電探法檢測(cè)技術(shù)控制橋梁樁基施工質(zhì)量.doc

電探法檢測(cè)技術(shù)控制橋梁樁基施工質(zhì)量摘要:本文介紹電探法樁基施工質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)方法,其特征在于將一個(gè)電極連接到鋼筋籠上,另一個(gè)電極在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)或外側(cè)連續(xù)檢測(cè)兩個(gè)電極間電介質(zhì)的電阻或電阻率的變化情況,用于分析樁基的成孔孔徑、泥皮厚度、樁底沉渣掛壁、地下潛流、樁身混凝土完整性、混凝土保護(hù)層的灌注質(zhì)量,具有快速、連續(xù)、靈敏度高的特點(diǎn),能檢測(cè)樁身裂縫的存在。關(guān)鍵詞:電探法;檢測(cè);橋樁;質(zhì)量1 概況隨著樁基檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,樁基施工過程監(jiān)控和施工質(zhì)量得到了一定的控制,但樁基是隱蔽工程,許多影響樁基施工質(zhì)量的因素仍未被發(fā)現(xiàn)和重視,缺乏相應(yīng)的檢測(cè)手段,如樁底沉渣實(shí)際上可分為樁底的圓柱體形式和依附在鋼筋籠上的圓環(huán)體形式。沉渣環(huán)狀掛壁的存在對(duì)樁基的完整性和承載力構(gòu)成嚴(yán)重影響,但用吊錘無(wú)法檢知,具有明顯的隱蔽性;清孔過程鋼筋籠泥皮太厚、淤泥地層孔徑進(jìn)一步回縮、泥塊掛壁等情況也缺乏監(jiān)控和檢測(cè)手段,而這些現(xiàn)象都直接影響到樁基的施工質(zhì)量。現(xiàn)有樁基完整性檢測(cè)的技術(shù),如普遍使用的反射波法和超聲波透射法等,都存在局限性。反射波法受地質(zhì)等外部環(huán)境影響大,存在精度低等問題,更不適用于長(zhǎng)大樁的檢測(cè);超聲波透射法檢測(cè)用于分析判斷的首波,反映的是透射波中走得最快最好的信息,其特性決定了在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)都會(huì)出現(xiàn)缺陷漏判現(xiàn)象?，F(xiàn)有樁基完整性檢測(cè)技術(shù)都不能對(duì)施工質(zhì)量最難保障的鋼筋混凝土保護(hù)層進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。樁基抽芯法檢測(cè)雖然直觀,但由于樁基混凝土灌注過程機(jī)理復(fù)雜,混凝土均勻性差,抽芯法檢測(cè)一孔之見也會(huì)造成誤判。多孔鉆芯則檢測(cè)費(fèi)用高、工期長(zhǎng)。因此需要發(fā)展一種經(jīng)濟(jì)快速、靈敏度高的檢測(cè)技術(shù),以便綜合評(píng)價(jià)樁基混凝土的完整性。本方法是提供一種原理簡(jiǎn)單、方法可靠的電探法樁基施工質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的方法,作為施工過程的實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控手段,用于清孔質(zhì)量檢測(cè),分析鋼筋籠局部是否被回縮的樁周土、樁底沉渣等包裹、覆蓋,造成孔徑變化;判斷鋼筋籠上的泥皮厚度情況;樁孔是否穿越地下潛流等。樁基混凝土灌注后,利用抽芯孔和地質(zhì)孔等,綜合檢測(cè)評(píng)定樁基混凝土完整性,分析缺陷的性質(zhì)和平面位置;分析樁身混凝土開裂程度、保護(hù)層質(zhì)量和露筋情況。