多種基樁檢測方法在某橋梁工程中的對比分析

陳昊海

(福建省建筑科學研究院　福建省綠色建筑技術重點實驗室　福建福州　350025)

?

多種基樁檢測方法在某橋梁工程中的對比分析

陳昊海

(福建省建筑科學研究院福建省綠色建筑技術重點實驗室福建福州350025)

以某橋梁工程中一個基樁質(zhì)量問題為案例，根據(jù)現(xiàn)場具體情況分別采用了聲波CT、聲波透射法、鉆芯法等多種檢測手段進行對比驗證，驗證結果顯示，聲波CT技術可以解決傳統(tǒng)檢測方法測樁不直觀、精度不夠，經(jīng)驗性成分居多等技術缺陷，修正了原檢測結論過重的評價，挽回了不必要的經(jīng)濟損失。

聲波CT；聲波透射法；鉆芯法

0　引言

鉆孔灌注樁施工工序多、工藝復雜，同時影響施工質(zhì)量的因素較多，因此不可避免地會出現(xiàn)如縮徑、離析、夾泥、斷樁和樁底沉渣過厚等缺陷[1]。即使檢測，在灌注樁的實際檢測過程中，由于種種原因，也可能會對缺陷的判斷產(chǎn)生錯誤，發(fā)生漏判、誤判、重判、輕判等問題。

目前橋梁樁基普遍采用聲波透射法進行檢測，該方法技術準確，不受樁長、樁徑、缺陷數(shù)量的影響，并可提供混凝土強度資料等優(yōu)點，廣泛應用于橋梁、高層建筑等項目的灌注樁檢測中，可以解決傳統(tǒng)檢測方法測樁不直觀，精度不夠，經(jīng)驗性成分居多等技術上的缺陷問題[2]。本文利用聲波CT技術通過實際檢樁過程中出現(xiàn)的一個實例進行分析，提高了檢測的準確度。

1　某橋梁工程灌注樁質(zhì)量問題

某橋梁工程采用沖鉆孔灌注樁，設計持力層為微風化花崗巖，樁身混凝土設計強度等級C35，樁徑1 500mm～2 200mm，經(jīng)常規(guī)聲波透射法檢測后發(fā)現(xiàn)某工程樁于2#管孔位，出現(xiàn)明顯聲學參數(shù)異常，波形明顯畸變，異常聲測線分布在3.3～3.6m及6.0～6.7m深度范圍內(nèi)，由于問題剖面數(shù)量小于總檢測剖面數(shù)量的50%，根據(jù)規(guī)范給出了該工程樁樁身完整性為Ⅲ類的結論[3]。

圖1　問題樁波形畸變示意圖

2　驗證及處理方案

該工程樁質(zhì)量問題經(jīng)參建各方研討商議后，決定采用聲波CT法及鉆芯法對樁身完整性和樁身混凝土強度進行驗證。如驗證后的結論仍為樁身完整性不合格，則該樁作為廢樁處理，需重新打樁以替代該問題樁[4]。

3　聲波CT法檢測

3.1聲波CT法原理

基樁聲波CT探測方法如圖2所示。聲波CT探測方法是每個聲測管的電纜上有兩個聲波探頭，這兩個探頭既可以作為發(fā)射探頭也可以作為接收探頭。每個深度位置的射線路徑有4條，既有平行射線又有傾斜射線，可以對CT剖面進行反演成像，給出缺陷的深度方向分布位置和水平方向分布，同時，其野外采集方法與傳統(tǒng)聲波測試方法一樣，首先將聲波探頭放到基樁底部，然后同時提拉電纜，一次性采集完所有數(shù)據(jù)，野外測試速度快。

圖2　基樁聲波CT檢測法示意圖

對一個CT剖面的射線路徑進行分析，可以發(fā)現(xiàn)其可以分解為3種射線子集，如圖3、圖4所示。

圖3(a)是總的射線路徑圖，圖3(b)是分解的水平射線路徑圖，即1-2P射線路徑，表示1號探頭和2號探頭的深度一樣，圖3(c)是分解的傾斜射線路徑圖，即1-2X射線路徑，表示1高2低，即1號探頭高，2號探頭低，圖3(d)是分解的另外一種傾斜射線路徑圖，即2-1X射線路徑，表示2高1低，即1號探頭低2號探頭高。由于在每個電纜上有2個聲波探頭，這種改進基樁聲波CT探測方法的測試數(shù)據(jù)中，可以直接提取出傳統(tǒng)聲波測試方法的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)1-2P數(shù)據(jù)集的時差圖實時給出缺陷的深度分布。同時，綜合1-2X和2-1X傾斜射線路徑集的數(shù)據(jù)，準實時地給出缺陷的水平位置分布情況。

