超声波透射法在桥梁基桩完整性检测中的研究

第５０卷第１２期　甘肃水利水电技术　Ｖｏ１．５０．Ｎｏ．１２　２（）ｌ４年１２月　ＧＡＮＳＵ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳ０ＵＲＣＥＳ　ＡＮＤ　ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ　ＴＥＣＩｔＮＯＬＯＧＹ　Ｄｅｃ．．２０１４　・施工技术・　超声波透射法在桥梁基桩完整性检测中的研究　柴国平　（甘肃省引大入秦工程管理局，甘肃兰州７３０３００）　摘要：以甘肃省定西市通渭县公路白洼河桥为例，在介绍超声波透射法在桥梁基桩完整性检测原理和检测方法的基　础上，选取８根工程桩进行检测研究，通过单桩超声波透射法检测实测数据曲线对基桩进行完整性分类，进而对基　桩３－程质量作出判断，可为桥梁建设作为参考依据。　关键词：超声波透射法；桥梁基桩；灌注桩；完整性；声速；波幅　中图分类号：ＴＵ４７３．１　文献标志码：Ｂ　文章编号：２０９５—０１４４（２０１４）１　２—００５２—０３　１　前言　匀度、施工条件等内外因素基本一致时，超声波在其　桩基础作为建立在水下或者地下的一项隐蔽工　中的传播参数应基本一致；而介质中存在缺陷时，超　程，其工程程序复杂、不确定因素颇多、施工难度大。　声波则在传播过程中产生绕射、反射、衰减等变化现　在施丁时易出现质量安全隐患。而基础质量的好坏　象，使其声时、声速、波幅、频谱等产生变化。高精密　与　，直接关系整个桥梁工程的安危。因此，对桥梁　声波发射一接收仪器及传感器可记录与描述混凝土　桩完整性检测是一项重要的工作Ｉ　】。桥梁基桩检　的内在质量。　测的方法有很多，超声波透射法作为一种无损检测　３检测方法　法，具　操作方便、简单、快捷的特点，对基桩的灵　超声波透射法检测是对混凝土灌注桩预埋管　敏度高，缺陷定位准确，速度也较其他方法快，应用　Ａ、Ｂ、Ｃ，从桩底开始沿桩长每隔一定间隔分别进行　广泛　本义结合甘肃省定西市通渭县公路白洼河桥　各个剖面同高程对测（平测），各测点发射与接收换　８卡｝３　桩进行检测研究，桩型为钻孔灌注桩，设计　能器累计相对高差不大于２　ｃｍ，并随时校正　当发　直径为ｌ　３００　ｍｉｌｌ，没计桩长为２２　ｍ，以声速临界值、　现读数异常时，加密测量点距。现场检测见图１所　波ｆ　临界值及ＰＳＤ判据进行综合判定工程桩桩身　永，声测管编号见图２所示。声测管编号以正北方　缺陷情况。　向顺时针开始第一根管为Ａ　。　２检测原理　混凝土的物理力学性质受其内部结构特性与外　部环境条件等多种因素制约，其声波传播特性反映　ｒ混凝土的臆力麻变关系　Ｉ　．根据弹塑性介质中波　动理论，应力波波速为：　：　Ｖ／　——Ｅ（１Ｐ（１　）（１—　）－ｐ￣）——、　　式巾：　——介质的动态弹性模量，弹性模量与介质　的强度之间存在相关性：　Ｊ９一一密度；　』ｌ一泊桑比。　超声波在混疑土中的传播参数（声时值、声速、　波幅、衰减系数等）与混凝土介质的物理力学指标　（动弹模、密度、强度等）之间的相关关系就是基桩超　声检测的　论依据。