低應變法和超聲波法在 Sofoline立交橋中的應用

楊偉 韓雨 閆振雄

低應變法和超聲波法在 Sofoline立交橋中的應用

楊偉 韓雨 閆振雄

介紹了低應變反射波法和超聲波檢測的基本方法及其在加納 Sofoline立交橋樁基礎檢測中的應用,并將這兩種方法進行了對比,對個別樁的完整性進行了分析判別,以期為類似工程樁基檢測積累經驗。

樁基檢測,低應變,超聲波,完整性分析

0 引言

Sofoline互通立交橋是加納中部第二大城市Kumasi市區內一個市政工程中的關鍵工程,是連接東西向主路 Sunyani Road與南北主路 Western Bypass城市次干道的大型互通立交工程。橋樁基礎為強度 C35的鉆孔灌注樁,大部分樁長大于 30 m,樁徑為1.2m～1.5m。一部分樁基沒有預埋聲測管,所以采用低應變法進行檢測;另外,一部分樁基的預埋管出現堵管現象,遂結合低應變法和鉆芯法共同確定其完整性。

1 檢測方法及儀器

低應變動測法是給樁頂一定能量的沖擊振動,在樁頭量測樁身的響應信號,據此信號的分析計算和圖像顯示分析樁的完整性的檢樁方法[1],工程中采用RS1616K(s)基樁動測儀和 LC 0154A型傳感器進行檢測,由于樁身較長,所以自制重為 13 kg的重錘進行激振。

超聲波檢測法是檢測超聲波在混凝土內部傳播的波幅值、聲速、頻率等參數變化[2],判斷樁身完整性、連續性的方法。工程中采用 RS-STO1D(P)型超聲波檢測儀,采用一發兩收柱狀徑向平面無指向聲波換能器。

2 實例

2.1 實例 1

R 10-1號樁的聲測管(A,B,C)B在 -7m處堵管,聲測法僅能完整的檢測到 AC面的數據,故采用低應變法進行輔助檢測,設計施工資料如表 1所示。

表1 R 10-1設計施工資料

根據現場檢測,可得到聲波檢測和低應變的一些相關數據,圖 1和圖 2分別為AC面的聲速—波幅圖和波列影像圖;圖 3為低應變動測波形分析圖。

R 10-1檢測結果分析：

1)聲測結果分析。

由圖 1和圖 2可知,樁 R 10-1的 AC面上在不同深度的波幅及波速正常,且波列影像較清晰、連續,說明 AC面附近區域的混凝土完整性較好。

2)低應變檢測結果分析。

由圖 3可知,曲線在 38.54m的地方存在同向反射,且 2L/C時刻前沒有明顯的缺陷反射波,進一步說明除AC面以外區域的混凝土也比較完整密實,綜合AC面的聲測結果,可以判斷 R 10-1樁的完整性較好,為Ⅰ類樁。

2.2 實例 2

L6-2號樁的施工檢測資料如表 2所示,根據現場檢測,得到聲波檢測和低應變的一些相關數據,圖 4為聲測法檢測得到的聲速—波幅—PSD圖(0m～10m);圖 5為低應變動測波形分析圖。

表2 樁L 6-2設計施工資料

L6-2檢測結果分析：

1)聲測結果分析。由圖 4可知,樁L6-2的三個面上在 2.4m～7.6m處的波幅及波速值較低且有較大波動,說明在此區域的混凝土質量較差。

2)低應變檢測結果分析。由圖 5可知,曲線在無法找到完整的樁底反射,且在 2m～7m之間有一個有明顯的缺陷反射波,說明在此區域的混凝土有較大缺陷,導致樁頂的應力波無法順利的傳到樁底。綜合聲測結果,可以判斷 L6-2號樁的完整性較差,為Ⅲ類樁。

為確認判斷的準確性,對L6-2號樁進行鉆芯取樣。鉆芯結果顯示在缺陷處的芯樣有明顯蜂窩麻面,并且不連續,證明了之前所作的判斷。

3 結語

樁基檢測是評價樁基完整性的必要方法,在樁基的檢測中,低應變法和超聲波法都是較為常用的方法[2],工程中也發現了檢測中的一些優點和不足。

低應變法操作簡單方便,檢測速度快,費用較低,檢測所覆蓋的面較廣,能夠檢測樁身的完整性,是樁基檢測中應用最廣泛的方法之一。但低應變檢測也有其局限性,若樁長大于 35m,樁底反射波會比較小,激振能量要適度增加,激振點盡量水平,防止應力波的斜射;低應變檢測不能對樁截面的變化做出精確描述;對大部分中等缺陷樁的判斷較難,所以不能單純依靠樁身阻尼變化來判斷樁的類型,還須結合實際工程地質條件、成樁工藝和其他檢測方法等進行綜合評判。

超聲波法檢測一般不受場地限制,檢測點間距可以進行設定,一般為 5 cm～20 cm,檢測精度高,由于灌注前預埋聲測管,可以較直觀的展現聲測管控制范圍內的樁基混凝土的完整性,所以相對于其他檢測方法,超聲波法在檢測大直徑長樁時具有較大優勢。根據聲測數據可以復核樁長,并為低應變法檢測提供一些計算依據(低應變法波速C=2L/t)。但是,超聲波檢測也有很多局限性并受到很多因素的影響。超聲波檢測抽樣隨機性差,檢測成本較高[3],對于大直徑長樁的檢測耗時較長(若采用多通道循測式聲測儀,一次可完成幾個面的檢測,縮短了檢測時間);超聲波檢測存在盲區問題,無法檢測到聲測管控制范圍外的縮頸、擴頸、夾泥、離析等缺陷。另外,聲測管也會對檢測造成影響,聲測管堵管將導致測量無法完整進行,彎管可導致聲測數據失真,聲測管漏水會導致泥漿滲入管內,影響聲測數據的可靠性等。當出現此類情況的時候利用低應變法或鉆芯法補測,對聲測結果進行驗證[4]。

[1]葉建良,汪國香,吳 翔,等.樁基工程[M].北京：中國地質大學出版社,2000：115-117.

[2]吳文軍,陳美珍,劉貴軍.基樁低應變反射波法和鉆芯法樁身完整性檢測對比分析[J].建筑監督檢查及報價,2010(7)：34-36.

[3]劉興波.超聲波法和低應變法對灌注樁完整性檢測的綜合應用[J].中國高新技術產業,2010(16)：59-60.

[4]JGJ 106-2003,建筑基樁檢測技術規范[S].

App lication of u ltrasonic testing method and low strain reflection wavem ethod at Sofoline interchange construction

YANG W ei HAN Yu YAN Zhen-xiong

Introduce thebasal technology of ultrasonic testingmethod and low strain reflection wavemethod,and the application of thesemethods at the pile foundation testing of Sofoline interchange in Ghana.Compared the resultswith the both methods,andmake the integrity assessment,so as to accumulate experience for pile foundation testing in similar projects.

pile foundation testing,low strain,u ltrasonic,integrity analysis

U 448.17

A

1009-6825(2011)03-0159-03

2010-09-21

楊 偉(1986-),男,武漢理工大學資源與環境學院碩士研究生,湖北 武漢 430070

韓 雨(1984-),男,武漢理工大學資源與環境學院碩士研究生,湖北 武漢 430070

閆振雄(1987-),男,武漢理工大學資源與環境學院碩士研究生,湖北 武漢 430070