聲測(cè)管工藝原理介紹

2019-05-15 10:22:09

工藝控制，堵塞應(yīng)急預(yù)案等簡述

工程建設(shè)領(lǐng)域鉆孔灌注樁作為一種重要的基樁形式，其質(zhì)量直接影響構(gòu)筑物的安全。超聲波法是當(dāng)前檢測(cè)樁身完整性的最有效最準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，而聲測(cè)管的埋設(shè)決定了超聲波法檢測(cè)能否順利進(jìn)行，如何加強(qiáng)聲測(cè)管質(zhì)量控制也越來越重要。闡述了加強(qiáng)聲測(cè)管質(zhì)量控制的措施，以期基樁檢測(cè)順利進(jìn)行，工程質(zhì)量得到保證。

隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的擴(kuò)大、建筑事業(yè)的發(fā)展，在高層建筑、重型廠房、橋梁、港口、碼頭、海上采油平臺(tái)、核電站工程以及地震區(qū)、軟土地區(qū)、濕陷性黃土地區(qū)、膨脹土地區(qū)和凍土地區(qū)的地基處理中，樁基已成為一種重要的基礎(chǔ)形式，得到廣泛地應(yīng)用。而灌注樁具有施工時(shí)噪音較小、用鋼量少、工序簡便等優(yōu)點(diǎn)，在樁基施工中得到日益廣泛的應(yīng)用，尤其是高承載力樁和大直徑超深樁或是在復(fù)雜地質(zhì)條件、不利環(huán)境條件下成樁，灌注樁是其他樁型無法代替的。但灌注樁成樁質(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。由于鉆孔灌注樁施工屬隱蔽工程施工，無法從外觀對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢查，其質(zhì)量直接影響構(gòu)筑物上部結(jié)構(gòu)的安全。因此，樁基檢測(cè)工作是整個(gè)樁基工程中不可缺少的環(huán)節(jié)，只有提高樁基檢測(cè)工作的質(zhì)量和檢測(cè)評(píng)定結(jié)果的可靠性，才能真正地確保樁基工程的質(zhì)量與安全。

1 超聲波檢測(cè)原理

常用的基樁動(dòng)測(cè)方法包括低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法、超聲波法、動(dòng)測(cè)法等。超聲波法檢測(cè)基樁由于檢測(cè)精度高、不受樁長、樁徑條件限制、測(cè)試無盲區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，在混凝土基樁檢測(cè)中應(yīng)用越來越普及。其檢測(cè)原理是對(duì)計(jì)劃采用超聲波法檢測(cè)樁身質(zhì)量的基樁，施工時(shí)在樁身中埋入聲測(cè)管，檢測(cè)時(shí)發(fā)射換能器和接收換能器分別置于兩根管道中，由聲測(cè)管底部開始，發(fā)射探頭在某一個(gè)聲測(cè)管中邊上升邊發(fā)射高頻信號(hào)，該高頻信號(hào)穿過混凝土被另一個(gè)聲測(cè)管中同步移動(dòng)的接收換能器所探測(cè)。隨著探頭沿整個(gè)樁長提升，依次測(cè)取各測(cè)點(diǎn)超聲脈沖穿過兩管道之間的混凝土，通過實(shí)測(cè)超聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時(shí)、波幅和頻率等參數(shù)的相對(duì)變化來檢測(cè)聲測(cè)管之間混凝土的缺陷位置及影響程度，判定樁身完整性類別。混凝土是由多種材料組成的多相非勻質(zhì)體。對(duì)于正常的混凝土，聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的，當(dāng)傳播路徑遇到混凝土有缺陷時(shí)，如斷裂、裂縫、夾泥和密實(shí)度差等，聲波要繞過缺陷或在傳播速度較慢的介質(zhì)中通過，聲波將發(fā)生衰減，造成傳播時(shí)間延長，使.聲時(shí)增大，計(jì)算聲速降低，波幅減小，波形畸變，利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學(xué)參數(shù)的變化，來分析判斷樁身混凝土質(zhì)量。該檢測(cè)法在橋梁基樁完整性評(píng)價(jià)中是比較準(zhǔn)確可靠的，其檢測(cè)結(jié)果，可對(duì)有缺陷的部位實(shí)施處理措施時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)。

2 聲測(cè)管對(duì)檢測(cè)的影晌

常見檢測(cè)時(shí)聲測(cè)管會(huì)發(fā)生以下質(zhì)量問題:

