jìn)行基樁檢測(cè)。

但是由于一些施工單位對(duì)該方法的認(rèn)識(shí)不是很明 確 ,在施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題 ,并可能影響對(duì) 基樁的檢測(cè) ,造成工作的被動(dòng)。本文從檢測(cè)角度 ,詳細(xì) 介紹施工過(guò)程中聲測(cè)管的安裝方法及其對(duì)檢測(cè)結(jié)果的 影響 ,并提出了一些合理的意見(jiàn)和建議。

1  聲測(cè)管安裝

1.1 基本要求 聲測(cè)管是檢測(cè)的重要通道 ,使用聲波透射法檢測(cè)

基樁完整性時(shí) , 需要根據(jù)樁徑在樁內(nèi)預(yù)埋一定數(shù)量的 聲測(cè)管。檢測(cè)時(shí) ,管內(nèi)注滿(mǎn)清水 ,把聲波換能器(俗稱(chēng)探頭)放到聲測(cè)管內(nèi) ,由下向上逐個(gè)剖面進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)聲測(cè)管安裝工藝較差時(shí) ,可能造成漏漿、斷裂、彎曲、下沉、堵塞、卡管等事故的發(fā)生 , 對(duì)用聲波透射法檢測(cè)基 樁完整性的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大影響 ,甚至無(wú)法檢測(cè)或 判定基樁完整性類(lèi)型。對(duì)聲測(cè)管總的要求是 :連接牢 靠不脫開(kāi) ,密封良好不漏水 , 連接平整不打折 , 管間平 行不彎曲 ,管內(nèi)通暢無(wú)異物。

1.2 聲測(cè)管的埋置數(shù)量 根據(jù)樁徑大小 , 一般埋設(shè) 2 ～ 4 根聲測(cè)管 , 依據(jù)檢

測(cè)規(guī)范不同 , 對(duì)樁徑的要求略有區(qū)別。目前常用的檢 測(cè)技術(shù)規(guī)范主要有 :《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《建筑規(guī)范》)、《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù) 規(guī)程》JTG T F81-01-2004(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《公路規(guī)范》),《超聲法檢測(cè)混凝土內(nèi)部缺陷技術(shù)規(guī)程》CECS21 :2000(以下 簡(jiǎn)稱(chēng)《測(cè)缺規(guī)程》),這 3 本規(guī)范對(duì)樁徑的要求如表 1 所 示。

　　注:d 表示樁徑

1.3 聲測(cè)管材質(zhì)選擇 聲測(cè)管材料要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度 ,保證在灌注混

凝土過(guò)程中不變形 ,且與混凝土粘結(jié)良好 ,不致在聲測(cè) 管和混凝土間產(chǎn)生裂縫 , 影響測(cè)試。因此最好選用鋼管。當(dāng)樁長(zhǎng)在 15m 以下時(shí) , 為了節(jié)省材料 ,降低成本 , 有的規(guī)范也允許采用 PVC 管、塑料管或金屬波紋管。 1.4 聲測(cè)管的尺寸

目前常用的換能器均為 30 ～ 60kHz 圓管式徑向換 能器 ,其直徑一般在 30mm 左右或更小。規(guī)范規(guī)定聲 測(cè)管內(nèi)徑比換能器直徑大 10 ～ 20mm , 因此 ,一般選用 40 號(hào)鋼管(外徑 48mm ,內(nèi)徑 42mm)或 50 號(hào)鋼管(外徑

60mm ,內(nèi)徑 54mm)。

1.5 聲測(cè)管的連接

由于常用的鋼管均是 6m 一段 ,需要將一段段鋼管 連接起來(lái)。對(duì)連接的要求是 :有足夠的強(qiáng)度 ,保證聲測(cè) 管不致受力彎曲脫開(kāi) ;連接應(yīng)有足夠的水密性 ,保證在 孔內(nèi)水壓下不漏水。

連接方式主要有套筒連接、螺紋連接、對(duì)接焊連 接 ,最常用的方式是套筒連接 ,效果比較好。

套筒連接如圖 1 所 示 ,選 1 段長(zhǎng) 80mm 左右 的鋼套筒 , 套筒內(nèi)徑略 大于聲測(cè)管外徑 , 將 2

根聲測(cè)管套起來(lái) , 用電 焊將套筒與聲測(cè)管上下 ^{圖 1  聲測(cè)管外加鋼套} 兩端焊接起來(lái)。既要保 ^{管連接方式}