通過電探法檢測(cè)進(jìn)一步豐富和細(xì)化樁基隱蔽工程施工過程和樁基完整性檢測(cè)的內(nèi)容和方法,達(dá)到全面監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,確保工程施工質(zhì)量、減少損失的目的。無(wú)憂論文網(wǎng)2 工作原理本方法是將電探儀通過導(dǎo)線將一個(gè)電極連接到樁基的鋼筋籠上,另一個(gè)電極通過另一條導(dǎo)線放置在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的被測(cè)介質(zhì)或通道中,檢測(cè)樁基樁頂至樁底間鋼筋籠至電極間被測(cè)介質(zhì)的電阻或電阻率的變化情況,根據(jù)不同介質(zhì)有不同電阻或電阻率的原理,用于分析樁基的成孔孔徑、清孔質(zhì)量和樁身混凝土完整性。不同的介質(zhì)有不同的電阻或電阻率,樁基清孔時(shí)其測(cè)量介質(zhì)為泥漿,成樁后其測(cè)量介質(zhì)為混凝土,施工質(zhì)量得以保證時(shí)均勻的泥漿和完整混凝土的電阻或電阻率是一定值。但當(dāng)清孔時(shí)鋼筋籠局部泥皮較厚、掛有泥塊、被淤泥或沉渣覆蓋時(shí),就相當(dāng)于在檢測(cè)電路中串聯(lián)了一只電阻,對(duì)應(yīng)處的電測(cè)值（電壓或電流等參數(shù)）相應(yīng)出現(xiàn)異常變化;若樁孔穿越地下潛流,地下水稀釋泥漿相當(dāng)于直接改變了測(cè)量電路的電阻值;樁身凝固的密實(shí)的混凝土電阻值很大,當(dāng)樁身混凝土缺陷為水平層狀時(shí),相當(dāng)于高阻電路中并聯(lián)了一只低值電阻,由于裂縫中含有帶離子的水形成了電通路,因此很小的裂縫也能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,結(jié)合地質(zhì)鉆探報(bào)告、異常點(diǎn)在樁基分布的部位和范圍,可以判斷出現(xiàn)缺陷的性質(zhì)和程度。如異常點(diǎn)出現(xiàn)在流動(dòng)性大的淤泥層、裂隙發(fā)育的地層,可對(duì)應(yīng)判斷為孔徑回縮、出現(xiàn)地下潛流;異常點(diǎn)出現(xiàn)在樁底,可對(duì)應(yīng)判斷為樁底出現(xiàn)沉渣掛壁現(xiàn)象;泥漿比重大且清孔時(shí)間長(zhǎng),可懷疑鋼筋上的泥皮較厚等。當(dāng)樁身混凝土缺陷為豎向分布或局部的,不構(gòu)成電通路,相當(dāng)于在高阻電路中串聯(lián)了一只低值電阻,測(cè)量電路沒有明顯變化。根據(jù)這些特性,電探法結(jié)合樁身抽芯報(bào)告等,可進(jìn)一步綜合分析判斷樁身混凝土缺陷的性質(zhì)、分布范圍和嚴(yán)重程度,判斷抽芯發(fā)現(xiàn)的缺陷是樁中心局部缺陷還是斷面類缺陷,是混凝土離析還是夾泥,為樁身混凝土完整性判定提供重要依據(jù)。3 技術(shù)方法3.1 被測(cè)介質(zhì)為泥漿,鋼筋籠局部被回縮的樁周的地質(zhì)土、或泥漿中的泥塊泥皮、或樁底沉渣等包裹、覆蓋時(shí),鋼筋籠至電極間對(duì)應(yīng)處的電阻或電阻率將發(fā)生明顯變化,結(jié)合地質(zhì)鉆探報(bào)告和異常測(cè)點(diǎn)在樁孔中位置分布的情況等,判斷樁基成孔孔徑是否明顯回縮、清孔質(zhì)量能否滿足要求。當(dāng)泥漿局部被地下潛流沖刷、稀釋,鋼筋籠至電極間對(duì)應(yīng)處的電阻或電阻率將發(fā)生明顯變化,結(jié)合地質(zhì)鉆探報(bào)告等分析判斷樁基在此地層可能出現(xiàn)地下潛流,并采取相應(yīng)措施。在樁基清孔階段及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)將影響樁基混凝土完整性的重要因素,做到事前控制,對(duì)于樁基這種重要工程,無(wú)疑具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。