当混凝土介质的构成材料、均　图１现场检测示意图　收稿日期：２０１４—１１—２５　作者简介：柴旧平（１９７５一），男，甘肃会宁人，Ｔ程师，主耍从事水利水电１二程施Ｉ　。　第ｌ２期　柴国平：超声波透射法在桥梁基桩完整性检测中的研究　第５Ｏ卷　频、波幅基本正常；混凝土均匀性等级为Ｂ级。　Ⅲ类桩（基础）：存在较重缺陷，混凝土质量为不　合格类，某一检测剖面多个测点的声速超临界值，或　两个以上的检测剖面在同一测点附近的声速、声频　二管　三管　四管　超临界值。波幅降低；混凝土均匀性等级为Ｃ级。　Ⅳ类桩（基础）：存在严重缺陷、断桩或空洞。某　图２声测管编号图　一检测剖面多个测点的声速超临界值，或两个以上　４桩身结构完整性分类　的检测剖面在某一深度连续多个测点的声速、声频　根据声波检测参数特征，评定混凝土构件质量　及波幅严重地超临界值．声波接送信号严重畸变；混　可按四类划分Ｈ］。　凝土均匀性等级为Ｄ级。　Ｉ类桩（基础）：混凝土质量优良，各检测剖面的　５检测结果　每－－Ｎ点声速、波幅均未超临界值；混凝土均匀性等　根据所测波形特性，结合桩的混凝土设计强度　级为Ａ级。　等级要求ｌ１　．，本工程桩身结构的完整性按四类划　Ⅱ类桩（基础）：存在较轻缺陷，混凝土质量为合　分．试验结果见表１，所得数据见表２，所测波形曲线　格类．某一检测剖面个别测点的声速超临界值，主　如图３所示。　表１　桥基桩桩身质量完整性（超声波法）检测结果　・　５３　・　２０１４年第１２期　甘肃水利水电技术　第５０卷　ｉ　＼　；　ｊ｛　ｌ　ｆ：　ｌ　１』一　ｌ　ｌ　ｉ　－２　２一ｌ　２—２　ｉ　ｉ　　Ｉ《ｊ｛ｌｉ　—｛　ｌ　ｊＬ　ｌ《｛　ｌ　丁ｌ　ｉ　ｌ　３－２　４—２　图３单桩超声波透射法检测实测数据曲线　（下转第５８页）　・５４・　２０１４年第１２期　甘肃水利水电技术　第５０卷　５．５模体的纠偏及施工精度的控制　行全面检查及复核，确保轨道安装偏差控制在允许　５．５．１　模体偏移的预防和纠偏　滑模施工中，很可能出现平台上的荷载分布不　均匀、牵引不同步及浇筑混凝土时入模位置不够对　称等因素，致使模体发生偏移。针对上述情况，施工　中采用了下述措施预防和纠正偏移：　（１）滑模在制作时．做好精度的控制，在现场组　装完成后．进行模体的体形复测。　（２）在长期运行过程中，会有累积偏差，固模体　的内支撑结构要有足够的刚度，设计时进行结构支　撑强度验算，并在施工中要随时检查，随时调整。　范围之内。滑模运行过程中。随时观察手拉葫芦的　同步性，如发现有不同步可通过分动来控制调整。另　外滑模每滑升６　ｍ对模板进行一次观测、检查。　５．６抹面及养护　模板滑升后应及时进行抹面。滑后拉裂、坍塌部　位要按规范要求认真仔细处理，采用混凝土原浆进　行修复多压几遍。保证结构密实。待初次滑升段混　凝土达到一定强度后，采用洒水养护方式进行混凝　土养护。养护工作贯穿整个斜井滑模浇筑全过程，　并在滑模混凝土浇筑结束后还应持续一段时间，确　保混凝土表面不出现或少出现裂缝。　６　结语　（３）操作平台上的荷载尽叮能均衡布置。　（４）混凝土浇筑顺序是先顶拱、再边墙、后底　板．