證焊接不漏水 ,又不要將聲測(cè)管焊通 , 阻塞換能器的上 下移動(dòng)。

1.6 聲測(cè)管的安裝固定 聲測(cè)管預(yù)先固定在鋼筋籠內(nèi)。用點(diǎn)焊或鐵絲綁扎

的方法固定在架立筋(豎向鋼筋)內(nèi)側(cè) , 也可以采用 U 形鋼筋環(huán)焊接在架立筋上的方式。鐵絲綁扎的間距 ≤ 2m 。為了保證聲測(cè)管相互平行 , 可以在聲測(cè)管間點(diǎn)焊 三角形鋼筋架支撐。

聲測(cè)管一直埋到樁底。底部要封死 ,上部要加蓋 , 防止進(jìn)入泥漿或異物。

2  聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)的影響

2.1 樁底聲測(cè)管彎曲 在鋼筋籠的吊裝過(guò)程中 ,鋼筋籠的底部拖動(dòng)時(shí) ,如

果綁扎不牢,聲測(cè)管容易發(fā)生彎曲變形 ,聲測(cè)管間距變 小。有時(shí)樁底鋼筋籠直徑變小 ,為了保證聲測(cè)管的平 直 ,聲測(cè)管就要穿到鋼筋籠外側(cè) ,而不是把聲測(cè)管掰彎 放到鋼筋籠內(nèi)。如果不采取加固措施 ,很容易使聲測(cè) 管壓彎或打折 , 甚至折斷。當(dāng)聲測(cè)管超出鋼筋籠底 1 ～ 2m(設(shè)計(jì)樁底有一段素混凝土)時(shí) ,也存在類(lèi)似情況 。

如圖 2 所示 ,樁長(zhǎng) 18.0m 左右 ,埋設(shè) 3 根聲測(cè)管 ,3 個(gè)檢測(cè)剖面中 , -16.0 ～ -18.0m 區(qū)段聲速曲線(xiàn)均明顯 向右(高聲速方向)翹起 ,聲速異常偏高 ,其它區(qū)域曲線(xiàn) 基本正常。推斷樁底聲測(cè)管彎曲變形 ,間距變小 ,計(jì)算 的波速異常偏高。由于樁底是缺陷易發(fā)生部位 ,根據(jù) 此類(lèi)曲線(xiàn)很難判定樁底是否存在缺陷 , 很可能發(fā)生漏 誤 ,給工程留下安全隱患。

圖 2  聲測(cè)管底部彎曲時(shí)檢測(cè)剖面

2.2 樁身聲測(cè)管彎曲變形 聲測(cè)管綁扎不牢或綁扎間距過(guò)大 ,在澆筑混凝土

過(guò)程中 ,聲測(cè)管受混凝土擠壓發(fā)生彎曲變形 ,管間距離變大或變小,直接影響檢測(cè)結(jié)果的分析判定 ,甚至無(wú)法 給出樁身完整性類(lèi)別。

如圖3 所示 ,樁長(zhǎng)18.0m ,埋設(shè) 3 根聲測(cè)管。從圖 3 可以看出 , Ⅰ 、Ⅲ剖面深度曲線(xiàn)基本正常 , Ⅱ剖面中上 部的聲速曲線(xiàn)向上彎曲 , 聲速?lài)?yán)重異常。推定是聲測(cè) 管受擠壓變形 ,互相靠近 ,導(dǎo)致計(jì)算聲速?lài)?yán)重異常。根 據(jù)深度曲線(xiàn)也很難劃定該樁的完整性類(lèi)別 ,只能采取 其它方法補(bǔ)充檢測(cè)。聲測(cè)管的彎曲還導(dǎo)致聲速異常值 判定區(qū)間太大 ,易造成漏判。

2.3 鋼套管影響 聲測(cè)管的連接一般采取外套鋼管方式進(jìn)行。鋼套

管直徑不宜太大 ,一般比聲測(cè)管略大即可 ,焊接起來(lái)比 較容易 , 封閉性也比較好。鋼套管也不能太長(zhǎng) , 一般 80mm 左右 ,對(duì)檢測(cè)結(jié)果幾乎無(wú)影響 。 鋼套管的作用僅 僅是把兩段聲測(cè)管連接成來(lái) ,并沒(méi)有什么特殊的工藝 要求。