3.2 被測(cè)介質(zhì)為混凝土,通道為樁基抽芯孔,抽芯孔中灌注有一定導(dǎo)電性的水,鋼筋籠至電極間的混凝土發(fā)生離析夾泥、裂縫等時(shí)其電阻或電阻率將發(fā)生明顯變化,結(jié)合抽芯報(bào)告綜合分析樁基的混凝土完整性及缺陷特征。有多個(gè)抽芯孔時(shí),將連接到樁基的鋼筋籠上的電極移至樁基的另一個(gè)樁基抽芯孔中,電極與電極分別在樁基的兩個(gè)抽芯孔中同步提放,檢測(cè)樁基兩個(gè)抽芯孔間混凝土的電阻或電阻率的變化情況,分析抽芯孔與另一個(gè)抽芯孔、抽芯孔與鋼筋籠間的檢測(cè)結(jié)果,判斷離析夾泥、裂縫等缺陷在樁基中的分布情況。3.3鉆孔灌注樁混凝土保護(hù)層是樁基混凝土施工質(zhì)量最差的部位,嚴(yán)重影響樁基的水平承載力和耐久性,除明挖檢驗(yàn)外至今仍沒有有效的檢測(cè)技術(shù)手段。本發(fā)明的特征在于鋼筋籠的外側(cè)被測(cè)介質(zhì)為混凝土保護(hù)層和地質(zhì)土,通道為地質(zhì)鉆孔,地質(zhì)鉆孔中灌注有一定導(dǎo)電性的水,在同一地質(zhì)土層內(nèi)混凝土保護(hù)層發(fā)生離析夾泥、裂縫等時(shí)鋼筋籠至電極對(duì)應(yīng)處的電阻或電阻率將發(fā)生變化,結(jié)合地質(zhì)鉆探報(bào)告等分析樁基的混凝土保護(hù)層的混凝土灌注質(zhì)量和鋼筋籠的露筋情況,對(duì)就地鉆孔灌注樁混凝土保護(hù)層的施工質(zhì)量做出評(píng)價(jià)。在粘性土、淤泥質(zhì)土等土質(zhì)較松軟、含水量高的地方,樁基樁頂部位可用帶有電極的插桿,直接垂直插入到地層中實(shí)施檢測(cè)。3.4不同介質(zhì)有不同電阻或電阻率的原理,將電探儀的一個(gè)電極連接到樁基的鋼筋籠上,另一個(gè)電極放置到泥漿中,通過測(cè)量鋼筋籠至電極間泥漿的電阻或電阻率的變化情況,結(jié)合地質(zhì)鉆芯報(bào)告、異常測(cè)點(diǎn)在樁孔中的分布情況、施工工藝等,能進(jìn)一步判斷成孔、清孔的質(zhì)量,出現(xiàn)缺陷的性質(zhì)和程度,如孔徑回縮、沉渣掛壁、地下潛流、鋼筋上的泥皮較厚等嚴(yán)重影響樁基混凝土完整性和承載力的隱蔽缺陷;通過抽芯孔,測(cè)量抽芯孔與鋼筋籠、抽芯孔與另一個(gè)抽芯孔間混凝土的電阻或電阻率的變化情況,結(jié)合抽芯報(bào)告,能判斷離析夾泥、裂縫等缺陷在樁基中的分布情況和嚴(yán)重程度,如縮徑、斷樁、樁芯局部離析等,能檢測(cè)如裂縫等細(xì)小的斷面類缺陷;利用地質(zhì)鉆孔,測(cè)量鋼筋籠至電極間混凝土保護(hù)層的電阻或電阻率的變化情況,結(jié)合地質(zhì)鉆芯報(bào)告、能判斷混凝土保護(hù)層的混凝土灌注質(zhì)量和鋼筋籠的露筋情況。電探法樁基施工質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)具有功能多、靈敏度高、使用簡(jiǎn)便等特點(diǎn),是清孔質(zhì)量檢測(cè)、樁基完整性檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和補(bǔ)充,對(duì)于提高樁基施工質(zhì)量、減少隱蔽工程損失具有重要意義。由于橋位地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,存在高流動(dòng)性的淤泥層和裂隙發(fā)育的破碎層,有地下承壓水存在,施工難度大,為確保樁基清孔質(zhì)量符合要求,防止不確定因素影響樁基施工質(zhì)量。