聲波透射法檢測鉆孔灌注樁基樁完整性檢測技術(shù)初探

1、聲波透射法檢測鉆孔灌注樁基樁完整性檢測技術(shù)初探聲波透射法檢測鉆孔灌注樁基樁完整性檢測技術(shù)初探管鈞（gj@）一、概述一、概述1、前言、前言混凝土灌注樁是樁基礎(chǔ)中的主要形式，由于其成樁質(zhì)量受地質(zhì)條件、成樁工藝、機械設(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，加上是隱蔽工程，因此加強對樁基礎(chǔ)質(zhì)量的現(xiàn)場檢測十分必

2、要。為此，近年來國家先后出臺了《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ1062003）和《公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程》（JTGTF81012004)，進一步明確要求、規(guī)范基樁工程的現(xiàn)場質(zhì)量檢測工作?；鶚锻暾缘臋z測方法主要有：鉆芯法、高應(yīng)變動測法、低應(yīng)變動測法、聲波透射法，與其他方法相比，聲波透射法有其特點：①檢測全面、細致，檢測范圍可覆蓋整個樁長的各個斷面，無檢測“盲區(qū)”；②檢測結(jié)果準確可靠，全樁長的斷面掃描檢測，加上短距離時聲波對較小范圍的缺

3、陷也較為敏感，可以較為準確測定各缺陷在深度方向的準確位置和范圍、徑向的范圍，便于分析及對缺陷的處理；③不受樁長、樁徑的限制，也不受場地的限制。④檢測較為快捷、方便。因此該方法已成為大直徑、長樁長的混凝土灌注樁完整性檢測的重要手段，《公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程》（JTGTF81012004)也專門規(guī)定“對重要工程的鉆孔灌注樁，采用超聲波透射法檢測的樁數(shù)不應(yīng)少于50％”。2、檢測原理、檢測原理如圖1所示，首先在被測樁內(nèi)預(yù)埋兩根或兩根以上豎向相

4、互平行的聲測管作為檢測通道，管中注滿清水作為耦合劑，將超聲脈沖發(fā)射換能器與接收換能器置于聲測管中，由超聲儀激勵發(fā)射換能器產(chǎn)生超聲脈沖，穿過樁體混凝土，并經(jīng)接收換能器，由儀器接收并顯示接收的超聲波的波形，判讀出超聲波穿過混凝土后的首波聲時、波幅以及接收波主頻等聲參數(shù)，通過樁身缺陷引起聲參數(shù)或波形的變化，來檢測樁身是否存在缺陷。圖1聲參量的波動性就更大了，因此在實際測試的過程中完全不出現(xiàn)異常測點的可能性較小，因此不能機械地理解并執(zhí)行規(guī)范中樁

5、身完整性的判定標準（規(guī)范對聲參量異常判斷均采用“可判斷”），否則工程上很難有Ⅰ類樁，也不符合樁的完整性分類的定義。因此上述理論異常點只是可能的缺陷點，應(yīng)根據(jù)以下五個方面進行綜合判定：①異常點的實測聲速與正常混凝土聲速的偏離程度；②異常點的實測幅度與同一剖面內(nèi)正常混凝土幅度的偏離程度；③異常點的波形與正常混凝土的波形相比的畸變程度；④異常點的分布范圍及其他剖面異常點的分布情況；⑤樁的類型（摩擦型或端承型）、地質(zhì)情況及成樁工藝，樁的類型及地

6、質(zhì)情況決定了樁身混凝土的壓應(yīng)力及彎矩大小隨深度的變化規(guī)律，因此相同大小及程度的缺陷在樁身不同深度對該樁是否達到設(shè)計要求的影響程度差別較大，應(yīng)適當加以區(qū)分。3、聲學(xué)參量與缺陷性質(zhì)的關(guān)系聲學(xué)參量與缺陷性質(zhì)的關(guān)系混凝土內(nèi)部存在缺陷必然會引起聲參量的變化或波形畸變，但目前并未建立聲參量的變化或波形畸變與缺陷性質(zhì)之間的良好對應(yīng)關(guān)系，僅結(jié)合結(jié)構(gòu)和樁基礎(chǔ)混凝土檢測或試驗的工作給出如下體會，供大家參考：①對于因混凝土離析造成的骨料堆積、砂漿少的缺陷，由

7、于骨料聲速高于砂漿，因此該缺陷處的聲速基本不會比正?；炷恋蜕踔疗撸暡ń?jīng)過的界面明顯增多，導(dǎo)致幅度下降。相反對于骨料少而砂漿多的低強區(qū)，其波速偏低，但幅度基本不變甚至偏高。②對于因坍塌形成的縮徑、夾泥（砂）缺陷，導(dǎo)致該處的聲速、幅度較正?；炷辆忻黠@的下降，因缺陷介質(zhì)的聲速低于混凝土、衰減系數(shù)高于混凝土，可通過斜測或扇測確定缺陷的徑向尺寸范圍及位置，確定其縮徑、夾泥（砂）的位置及范圍。③樁底一段深度范圍內(nèi)的波速和幅度的明顯下降表

8、明樁底存在一定厚度的沉渣，因清孔未徹底遺留的成孔過程中的地層松散體，成分復(fù)雜、波速低、衰減大。④樁頭部分波速和幅度明顯、緩慢下降一般表明該范圍內(nèi)浮漿過多、強度較低，因灌注樁澆筑工藝會導(dǎo)致在澆筑過程中上部骨料較少、浮漿及氣泡較多，若澆筑到樁頭部位時上述浮漿未排除會造成波速、幅度及強度降低。⑤若導(dǎo)管提升不當，或施工故障導(dǎo)致停留時間過長，拔管清理不凈、二次澆筑，形成斷樁，造成聲速和幅度的急劇下降、波形嚴重畸變或無接收波形，且所有剖面的大致相同

9、的深度范圍均存在上述異常情況。對于缺陷的性質(zhì)除根據(jù)聲參量的變化情況外，還必須結(jié)合地勘報告、施工工藝、甚至施工記錄（參考）綜合分析，進行判斷。三、檢測現(xiàn)場常見問題或故障的判斷及處理三、檢測現(xiàn)場常見問題或故障的判斷及處理1、檢測過程中接收信號突然消失、檢測過程中接收信號突然消失有兩種原因可產(chǎn)生該類現(xiàn)象，一是聲測管內(nèi)無水；二是設(shè)備系統(tǒng)故障。首先應(yīng)檢查是聲測管內(nèi)否有水，可在采樣狀態(tài)下，迅速往聲測管注水（以防聲測管破裂造成的水大量外流），至現(xiàn)象消