圖 3  樁身聲測(cè)管不平行時(shí)檢測(cè)剖面

如圖 4 所示 ,某工程所有基樁均埋設(shè) 3 根聲測(cè)管 , 檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)部分樁存在嚴(yán)重信號(hào)異常 , 且 1 根樁上 3 個(gè)檢測(cè)剖面均有多處缺陷(圖 4 中 -5.6m 和 -11.6m 處),從信號(hào)上分析是嚴(yán)重?cái)鄻丁?span>

圖 4  鋼套管太長(zhǎng)時(shí)檢測(cè)剖面

由于多根樁在同一位置附近都存在類(lèi)似的信號(hào) , 且一根樁上異常信號(hào)的高度約 6.0m 左右 ,缺陷區(qū)域高 度約 0.6 ～ 0.8m 。在進(jìn)行了深入調(diào)研后發(fā)現(xiàn) ,施工單位 使用的鋼套管長(zhǎng)度約 80cm 。分析形成異常信號(hào)的原 因是鋼套管的影響。由于鋼套管較長(zhǎng) ,焊接質(zhì)量很好 , 密封在內(nèi)部的部分空氣不能排出 ,聲波信號(hào)要繞行很 長(zhǎng)距離或穿過(guò)空氣層后才能被接收到 , 造成聲波信號(hào) 的嚴(yán)重異常。為了驗(yàn)證分析結(jié)果 , 在其中的 2 根有典 型代表性的樁上進(jìn)行鉆芯驗(yàn)證 ,結(jié)果表明 ,樁身混凝土 完整無(wú)異常。根據(jù)鉆芯結(jié)果 ,此類(lèi)樁判定為二類(lèi)樁。 2.4 對(duì)零聲時(shí)的影響

聲波透射法檢測(cè)中零聲時(shí)由三部分組成 :①系統(tǒng) 延遲 t01 ;②聲測(cè)管壁中延遲 t 02 ;③耦合水層延遲 t 03 。 t₀₁ 與系統(tǒng)有關(guān) , 可以直接由儀器測(cè)定 ;t₀₂ 一般約 1μs , 對(duì)測(cè)試結(jié)果影響不大 ;t03 受聲測(cè)管和換能器直徑的影 響 ,變化很大 ,對(duì)測(cè)試結(jié)果會(huì)有較大影響 ,不能忽略。

舉例說(shuō)明 :假設(shè)水中聲速 V水 =1.5km s , 鋼材中聲

速 V_鋼 =5.8km s , 換能器直徑 d =26mm , 聲測(cè)管外徑

=60mm 、內(nèi)徑 _內(nèi) =54mm ,聲波走時(shí) t =200μs(不含 t₀₁ ),那么 :t₀₂ =( _外 - _內(nèi)) V_鋼 =1.03μs ;t₀₃ =( _內(nèi)-d) V_水 =18.67μs 。

耦合水層中零聲時(shí)在聲波走時(shí)中所占百分比 t₀₃ t =18.67 200 =9.34 %, 可見(jiàn)是不能忽略的 。如果采用 更大內(nèi)徑的聲測(cè)管 ,所占百分比就更大。

一般情況下 , 以上計(jì)算過(guò)程是假設(shè)換能器位于聲 測(cè)管的中心位置 ,如果聲測(cè)管的直徑較大 ,換能器在管 內(nèi)擺動(dòng)范圍較大 ,對(duì)聲時(shí)的影響更大 , 對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影 響就較大。如圖 5a 、b 所示兩種情況 , t ₀₃ 的變化范圍在

0 ～ 37.34μs 。

圖 5  耦合水中聲波走時(shí)

3  結(jié)語(yǔ)

聲測(cè)管是聲波透射法基樁完整性檢測(cè)的重要通 道 ,如果埋設(shè)不好 ,就達(dá)不到檢測(cè)基樁質(zhì)量的目的 , 可 能影響工程的整體進(jìn)度。因此 ,在預(yù)埋聲測(cè)管時(shí) ,應(yīng)注 意埋設(shè)的質(zhì)量 ,以便于質(zhì)量檢測(cè)工作的正常進(jìn)行。

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