利用超聲波檢測(cè)技術(shù)分析樁基質(zhì)量缺陷及防治措施

■趙永鵬 ■中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710075

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工程建設(shè)也在迅速發(fā)展，大量工程建設(shè)中采用樁基工程，樁基逐漸成為了土木工程等建設(shè)中的基礎(chǔ)項(xiàng)目。在高速公路及房產(chǎn)建設(shè)中，樁基的形式得到了大量的推廣應(yīng)用。受施工難度及施工條件的影響，樁基工程其質(zhì)量很難被控制，這也就對(duì)樁基工程質(zhì)量檢測(cè)提出了更高的要求。從施工前的設(shè)計(jì)、施工整個(gè)過(guò)程及施工完成后，各階段均需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，為整個(gè)工程的質(zhì)量提供有力的保障。目前，超聲波透析法在很多樁基工程質(zhì)量的檢測(cè)中得到很好的應(yīng)用。

1 超聲波檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)樁基質(zhì)量的原理

1.1 超聲波測(cè)樁原理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲波檢測(cè)技術(shù)也得到了很好地發(fā)展和應(yīng)用，其具有檢測(cè)準(zhǔn)確率高、數(shù)據(jù)可靠性高及穩(wěn)定性能好等優(yōu)勢(shì)，為超聲檢測(cè)儀器的產(chǎn)生奠定了良好的基礎(chǔ)，并在很多工程建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域得到推廣使用，這也是數(shù)字化時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，其主要是借助數(shù)據(jù)處理等軟件，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析處理，得到相應(yīng)的結(jié)果的一項(xiàng)新技術(shù)。

超聲波樁基檢測(cè)主要由數(shù)字超聲儀、聲測(cè)管、換能器等組成。超聲檢測(cè)技術(shù)在測(cè)樁方面的應(yīng)用，具有檢測(cè)速度快、效率高、自動(dòng)化強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，且操作簡(jiǎn)單，受到外界環(huán)境的影響小。

超聲波的檢測(cè)，其中聲測(cè)管的預(yù)埋是主要的步驟，聲測(cè)管能否發(fā)揮其功效，也受到其本身質(zhì)量好壞的影響，同時(shí)，若其中夾有泥巴等堵塞物，也會(huì)影響到樁基質(zhì)量的完整性。此外，聲測(cè)管的數(shù)量多少對(duì)檢測(cè)面數(shù)量有很大影響，其埋設(shè)數(shù)量需要通過(guò)對(duì)樁直徑的大小來(lái)確定。通常情況下，直徑在800mm 以下時(shí)，一般預(yù)埋兩根聲測(cè)管較適宜，若直徑在800～2000 范圍內(nèi)，則需要再添加一根。根據(jù)多年工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，聲測(cè)管一般選用鋼管、塑料管等材質(zhì)制成，并按照正確的程序安裝聲測(cè)管，防止其發(fā)生滲漏等問(wèn)題，并做好聲測(cè)管的保護(hù)等工作。

1.2 超聲波現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行超聲波檢測(cè)，要對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行檢查，保證其通暢完整，設(shè)定好測(cè)點(diǎn)的間距，一般以25cm 為宜，對(duì)發(fā)現(xiàn)有異常情況的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)的密度，一般采用測(cè)斜技術(shù)或者補(bǔ)測(cè)技術(shù)等進(jìn)行檢測(cè)。

2 樁基質(zhì)量常見(jiàn)的問(wèn)題及缺陷類(lèi)型分析

樁基的質(zhì)量會(huì)受到多方面因素的影響，在不同的工程項(xiàng)目或者是同一施工項(xiàng)目中的不同施工點(diǎn)，均會(huì)有不同的表現(xiàn)形式。