2.1 樁底聲測(cè)管彎曲

因施工不當(dāng)，造成樁底聲測(cè)管向內(nèi)彎曲，間距變小，使發(fā)射與接收換能器不保持平行，超聲脈沖聲速異常偏高，波幅降低，聲速曲線不正常。由于樁底是缺陷易發(fā)生部位，根據(jù)此類曲線很難判定樁底是否存在缺陷，很可能發(fā)生漏判、誤判，給工程留下安全隱患。

2.2 樁身聲測(cè)管傾斜或彎曲變形

聲測(cè)管綁扎不牢或綁扎間距過大，在澆筑混凝土過程中，聲測(cè)管受混凝土擠壓發(fā)生傾斜或彎曲變形，管間距離變大或變小，直接影響檢測(cè)結(jié)果的分析判定，甚至無法給出樁身完整性類別，只能采取鉆芯或其他可靠的方法進(jìn)行檢測(cè)，影響正常的施工。

2.3 聲測(cè)管連接處套管過長

由于鋼套管過長，焊接質(zhì)量較好，密封在內(nèi)部的空氣不能排出，聲波信號(hào)要繞行很長距離或穿過空氣層才能被接收到，造成聲波信號(hào)的嚴(yán)重異常，影響樁身完整性的判定。

2.4 聲測(cè)管管徑過大

一般假設(shè)換能器位于聲測(cè)管的中心位置，如果聲測(cè)管的直徑較大，換能器在管內(nèi)擺動(dòng)范圍較大，使耦合水層延遲增大，對(duì)聲波傳播的時(shí)問影響也更大，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響就較大。

3.聲測(cè)管的材料質(zhì)量控制

聲測(cè)管的材料質(zhì)量控制主要從外觀質(zhì)量和材質(zhì)要求兩方面進(jìn)行控制。

3.1 聲測(cè)管的外觀要求

聲測(cè)管應(yīng)順直，彎曲度不大于5 mm/m;聲測(cè)管兩端截面應(yīng)與其軸線垂直，并應(yīng)無毛刺;不允許有裂縫、結(jié)疤、折疊、分層、搭焊缺陷存在;管內(nèi)應(yīng)暢通無異物。

3.2 聲測(cè)管的材質(zhì)要求

要求有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，保證在灌注混凝土過程中不會(huì)變形且與混凝土粘結(jié)良好，不致在聲測(cè)管和混凝土間產(chǎn)生縫隙包裹不佳，影響測(cè)試結(jié)果。其力學(xué)性能、抗彎曲性能、耐壓扁性能、密封耐壓性能應(yīng)滿足規(guī)范要求。

鋼薄壁聲測(cè)管的優(yōu)點(diǎn)是便于安裝，可直接固定在鋼筋籠內(nèi)側(cè)上，固定方式可用電焊或綁扎;鋼管剛度較大，埋置后可基本上體質(zhì)其平行度和平直度。所以一般混凝土灌注樁推薦使用鋼薄壁聲測(cè)管。

3.3 裝卸和貯存要求

聲測(cè)管聲測(cè)管在裝卸搬運(yùn)過程中，應(yīng)采用機(jī)械或人工將聲測(cè)管抬起運(yùn)送至制定地點(diǎn)，嚴(yán)禁拋擲和滾動(dòng)，以防聲測(cè)管變形彎曲。吊裝時(shí)宜用纖維吊裝帶并注意輕拿輕放，不能一頭著地， 以防泥土阻塞聲測(cè)管。聲測(cè)管在工地存放時(shí)，宜放入倉庫或料棚內(nèi)，以防雨淋生銹。室外堆放時(shí)，應(yīng)存放在干燥的地方，下墊枕木，上方不可壓重物，并有遮蓋物防雨防潮，存放時(shí)間不宜超過一個(gè)月。

4 聲測(cè)管的工藝質(zhì)量控制

4.1 聲測(cè)管的埋置數(shù)量

聲測(cè)管的埋置數(shù)量，交通和建筑規(guī)范略有區(qū)別，交通部公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程規(guī)定如表1規(guī)定。

4.2 聲測(cè)管的直徑

超聲波檢測(cè)放入聲測(cè)管中的換能器直徑一般為30 mm左右或更小，規(guī)范規(guī)定聲測(cè)管內(nèi)徑比換能器直徑宜大10 mm~20 mm，因此選用聲測(cè)管宜選用直徑40 mm~60 mm鋼管。

4.3 聲測(cè)管的壁厚

聲測(cè)管的壁厚要求，除能滿足工藝性能外，還要確保安全使用，宜符合表2要求。