安裝鋼筋籠后清孔,實(shí)測(cè)孔內(nèi)泥漿比重、含砂率、沉淀土厚度在控制范圍內(nèi),為檢測(cè)成孔孔徑是否明顯回縮、樁孔是否穿越地下潛流、樁底是否出現(xiàn)沉渣掛壁等,決定采用電探法作進(jìn)一步檢測(cè)。（1）檢測(cè)要求和標(biāo)定:檢測(cè)時(shí)將電探儀的電極用強(qiáng)力鐵夾連接到樁基的鋼筋籠上,連接時(shí)要求不斷轉(zhuǎn)動(dòng)鐵夾磨擦鋼筋,確保其接觸電阻最小并恒定,連接點(diǎn)在泥漿面以上不少于20cm處,檢測(cè)時(shí)不會(huì)被水、泥漿等淋濕。電極安裝在探頭的側(cè)面上,檢測(cè)前用酒精擦拭電極。探頭有一定重量,確保檢測(cè)過程探頭在泥漿中能保持垂直穩(wěn)定狀態(tài)。探頭和連接導(dǎo)線應(yīng)絕緣,不得漏電,導(dǎo)線上有深度標(biāo)記。標(biāo)定和檢測(cè)時(shí)電極與鋼筋籠內(nèi)側(cè)的距離宜保持一致,至少是每一檢測(cè)剖面時(shí)應(yīng)保持一致。測(cè)量鋼筋籠上沒有泥皮時(shí)鋼筋籠與電極20cm間的泥漿的電測(cè)值（電壓或電流值）為標(biāo)準(zhǔn)電測(cè)值,再分別測(cè)量鋼筋籠上有不同泥皮厚度時(shí)的電測(cè)值、泥塊及沉渣覆蓋在鋼筋籠上時(shí)的電測(cè)值、泥漿置換為地下水等狀態(tài)時(shí)的電測(cè)值。模擬并檢測(cè)各種可能狀態(tài)的電測(cè)值做為檢測(cè)判斷時(shí)的參考依據(jù)。（2）清孔質(zhì)量檢測(cè):清孔質(zhì)量檢測(cè)時(shí)探頭與鋼筋籠內(nèi)側(cè)的距離采用20cm,樁平面對(duì)稱布置四組測(cè)點(diǎn),連續(xù)測(cè)讀樁頂至樁底鋼筋籠至電極間對(duì)應(yīng)的電測(cè)值,計(jì)算并繪制電測(cè)值（或?qū)?yīng)的電阻或電阻率）的Vi-H深度變化曲線。為綜合評(píng)價(jià)清孔質(zhì)量,同時(shí)采用電探法檢測(cè)泥漿的含砂率變化情況和樁底沉渣厚度。為確保檢知地下潛流的存在,檢測(cè)前先切斷泥漿泵電源,靜置約1小時(shí)以讓地下潛流充分稀釋、置換泥漿,使泥漿性能發(fā)生相應(yīng)變化。（3）檢測(cè)結(jié)果分析判斷:分析實(shí)測(cè)深度變化曲線,標(biāo)注異常測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)高及在樁基上的位置,查核對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的地層特性,參照標(biāo)定結(jié)果,分析本樁孔及相臨樁有關(guān)成孔質(zhì)量、清孔質(zhì)量、混凝土完整性檢測(cè)報(bào)告,分析施工機(jī)械的特點(diǎn)、施工工藝及施工故障等問題,綜合判斷本樁的清孔質(zhì)量、出現(xiàn)缺陷的性質(zhì)和程度。4 結(jié)論4.1 電探法樁基施工質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的方法,當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為泥漿,鋼筋籠局部被回縮的樁周的地質(zhì)土、或泥漿中的泥塊泥皮、或樁底沉渣等包裹、覆蓋時(shí),鋼筋籠至電極間對(duì)應(yīng)處的電阻或電阻率將發(fā)生明顯變化,結(jié)合地質(zhì)鉆探報(bào)告和異常測(cè)點(diǎn)在樁孔中位置的分布情況等,判斷樁基成孔孔徑是否明顯回縮、清孔質(zhì)量能否滿足要求。4.2將連接到樁基的鋼筋籠上的電極移至樁基的另一個(gè)樁基抽芯孔中,電極與電極分別在樁基的兩個(gè)抽芯孔中同步