2.1 完整樁

完整樁基其混凝土較均勻，因此其聲速也較高，通常可達(dá)到4500m/s 左右。

2.2 沉渣及二次澆灌面區(qū)域

受到混凝土施工的影響，施工中會(huì)出現(xiàn)澆灌不足或者出現(xiàn)殘留混凝土等現(xiàn)象，形成了樁頭低強(qiáng)度區(qū)域，通過(guò)截取斷面可了解到泥漿、沉渣等介質(zhì)，這些介質(zhì)處于均勻低速狀態(tài)，也能了解到二次澆灌面與之相似的物理特性，因此，可通過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)分析建立一定的模型，通過(guò)聲速的測(cè)試來(lái)掌握不同介質(zhì)的變化規(guī)律、波長(zhǎng)變化的深度等。

2.3 空洞的存在及樁身縮頸現(xiàn)象

當(dāng)大量的空氣或者氣泡進(jìn)入到混凝土中時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)空洞現(xiàn)象，而樁身嚴(yán)重的縮頸現(xiàn)象除了樁身混凝土外，還會(huì)受到聲測(cè)管的影響，在其附近也常有空洞的存在，此時(shí)，聲線(xiàn)的長(zhǎng)度和實(shí)際聲測(cè)管的距離也會(huì)出現(xiàn)差異，其接受超聲波波幅的能力也大大降低，甚至?xí)邮詹坏匠暡ㄐ盘?hào)。

2.4 夾泥、離析

具體的缺陷主要是發(fā)射換能器其縱波在遇到缺陷時(shí)會(huì)出現(xiàn)繞射現(xiàn)象，并將不同組的波匯集到接收點(diǎn)上，并根據(jù)到達(dá)的順序分為波組1、2、3。其主要特點(diǎn)是波形較為復(fù)雜，聲速較低，且頻率也會(huì)隨之降低。

3 超聲透射檢測(cè)技術(shù)在樁基質(zhì)量檢測(cè)方面的缺陷及處理措施

3.1 超聲波透射技術(shù)分析

在工程施工和樁基檢測(cè)中，應(yīng)用超聲波透射對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，在具體工程應(yīng)用中其優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)也較為明顯。在檢測(cè)中，能對(duì)樁基樁身存在的施工缺陷及相應(yīng)的位置做出準(zhǔn)確的判斷，并能鑒別出樁身的完整性分類(lèi)，這也是其他檢測(cè)技術(shù)不能有效實(shí)現(xiàn)的。此外，其檢測(cè)的細(xì)致性較高，并且能擺脫樁基長(zhǎng)度及直徑比例的影響，這對(duì)其測(cè)量的客觀(guān)真實(shí)性有很大的幫助。

但是其技術(shù)缺陷也對(duì)整個(gè)檢測(cè)及時(shí)的落實(shí)帶來(lái)了很大的問(wèn)題。其主要缺陷表現(xiàn)為檢測(cè)需要對(duì)預(yù)埋聲測(cè)管，并且聲測(cè)管的預(yù)埋位置對(duì)整個(gè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有很大程度的影響，但是預(yù)埋聲測(cè)管施工是一項(xiàng)較為負(fù)責(zé)的工程，這在一定程度上也加大了整體施工的難度，同時(shí)需要對(duì)缺陷的具體位置做出判斷，在無(wú)形中增加了監(jiān)測(cè)工程的成本費(fèi)用;此外，還存在無(wú)法對(duì)缺陷做出定量分析的問(wèn)題，雖然超聲波檢測(cè)技術(shù)在理論研究中對(duì)工程施工具有很大的作用，但是實(shí)際操作中，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)要求較高，與其他技術(shù)的關(guān)聯(lián)性較大，操作性較差;最后，超聲波透射技術(shù)的應(yīng)用還需要借助電腦等儀器設(shè)備的輔助作用，具體施工中需要借助多種設(shè)備來(lái)完成，對(duì)工程建設(shè)本身來(lái)說(shuō)就是一種挑戰(zhàn)。

3.2 缺陷的處理技術(shù)