这样可以防止模体上浮，下部及腰线轨道控制模　呼和浩特蓄能水电站尾水斜井设计坡度大、长度　短，受施工通道限制，材料运输难度大，施工干扰多，采　体滑动方向，混凝土浇筑尽可能均衡，如发现偏移，　可采取改变浇筑顺序，逐步纠正其偏移。　（５）在模体结构骨架上没立水平尺或测平水管　（透明塑料软管内注水作为水平测量工具），当模体　发生偏移时，可通过观察水平尺或测平水管来判断　模板偏移方向，采取措施调整偏差。　（６）滑体每滑升６　１ＴＩ对模板进行一次测量检　查，发现偏移及时纠正。　５．５．２施工精度控制　轨道作为滑模的主要支撑及精度控制系统，应　对其支撑强度和稳定性进行测算．确保轨道的支撑　强度　滑模运行前对轨道的支撑系统及安装精度进　护　痧　驴、ｃ：　用传统拼装模板施工，不仅材料运输工程量大，耗时耗　工．安全问题突出，而且施Ｔ质量无法保证．存在很大　的缺陷处理风险。若采用ＬＳＤ滑模系统组织施工，施　Ｔ一次性投入费用较高，施工准备时间长，有效施工　时间短，经济性较差。针对短斜井的结构特点，在汲　取托模和滑模成功施丁经验的基础上，将两种施ｌｌｒ　技术结合，成功实现倒链提升为主，卷扬机辅助配合　的简易滑模系统。该技术的应用不仪取得丫良好的　施工效果．保证ｊ，施工进度．节省了施　成本，而且为　水利工程短、陡斜井混凝土施工技术进行有益的探索　和研究，对类似工程的施工具有很好的借鉴意义　痧、Ｅ２　（上接第３９页）　岸堤，减少塌岸或淹没带来的土地损失，保护＿『乍念　“垛”设计采用非淹没式。通过计算确定垛采用　纯抛石结构，垛的边坡为ｌ：１．５．平台圆弧半　为　８　ｍ，深度南实际地形确定，顶部高程为设汁洪水　位＋０．５　Ｉｌｌ　３　结语　环境。其次通过防洪治理工程的实施，减轻开部河　易洪段片区的防洪压力，大大减少了每年的抗洪防　洪支出，各项效益非常显著。　参考文献：　［１］ＧＢ　５０２８６—２０１３，堤防Ｔ程设计规范［Ｓ］．　开都河防洪治理工程易洪段已于２０１２年完工，　并投入运行使用，运行两年来，情况良好，河道水流　平顺，有效防止了洪水期洪水对岸堤的冲刷，保护了　痧、护　、护、扩，驴，驴、驴　、扩　、护、扩、驴、驴，ＥＺ　１２　Ｊ　ＧＢ　５０７０７—２０１　１，河道整治设规范［Ｓｊ．　『３］ＧＢ　５０４８７—２００８，水利水电Ｔ程地质勘察规范［ｓ］．　Ｉ４］ＳＬ　１８８—２００５，堤防Ｔ程地质勘察规程［Ｓ］．　驴　痧　（上接第５４页）　６　结语　参考文献：　［１］ＪＧＪ　１０６—２００３，建筑桩基检测技术规范［ｓ］．　［２］杨晓强．某桥梁工程基桩超声波透射法检测研究［ｎ山　两建筑，２０１１，３７（３２）：１６５—１６６．　（１）本次试验共检测８根工程桩，其中Ｉ类桩８　根，占所测桩数的１００％，无Ⅲ、Ⅳ类桩，满足设计要求。　（２）超声波透射法在桥梁基桩完整性检测中使　用方便、简单快捷，检测不受深度影响，灵敏度也较　高，町供桩基工程建设参考。　『３］吴波．超声波透射法在检测灌注桩桩身质量研究［Ｉ）］．上　海：同济大学，２００８．　［４］杨永亮．超声波透射法在基桩完整性检测中的应川［Ｄｊ．　武汉：武汉理Ｔ大学，２０１２．　『５］张磊．超声波透射法与低应变反射波法在基桩检测中的　对比研究［Ｄ］．两安：长安大学，２０１２．