圖3　基樁聲波CT法射線路徑分解示意圖

3.2聲波CT法檢測結論

經(jīng)聲波CT法現(xiàn)場檢測，給出了該樁的CT剖面速度色譜圖(圖4)和等值線圖，色譜圖自動根據(jù)成像速度最小值和最大值線性劃分為15個間隔16個色階。通過旋轉(zhuǎn)基樁內(nèi)低速缺陷三維立體圖，可以全方位查看和分析基樁內(nèi)低速異常分布區(qū)，基樁內(nèi)缺陷的大小、埋深和分布范圍更直觀。

通過聲波CT法的復測，驗證了常規(guī)聲波透射的結論，該工程樁在3.3～3.6m及6.0～6.7m深度范圍內(nèi)存在聲速異常，且通過聲波CT法反演得到的三維立體圖直觀的確認了缺陷的深度范圍和所處位置信息，為鉆芯法的驗證提供了精確的鉆孔位置。

圖4　問題樁聲波CT法波速色譜圖

圖5　缺陷位置三維立體圖

4　鉆芯法檢測結論

經(jīng)聲波CT法確認缺陷所處位置后，檢測方在缺陷孔位有針對性的開孔，所取芯樣如圖5所示，芯樣3.3～3.6m及6.0～6.7m砼芯樣較完整，呈短柱狀，膠結性較好，骨料分布不均勻，未見粗骨料；其余取出段砼芯樣完整，呈長柱狀，骨料分布均勻，膠結性好。

根據(jù)鉆芯法檢測結果，可以知道該工程樁存在的質(zhì)量問題為骨料分布不均，局部未見粗骨料導致的聲波波速異常。根據(jù)規(guī)范精神應根據(jù)混凝土表觀特征和缺陷分布并結合局部芯樣強度檢測值進行綜合判定。故選取了無粗大骨料部位的芯樣進行芯樣

抗壓試驗，試驗結果為缺陷部位的試件抗壓強度檢測值均滿足設計要求，故根據(jù)鉆芯法的檢測結論對該工程樁的樁身完整性評價進行了修正，判定該工程樁樁身完整性為Ⅱ類。圖6為該樁鉆芯法芯樣圖。

圖6　鉆芯法芯樣圖

5　結論

該工程灌注樁質(zhì)量問題經(jīng)過多種檢測方法的論證及對比分析，最終發(fā)現(xiàn)了樁身存在的質(zhì)量問題并修正了原檢測結論的重判問題，避免了該工程樁作廢造成的大量人力、物力、工期的再投入及經(jīng)濟損失，對類似工程問題具有一定的參考價值和意義。

本工程的驗證過程中引入了聲波CT法作為一種論證的手段，通過數(shù)據(jù)反演三維圖像，精確地給出了缺陷存在的范圍及深度位置，避免了鉆芯法因定位不準無法準確取到缺陷位置的可能。

聲波透射法檢測灌注樁是一種比較直觀、可靠的檢測方法，但由于這種檢測方法自身的原因，有時要想只憑這一種檢測方法來非常準確地確定某些缺陷的性質(zhì)和類型是很困難的，在灌注樁的實際檢測過程中，由于種種原因，可能會對缺陷的判斷產(chǎn)生錯誤，發(fā)生漏判、誤判、重判、輕判等問題。這就要求檢測人員要盡可能多地充實相關專業(yè)知識，并注意總結實踐經(jīng)驗。在實際的檢測過程中遇到可疑缺陷時，應從多方法、多角度進行分析論證，必要時還要輔以其他檢測方法進行驗證，以盡可能地提高檢測結果的準確程度。

[1]朱德華，賈翠琴，樊士廣，等.超聲波透射法檢測灌注樁中的誤判現(xiàn)象分析[J].中國港灣建設，2010，8.

[2]韓亮，王正成.聲波透射法新技術在橋梁灌注樁檢測中的應用[J].鐵道建筑，2006，10.

[3]JGJ 106-2014 建筑基樁檢測技術規(guī)范[S].北京：北京中國建筑工業(yè)出版社，1995.

[4]GB50202-2002 建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].北京：北京中國建筑工業(yè)出版社，2002.

Comparison &analysis of multiple pile testing methods in a Bridge Project

CHEN Haohai

(Fujian Academy of Building Research，F(xiàn)ujian Provincial Key Laboratory of Green Building Technology ，F(xiàn)uzhou 350025)

Take a bridge project which has a pile quality problem as a case, multiple pile testing methods such as sonic wave ct、cross-hole sonic logging method、core drilling method are used to verify the problem. Verification results shows that sonic wave ct can solve the defects of traditional testing methods，such as not intuitive, low precision, empirical composition in the majority. Modify the original evaluation according to the results of the validation testing conclusion, saved the unnecessary economic losses.

Sonic wave CT;Cross-hole sonic logging method;Core drilling method

陳昊海(1983.10-),男,工程師。

E-mail:247226031@qq.com

2016-03-18

TU473

A

1004-6135(2016)05-0068-03