(1)缺陷處理的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。針對(duì)樁基缺陷具有隱蔽性的特點(diǎn)，而樁基的質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程建設(shè)又具有重要的意義，在此種背景下，需要通過(guò)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用處理，來(lái)為實(shí)際樁基質(zhì)量缺陷進(jìn)行處理，為質(zhì)量檢測(cè)等提供科學(xué)合理的依據(jù)，以便更好地處理事故。

(2)超聲波聲速測(cè)試實(shí)驗(yàn)與模擬缺陷截面。超聲波檢測(cè)在具體工程檢測(cè)應(yīng)用中，對(duì)樁基的質(zhì)量有重要意義，也是檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵。需要在模擬實(shí)驗(yàn)中對(duì)超聲波的進(jìn)行檢測(cè)，并保留相關(guān)的數(shù)據(jù)理論，再結(jié)合具體的施工要求，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以便在具體操作中有科學(xué)的參考依據(jù)。

3.3 具體缺陷處理操作

(1)注漿施工。注漿施工是處理樁基質(zhì)量缺陷的基礎(chǔ)，根據(jù)缺陷存在的位置，對(duì)漿液的配置比例和漿液的質(zhì)量等進(jìn)行嚴(yán)格審查，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的要求后，進(jìn)行注漿作業(yè)，在完成注漿作業(yè)后，用合格的混凝土來(lái)替換缺陷部位的水泥漿，或者是砂漿，直到水泥漿灌滿(mǎn)整個(gè)基柱為止，完成所有的施工步驟后，對(duì)注漿效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，在注漿工作完成半個(gè)月之后，用超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)工程采用抽樣檢測(cè)的方法，檢查新注入的漿液是否與老混凝土完全凝固，并對(duì)相應(yīng)的工程強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。

(2)超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)注漿法的檢測(cè)。為保證注漿質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的要求，可應(yīng)用超聲波投射技術(shù)對(duì)其施工的全過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)。在注漿前、施工過(guò)程及注漿完成后各施工點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，了解缺陷及異常問(wèn)題的存在，并檢測(cè)其施工是否與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相符合。

(3)加強(qiáng)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的監(jiān)控。樁基工程在項(xiàng)目施工中起著基礎(chǔ)性作用，對(duì)其質(zhì)量問(wèn)題不容忽視，目前，在其質(zhì)量檢測(cè)手段的應(yīng)用中，很多檢測(cè)方法自身均存在不足，這也對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性帶來(lái)影響，造成工程質(zhì)量的不確定性。要保證樁基質(zhì)量的可靠性，必須加強(qiáng)對(duì)整個(gè)樁基施工過(guò)程的檢測(cè)。首先，在施工前，對(duì)地質(zhì)條件等做細(xì)致了解，對(duì)各種施工設(shè)備及材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格審查，如混凝土的質(zhì)量問(wèn)題、超聲儀器設(shè)備的性能等進(jìn)行檢測(cè);其次，加強(qiáng)對(duì)工程施工過(guò)程的監(jiān)控，保證整個(gè)施工嚴(yán)格按照正常的施工流程，對(duì)施工工藝和方法進(jìn)行有效探究，保證整個(gè)操作過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性;最后，施工完畢后要對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行審核，尤其是做好缺陷的補(bǔ)救工作，并在工程投入使用后持續(xù)對(duì)工程進(jìn)行觀(guān)察，保證其安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近些年來(lái)隨著工程建設(shè)的大力發(fā)展，樁基工程也越來(lái)越普遍，同時(shí)，社會(huì)的發(fā)展對(duì)工程等質(zhì)量也有了更高的要求。樁基質(zhì)量受到多方面因素的影響，對(duì)其質(zhì)量評(píng)估也存在一定的問(wèn)題。利用超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，在應(yīng)用中得到了較大的發(fā)展，但是仍然存在一定局限性，需要在未來(lái)應(yīng)用中加以改進(jìn)和完善，以便提高建筑施工的整體質(zhì)量。

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