綜合檢測法在地下連續墻質量檢測中的應用

張存豐

【摘要】地下連續墻是一種常見的圍護結構，廣泛應用于深基坑圍護工程中，但由于施工中各種因素的影響，導致地下連續墻存在質量缺陷，并引發工程事故。目前可用于地下連續墻質量檢測的方法很多，但各有其局限性，單獨一種檢測方法無法完全解決工程中所面對的問題。因此需采用綜合檢測法，確保檢測結果的準確性。

【關鍵詞】地下連續墻?;質量檢測;綜合法

引言

地下連續墻具有剛度大、整體性能好、抗滲能力強等優點，常作為基坑圍護結構，廣泛應用于工程領域。雖然地下連續墻從設計到施工都已十分成熟，但在施工過程中由于各種因素的的影響，使地下連續墻存在一定程度的質量缺陷，引起基坑嚴重變形、滲（漏）水、甚至坍塌，造成工程事故。目前可用于地下連續墻質量檢測的方法很多，如超聲波透射法、聲波CT法、高密度電阻率法、鉆孔取芯與鉆孔垂直度檢測、鉆孔攝像檢測等等。但每一種檢測方法都有其適用的條件與局限性，單獨一種檢測方法不可能完全解決工程中所出現的問題。為此，綜合檢測分析方法，成為一種重要的檢測手段。

一、綜合檢測法

綜合檢測法就是對地下連續墻采用不同的檢測方法，相互驗證，取長補短，以達到全面、準確的判斷地下連續墻質量的一種方法。目前用以檢測地下連續墻混凝土質量的方法有：超聲波透射法、聲波CT法、高密度電阻率法、鉆孔取芯和鉆孔垂直度檢測法及鉆孔攝像等等。

1.1超聲波透射法

1）基本原理

超聲波透射法一般是以人為激勵的方式向混凝土介質發射聲波，在一定距離上接收經混凝土介質物理特性調制的聲波，通過觀測和分析聲波在混凝土介質中傳播時聲學參數（聲速、波幅）和波形的變化，判定被檢測的混凝土介質是否存在缺陷。

2）檢測方法

在被測混凝土中埋設聲測管，作為換能器的通道。測試時每2根聲測管為一組，通過水的耦合，超聲脈沖信號從一根聲測管中的換能器中發射出去，在另一根聲測管中的換能器接收信號，超聲波探測儀采集、記錄、儲存。超聲波檢測原理如圖1所示。

圖1?超聲波檢測原理示意圖

1.2聲波CT?法

1）?基本原理

層析成像（Computerized?Tomography，簡稱CT）是一種在不破壞物體結構的前提下，根據物體周邊所獲取的某種物理量（如波速、X線光強、電子束強等）的投影數據，運用一定的數學方法，通過計算機處理，重建物體特定層面上的二維圖像以及依據一系列上述二維圖像構成三維圖像的技術

2）檢測方法

聲波走時與介質速度的分布關系，可用如下方程表示：

（1）

式中：t為走時;V（x）是介質的速度分布;R（t）為射線的路徑;dx為射線穿越區域的長度。

由（1）式可知，當介質中的聲波速度發生變化時，其走時也隨著發生改變。將多條通過介質的聲波射線走時提取出來，反算出介質的聲波速度空間分布圖像，即聲波計算機層析成像（簡稱聲波CT）。

聲波CT法按工作方式，分為孔～孔方式和孔～地方式兩種：孔～孔方式是在一個鉆孔中發射聲波，在另一個鉆孔中接收，了解兩個鉆孔構成的剖面內地墻混凝土的分布;孔～地方式是在一個鉆孔中發射（或接收）聲波，在地表沿測線接收（或發射）聲波，一般情況下通過敷設不同方向的測線，可以了解鉆孔中倒圓錐體范圍內地墻混凝土的分布狀況。聲波場的分析應從走時、幅度、相位三個要素出發，由于現在聲波CT主要為速度分布CT，因此本文分析只限聲波時間場中的某些與野外解釋有關的特征和規律。

1.3跨孔電阻率CT?法

1）基本原理

跨孔電阻率層析成像是高密度電阻率法的一種技術改進，其方法原理同高密度電法如出一轍，均它是以介質的電性差異為基礎的，?觀測在人工施加的穩定電場作用下介質傳導電流的分布規律，推斷地下不同電阻率介質的分布情況。達到探測地下目標的一種方法。

地面探測因受環境因素的影響，致使探測精度降低，因此在常規電法基礎上發展了跨孔電阻率CT，該方法工作時是把探測電極放入孔中采集信號，探測點更接近目標，信號保真度大，提高了原始數據信噪比，數據更精確，通過對資料處理提高了探測精度。

2）檢測方法

首先在地墻基坑內、外側分別按照一定的間距布置若干鉆孔，基坑內側、基坑外側鉆孔交錯布置。現場測試時，首先在基坑外孔內注入濃鹽水，然后基坑內降水，并在基坑內鉆孔間進行跨孔電阻率層析成像檢測，測試鉆孔之間的電阻率變化情況。如果基坑有滲漏，則基坑外孔內鹽水會通過地墻滲漏點流入基坑內，由于鹽水的電阻率較低，則滲漏點對應處的基坑內鉆孔之間的電阻率值會降低，據此分析、判斷地下連續墻可能的滲漏點位置。跨孔電阻率CT?檢測原理如圖2所示。

