聲波透射法檢測(cè)鉆孔灌注樁基樁完整性檢測(cè)技術(shù)初探

1、聲波透射法檢測(cè)鉆孔灌注樁基樁完整性檢測(cè)技術(shù)初探聲波透射法檢測(cè)鉆孔灌注樁基樁完整性檢測(cè)技術(shù)初探管鈞（gj@）一、概述一、概述1、前言、前言混凝土灌注樁是樁基礎(chǔ)中的主要形式，由于其成樁質(zhì)量受地質(zhì)條件、成樁工藝、機(jī)械設(shè)備、施工人員、管理水平等諸多因素的影響，較易產(chǎn)生夾泥、斷裂、縮頸、混凝土離析、樁底沉渣較厚及樁頂混凝土密實(shí)度較差等質(zhì)量缺陷，危及主體結(jié)構(gòu)的正常使用與安全，甚至引發(fā)工程質(zhì)量事故，加上是隱蔽工程，因此加強(qiáng)對(duì)樁基礎(chǔ)質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)十分必

2、要。為此，近年來(lái)國(guó)家先后出臺(tái)了《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ1062003）和《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（JTGTF81012004)，進(jìn)一步明確要求、規(guī)范基樁工程的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)工作?；鶚锻暾缘臋z測(cè)方法主要有：鉆芯法、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法、聲波透射法，與其他方法相比，聲波透射法有其特點(diǎn)：①檢測(cè)全面、細(xì)致，檢測(cè)范圍可覆蓋整個(gè)樁長(zhǎng)的各個(gè)斷面，無(wú)檢測(cè)“盲區(qū)”；②檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，全樁長(zhǎng)的斷面掃描檢測(cè)，加上短距離時(shí)聲波對(duì)較小范圍的缺

3、陷也較為敏感，可以較為準(zhǔn)確測(cè)定各缺陷在深度方向的準(zhǔn)確位置和范圍、徑向的范圍，便于分析及對(duì)缺陷的處理；③不受樁長(zhǎng)、樁徑的限制，也不受場(chǎng)地的限制。④檢測(cè)較為快捷、方便。因此該方法已成為大直徑、長(zhǎng)樁長(zhǎng)的混凝土灌注樁完整性檢測(cè)的重要手段，《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（JTGTF81012004)也專門規(guī)定“對(duì)重要工程的鉆孔灌注樁，采用超聲波透射法檢測(cè)的樁數(shù)不應(yīng)少于50％”。2、檢測(cè)原理、檢測(cè)原理如圖1所示，首先在被測(cè)樁內(nèi)預(yù)埋兩根或兩根以上豎向相

4、互平行的聲測(cè)管作為檢測(cè)通道，管中注滿清水作為耦合劑，將超聲脈沖發(fā)射換能器與接收換能器置于聲測(cè)管中，由超聲儀激勵(lì)發(fā)射換能器產(chǎn)生超聲脈沖，穿過(guò)樁體混凝土，并經(jīng)接收換能器，由儀器接收并顯示接收的超聲波的波形，判讀出超聲波穿過(guò)混凝土后的首波聲時(shí)、波幅以及接收波主頻等聲參數(shù)，通過(guò)樁身缺陷引起聲參數(shù)或波形的變化，來(lái)檢測(cè)樁身是否存在缺陷。圖1聲參量的波動(dòng)性就更大了，因此在實(shí)際測(cè)試的過(guò)程中完全不出現(xiàn)異常測(cè)點(diǎn)的可能性較小，因此不能機(jī)械地理解并執(zhí)行規(guī)范中樁

5、身完整性的判定標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范對(duì)聲參量異常判斷均采用“可判斷”），否則工程上很難有Ⅰ類樁，也不符合樁的完整性分類的定義。因此上述理論異常點(diǎn)只是可能的缺陷點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)以下五個(gè)方面進(jìn)行綜合判定：①異常點(diǎn)的實(shí)測(cè)聲速與正?；炷谅曀俚钠x程度；②異常點(diǎn)的實(shí)測(cè)幅度與同一剖面內(nèi)正常混凝土幅度的偏離程度；③異常點(diǎn)的波形與正常混凝土的波形相比的畸變程度；④異常點(diǎn)的分布范圍及其他剖面異常點(diǎn)的分布情況；⑤樁的類型（摩擦型或端承型）、地質(zhì)情況及成樁工藝，樁的類型及地

