聲波透射法由于檢測精度高、不受樁長、樁徑條件限制、測試無盲區(qū)等優(yōu)點,在混凝土基樁檢測中的應用越來越普及f}l。特別是公路、鐵路、港口碼頭等工程領域,國家出臺了《公路工程基樁動測技術規(guī)程》(JTG/TF 81-01-2004),明確要求聲波透射法的檢測數(shù)量不少于50%,對一些重要工程要求100%使用聲波透射法進行基樁檢測。
然而,在現(xiàn)場檢測工作中,一方面由于一些施工單位對聲測管的認識不是十分明確,施工過程中可能會出現(xiàn)一些問題,比如聲測管堵管、彎曲等,可能會影響對基樁進行檢測,造成工作的被動。另一方面,由于檢測人員經(jīng)驗不足,可能會將聲測管接頭加工問題引起的聲參數(shù)或波形異常誤判為樁身缺陷。因此,本文主要對聲波透射法檢測基樁中聲測管加工、堵管處理等問題進行探討。
1、聲測管的埋設及要求
聲測管埋設數(shù)量及布置
聲測管的埋設數(shù)量由樁徑大小決定(以公路工程為例),如圖1所示。
在檢測時沿線路前進方向開始將聲測管沿順時針方向編號。這樣編號的好處在于:一方面,在對檢測數(shù)據(jù)有疑問或對結果存在爭議時對受檢樁進行復檢,使各個剖面在復檢時不至混淆;另一方面,當樁身存在缺陷時,便于有關方根據(jù)檢測報告對缺陷處作出準確定位,為驗證試驗或樁身補強指明方向。
聲測管管材、規(guī)格
聲測管檢測管材質的選擇以透聲率大、便于安裝、費用較低為原則。一般采用鋼管、鋼質波紋管、硬塑管等。目前許多大直徑灌注樁均采用鋼管作為聲測管,長度一般為6m一節(jié),但鋼管的價格較貴。為保證換能器移動順暢,管徑大于換能器的直徑,一般以內徑50}60mm為宜。
聲測管的連接與埋沒
當受檢樁較長時,需把管材一段一段地聯(lián)結,通常有兩種聯(lián)結方式:螺紋聯(lián)結和套筒聯(lián)結(如圖2t3}所示),也有施工單位直接采用焊接聯(lián)結的。
聲測管一般采用焊接或綁扎的方式固定在鋼筋籠架立筋上,位于鋼筋籠箍筋內側。聲測管應一直埋到樁底,聲測管底部應密封,如果受檢樁不是通長配筋,則在無鋼筋籠處的聲測管間應設加強箍,以保證聲測管的平行度。安裝完畢后,聲測管的上端應用螺紋蓋或木塞封口,以免落人異物,阻塞管道。
聲測管異常及處理措施
換能器無法下到聲測管底部
在檢測過程中,只有保證聲測管暢通,換能器才能由樁底同時往上依次檢測,遍及各個截面。而現(xiàn)實中,由于各種原因仍會出現(xiàn)換能器無法下到聲測管底部的情況。究其原因主要有:一是聲測管上端封口不嚴,泥砂或異物進人聲測管中;二是焊接接頭的聲測管內焊渣過厚,換能器無法通過;三是聲測管漏漿,水泥砂漿進人到聲測管中造成的堵管;還有鋼筋籠吊裝過程造成的聲測管接頭錯位等。上述原因造成的換能器無法下到聲測管底部在實際檢測過程中的具體表現(xiàn)有所不同,解決措施也是各有針對性。
如果檢測中換能器尚未達到聲測管底部出現(xiàn)無法下沉,而采用長鋼筋可以下到底部。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗,基本可以排除由于漏漿造成的堵管這一因素。如果是聲測管上端封口嚴,造成泥砂或異物進人聲測管中,這種情況一般可通過向聲測管中注人清水將泥砂置換出來解決。更重要的是加強施工現(xiàn)場,做好聲測管上部封口,防止泥砂進人聲測管。如果是焊渣過厚或者接頭錯位造成的換能器無法通過,則可以采用接長的細鋼筋頂端加焊腳手架頂托的螺紋段(如圖3所示),通過上下抽動頂托的螺紋段將磨去焊渣或者接頭處錯位的橡皮圈。
如果檢測中采用長鋼筋仍不能下到聲測管底部,則基本可以確定是由于漏漿造成的堵管。根據(jù)統(tǒng)計,現(xiàn)場很大一部分換能器無法下到底部都是這種情況。如果同一基樁上只有一根聲測管堵管,有些項目允許通過補以動測,有些項目則要求在被堵聲測管附近鉆孔作為換能器通道。不管采用哪種方法處理,檢測費用都將顯著提高。另外,鉆孔處理時間比較長,會影響工期。對此,除了加強現(xiàn)場施工管理以外,對于長樁一方面可以在灌注混凝土之前,向聲測管內灌入清水以平衡管內外壓力差,減少漏漿的可能性;另一方面,可以借鑒預應力鋼筋的施工經(jīng)驗,灌注混凝土前在聲測管內插人塑料管,待混凝土初凝后再拔出。實踐證明,以上采取措施現(xiàn)場應用效果較好。
聲瀏管接頭處信號異常
由于擔心聲測管漏漿造成堵管,現(xiàn)場檢測中還發(fā)現(xiàn)有些施工單位在接頭處纏繞膠帶,如果纏繞膠帶過長、過厚將引起接頭處采集的波幅、聲時等聲參數(shù)出現(xiàn)異常。如圖4所示,在某橋梁基樁檢測中,距樁頂3.30m, 9:30m, 15.55m等多處聲學參數(shù)異常,如果檢測人員經(jīng)驗不足,僅從圖中波形判斷,該樁為斷樁,樁身完整性類別為W類樁。
看出,波形異常部位的間距是6m,這剛好是一節(jié)聲測管的管長,有可能是聲測管接頭處膠帶纏繞過多造成。通過現(xiàn)場開挖驗證,顯示位于聲測管接頭處纏繞著一層透明膠帶,纏繞長度約20cm,樁身其余被測區(qū)域完整。
至于距樁頂9.30m, 15.55m處是否也因受聲測管接頭處膠帶影響造成聲參數(shù)異常,由于其所處位置較深,采用開挖驗證實施難度較大。對此,有經(jīng)驗的檢測人員在平測中發(fā)現(xiàn)某測線測值異常,會進行斜測,如圖6}3}所示。如果斜測線中通過異常平測點發(fā)收處的測線測值異常,而穿過兩聲測管連線中間部位的測線測值正常,則可判斷樁中心部位是正;炷,缺陷應出現(xiàn)在聲測管附近。這樣結合上部淺層開挖驗證,可以初步判斷該樁質量良好,無明顯缺陷。
聲測管作為換能器的通道,對聲波透射法檢測基樁具有重要意義。本文針對聲波透射法檢測基樁中聲測管加工、堵管處理等問題,結合現(xiàn)場實際進行相關探討,得出了以下幾點結論:
a)換能器無法下到聲測管底部造成的原因有多種,現(xiàn)場要根據(jù)實際情況采取不同措施予以處理;b)對于聲測管漏漿引起的堵管,只能采用補以動測或以取芯孔代替聲測管的方法處理,其他原因造成的堵管,可根據(jù)實際情況,采用清水置換或者接長的細鋼筋頂端加焊腳手架頂托的螺紋段處理;c)聲測管接頭引起的聲參數(shù)異常,可通過淺部開挖驗證與深部斜側相結合的方法排除。