圖2跨孔電阻率CT測試原理示意圖

1.4鉆孔取芯與鉆孔垂直度檢測法

通過對所取芯樣表觀特征的觀測、累計芯樣長度及鉆孔深度的測量，判定地下連續墻墻體混凝土質量是否存在缺陷。并對鉆孔垂直度進行檢測，輔助確定鉆孔孔底在地下連續墻中的位置，為準確判斷地下連續墻混凝土質量提供依據。

1）鉆孔取芯法

鉆孔取芯法是一種微破損或局部破損的檢測方法，通過觀測所取芯樣的形狀（呈長柱狀、短柱狀、碎塊狀）、表面性狀（麻面、蜂窩狀、溝槽）、累計芯樣長度、鉆孔深度、孔底成渣厚度以及芯樣的抗壓強度，綜合判定地下連續墻墻體混凝土質量及強度。

2）鉆孔垂直度檢測

為了保證鉆孔深度達到設計墻深的要求，在鉆孔達到一定深度時，對其進行垂直度檢測，一旦發現鉆孔垂直度偏大，立即調整鉆機平臺。另一方面當鉆孔深度未達到設計墻深，但所取的鉆孔芯樣卻不是混凝土，這時應該檢測該鉆孔的垂直度，根據所檢測的結果確定孔底是否在墻體中。

1.5鉆孔攝像檢測

數字全景鉆孔攝像系統通過電纜將數字全景探頭放入工程鉆孔中，來獲取鉆孔內巖壁的光學圖像。全景探頭自帶光源，對孔壁進行實時照明和拍攝，孔壁圖像經錐面反射鏡變換后形成全景圖像。其探測深度位置則由深度脈沖發射器來測量，全景圖像與羅盤方位圖像一并進入攝像設備，攝像設備將攝取的圖像經專用電纜線傳輸至位于地面的視頻分配器中，一路進入錄像機，記錄探測的全過程，另一路進入計算機內的圖像捕獲卡進行數字化，位于絞車上的測量輪實時測量探頭所處的位置，并通過接口板將深度值置于計算機內的專用端口中，由深度值控制捕獲卡的捕獲方式，在連續捕獲方式下，全景圖像被快速地還原成平面展開圖，并實時地顯示出來，用于現場記錄和監測，在靜止捕獲方式下，全景圖像被快速地存儲起來，用于現場的快速分析和室內的統計分析。

二、工程中的應運

2.1工程概況

該工程項目擬建2幢約168m高樓，商業裙房地上五層，局部六層，最高處約46m。地下車庫施工分區開挖，最深約為27.2m，局部電梯坑深約31.1m，本工程的圍護結構采用地下連續墻體系，在施工過程中，在地下連續墻內側出現局部滲漏，為確定本工程地下連續墻質量，確保后續施工能順利進行，采用了綜合檢測方法技術，對該區的地墻質量進行綜合分析評定。

2.2檢測成果

此次檢測工作的重點是地下連續墻及墻縫連接處，通過對它們進行全面、綜合的檢測，評定地下連續墻混凝土質量及接縫的貼合情況。下面選取其中1墻縫的檢測結果，來介紹綜合法在本次檢測工作中的應用。

1）超聲波檢測結果?????????????????????2）?聲波CT檢測結果

圖3超聲波檢測結果表明：在墻頂下23.50m～28.95m及35.00～38.50m范圍內墻體混凝土存在明顯缺陷。

圖4聲波CT檢測結果表明：在墻頂下24.0～28.0m及35.5～37.0m范圍內均存在低速區。

3）鉆孔取芯與鉆孔垂直度檢測結果

在接縫附近按一定的傾斜角度鉆一斜孔，來驗證地墻接縫處混凝土的貼合情況。在鉆進過程中，鉆進至25.5m到28.0m范圍內取出鋼板，鉆至29.0m時，孔口涌出泥砂，繼續鉆進至31.0m處，取出注漿填充物。根據鉆孔垂直度檢測結果分析表明該鉆孔的孔底位于墻體內。

4）鉆孔攝像檢測

圖5鉆孔攝像檢測發現：在21.4m～22.9m范圍內混凝土膠結較差，孔壁見蜂窩、溝槽連續。在24.3m處見地下連續墻連接處的V型鋼板，從24.3m以下平切V型鋼板直至26.2m。

2.3檢測結論

通過綜合檢測結果表明，該地墻接縫處存在明顯缺陷。

結束語

本論文詳細介紹了各種檢測技術原理和方法，通過在實際工程中的應用，對各種檢測結果進行分析、比對，達到了預期效果。綜合檢測法充分利用了各種檢測技術的優點，彌補了單一檢測方法的不足，使檢測結果更加準確、科學、合理。但綜合檢測法由于是各種檢測手段的綜合，因此，工作量大、投入的人力和物力多，在經濟性方面有待改進和提高。

參考文獻

[1]?JGJ106-2003?國家行業標準《建筑基樁檢測技術規范》

[2]?DGJ08-11-2010上海市工程建設規范《地基基礎設計規范》

[3]陳凡?等編著.基樁質量檢測技術北京：中國建筑工業出版社，2003

[4]中國水利電力物探科技信息網.?編著工程物探手冊。北京：中國水利水電出版社，2011;

[5]周楊?等編著?.高密度電阻率法測深原理及應用實例鄭州：黃河水利出版社，2012;

[6]王川嬰?葛修潤?白世偉?數字式全景鉆孔攝像系統研究巖土力學?2002，21（3）;398—403