6、質(zhì)情況決定了樁身混凝土的壓應(yīng)力及彎矩大小隨深度的變化規(guī)律，因此相同大小及程度的缺陷在樁身不同深度對(duì)該樁是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的影響程度差別較大，應(yīng)適當(dāng)加以區(qū)分。3、聲學(xué)參量與缺陷性質(zhì)的關(guān)系聲學(xué)參量與缺陷性質(zhì)的關(guān)系混凝土內(nèi)部存在缺陷必然會(huì)引起聲參量的變化或波形畸變，但目前并未建立聲參量的變化或波形畸變與缺陷性質(zhì)之間的良好對(duì)應(yīng)關(guān)系，僅結(jié)合結(jié)構(gòu)和樁基礎(chǔ)混凝土檢測(cè)或試驗(yàn)的工作給出如下體會(huì)，供大家參考：①對(duì)于因混凝土離析造成的骨料堆積、砂漿少的缺陷，由

7、于骨料聲速高于砂漿，因此該缺陷處的聲速基本不會(huì)比正?；炷恋蜕踔疗?，但聲波經(jīng)過(guò)的界面明顯增多，導(dǎo)致幅度下降。相反對(duì)于骨料少而砂漿多的低強(qiáng)區(qū)，其波速偏低，但幅度基本不變甚至偏高。②對(duì)于因坍塌形成的縮徑、夾泥（砂）缺陷，導(dǎo)致該處的聲速、幅度較正?；炷辆忻黠@的下降，因缺陷介質(zhì)的聲速低于混凝土、衰減系數(shù)高于混凝土，可通過(guò)斜測(cè)或扇測(cè)確定缺陷的徑向尺寸范圍及位置，確定其縮徑、夾泥（砂）的位置及范圍。③樁底一段深度范圍內(nèi)的波速和幅度的明顯下降表

8、明樁底存在一定厚度的沉渣，因清孔未徹底遺留的成孔過(guò)程中的地層松散體，成分復(fù)雜、波速低、衰減大。④樁頭部分波速和幅度明顯、緩慢下降一般表明該范圍內(nèi)浮漿過(guò)多、強(qiáng)度較低，因灌注樁澆筑工藝會(huì)導(dǎo)致在澆筑過(guò)程中上部骨料較少、浮漿及氣泡較多，若澆筑到樁頭部位時(shí)上述浮漿未排除會(huì)造成波速、幅度及強(qiáng)度降低。⑤若導(dǎo)管提升不當(dāng)，或施工故障導(dǎo)致停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，拔管清理不凈、二次澆筑，形成斷樁，造成聲速和幅度的急劇下降、波形嚴(yán)重畸變或無(wú)接收波形，且所有剖面的大致相同

9、的深度范圍均存在上述異常情況。對(duì)于缺陷的性質(zhì)除根據(jù)聲參量的變化情況外，還必須結(jié)合地勘報(bào)告、施工工藝、甚至施工記錄（參考）綜合分析，進(jìn)行判斷。三、檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)問(wèn)題或故障的判斷及處理三、檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)問(wèn)題或故障的判斷及處理1、檢測(cè)過(guò)程中接收信號(hào)突然消失、檢測(cè)過(guò)程中接收信號(hào)突然消失有兩種原因可產(chǎn)生該類現(xiàn)象，一是聲測(cè)管內(nèi)無(wú)水；二是設(shè)備系統(tǒng)故障。首先應(yīng)檢查是聲測(cè)管內(nèi)否有水，可在采樣狀態(tài)下，迅速往聲測(cè)管注水（以防聲測(cè)管破裂造成的水大量外流），至現(xiàn)象消