聲波透射法與低應(yīng)變反射波法檢測結(jié)果比對分析

聲波透射法與低應(yīng)變反射波法檢測結(jié)果比對分析張智【摘要】基樁混凝土完整性無損檢測一般采用聲波透射法或低應(yīng)變反射波法[1-2],此兩種方法均為間接方法存在誤判的可能性.通過對部分埋設(shè)有聲測管的基樁，同時采用聲波透射法和低應(yīng)變法進(jìn)行檢測,選取典型實例對檢測結(jié)果進(jìn)行比對分析.【期刊名稱】《鐵道勘察》【年(卷)，期】2013(039)006【總頁數(shù)】3頁(P48-50)【關(guān)鍵詞】聲波透射法;低應(yīng)變反射波法;檢測;比對【作者】張智【作者單位】鐵道部工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站，北京100844【正文語種】中文【中圖分類】TU473.1+61概述近年來，隨著客運專線鐵路的快速建設(shè)、鐵路等級標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和新型橋梁結(jié)構(gòu)工程的不斷涌現(xiàn)，樁基得到了廣泛應(yīng)用。樁基工程除受巖土工程條件、樁土體系相互作用、施工工藝、施工隊伍專業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)驗等相關(guān)因素影響而具有復(fù)雜性外，樁基施工還具有高度的隱蔽性，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題難，缺陷處理更難。根據(jù)國外統(tǒng)計資料，現(xiàn)場灌注樁施工中樁身出現(xiàn)缺陷的概率約為15%~20%。因此，基樁檢測工作是整個樁基施工質(zhì)量控制中不可缺少的環(huán)節(jié)。基樁無損檢測結(jié)果是鐵路橋梁基樁質(zhì)量驗收的重要依據(jù)，無損檢測的主要方法為低應(yīng)變反射波法和聲波透射法?！惰F路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定：低應(yīng)變法檢測的基樁樁徑應(yīng)小于2.0m，樁長一般不大于40m；聲波透射法適用于樁徑大于等于2m或樁長大于40m或復(fù)雜地質(zhì)條件下的基樁［1］。通常情況下，基樁無損檢測只使用一種方法，而無論是低應(yīng)變法還是聲波透射法，均為間接方法，均存在誤判的可能性［3］。選擇部分鐵路工程的橋梁基樁，采用聲波透射法和低應(yīng)變反射波法分別進(jìn)行檢測，并進(jìn)行分析比較，對兩種檢測方法檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行探討。2對比檢測方案2.1比對目的通過兩種檢測方法的相互比對驗證，以便準(zhǔn)確判定基樁完整性類別。進(jìn)一步明確基樁在同一缺陷狀態(tài)下聲波聲學(xué)參數(shù)與反射波特點的對應(yīng)關(guān)系（結(jié)合現(xiàn)場開挖或取芯工作）。根據(jù)典型波形曲線的分析，降低無損檢測誤判率，并對今后的檢測工作提出建議。2.2比對實施結(jié)合實際檢測工作進(jìn)行比對試驗，鐵路橋梁基樁一般超過40m需埋設(shè)聲測管，故選擇比對的基樁長度均大于40m。實際比對中，對同一基樁（盡量選擇缺陷樁），分別采用低應(yīng)變反射波法和聲波透射法進(jìn)行檢測，低應(yīng)變反射波法的激振設(shè)備根據(jù)不同基樁，選擇加重力棒（錘）、激振處放橡膠墊、改變激振頭的材料等方式，通過試驗確定激振的方法；比對時，更換激振位置、更換傳感器位置，以獲得最佳的采集波形［4］；低應(yīng)變反射波法至少采集5組一致性較好的波形；聲波透射法采樣間隔不大于10cm。3實測典型波形對比從現(xiàn)場采集的比對波形分析，可分為兩類，第一類是完整樁波形，兩種方法檢測均無明顯缺陷反映；第二類是缺陷樁波形，兩種方法對缺陷反映不完全一致。3.1完整樁檢測波形對比樁1號，樁長61m，地層為淤泥質(zhì)黏土，持力層為凝灰?guī)r，入巖深度3.5m。從兩種檢測曲線分析（見圖1、圖2）,均無明顯缺陷反映，均可判為I類樁［5］。但從低應(yīng)變法曲線特征分析，無法確定樁底反射信號，這意味著無法準(zhǔn)確判斷樁身深部的缺陷狀況。圖11號對比樁低應(yīng)變反射波法檢測曲線圖21號對比樁聲波透射法檢測波列影像3.2缺陷樁檢測波形低應(yīng)變反射波法檢測有一處缺陷反映，而聲波透射法有兩處缺陷反映：比對樁2號，樁長58m,摩擦型樁，地層為淤泥質(zhì)黏土，聲測反映該樁存在雙缺陷，其深度分別為5.4m和16m,且從16m開始至42m的范圍內(nèi)有連續(xù)嚴(yán)重缺陷，但是低應(yīng)變曲線只反映出5.4m處的缺陷。對該樁進(jìn)行了整樁取芯，結(jié)果顯示，第一缺陷處芯樣為蜂窩溝槽構(gòu)造，第二缺陷根本無法提取芯樣。（為使低應(yīng)變曲線顯示的缺陷更明顯，增大采樣頻率，故在采集時將樁長設(shè)為25m（見圖3）;聲測曲線中左右兩圖未到底是因為堵管所致（見圖4））根據(jù)聲測結(jié)果（取芯驗證），判定為IV類，若只依據(jù)低應(yīng)變，只能判定為H類。圖32號對比樁低應(yīng)變反射波法檢測曲線圖42號對比樁聲波透射法檢測波列影像低應(yīng)變雙缺陷反映,而聲波透射法只有一處缺陷反映：比對樁3號，樁長36m,摩擦型樁，地層為淤泥質(zhì)黏土，低應(yīng)變曲線無明顯樁底反映，曲線特征反映該基樁存在雙缺陷，其深度分別為7m和15.9m（見圖5）,但是聲波透射法檢測曲線對第一處缺陷沒有反映，與第二處缺陷反映一致（見圖6）。根據(jù)波形，低應(yīng)變法可判定為H類，聲波透射法判定為B類。圖53號對比樁低應(yīng)變反射波法檢測曲線圖63號對比樁聲波透射法檢測波列影像低應(yīng)變反射波法有一處缺陷反映，聲波透射法顯示為完整樁：比對樁4號，樁長56m，摩擦型樁，地層為粉質(zhì)黏土。低應(yīng)變反射波法反映該基樁存在一處缺陷，其深度為13.7m（見圖7），但是聲波透射法檢測曲線對缺陷沒有反映（見圖8）。根據(jù)波形，低應(yīng)變法可判定為H類，聲波透射法判定為I類。圖74號對比樁低應(yīng)變反射波法檢測曲線圖84號對比樁聲波透射法檢測波列影像4檢測結(jié)果分析及討論通過以上典型波形曲線分析，兩種檢測方法判定結(jié)果如表1所示。表1兩種檢測方法判定結(jié)果比對樁號低應(yīng)變反射波法判定結(jié)果聲波透射法判定結(jié)果備注1I類I類結(jié)果一致2H類IV類結(jié)果不一致3H類B類結(jié)果有偏差4H類I類結(jié)果有偏差從表1可以看出，除了1號樁（完整樁）比對判定結(jié)果一致外，缺陷樁判定結(jié)果均不—致。對照兩種檢測方法的波形曲線，可以發(fā)現(xiàn)：低應(yīng)變檢測基樁存在多處缺陷時，檢測曲線反映的往往是第一處缺陷，其余的缺陷往往難以反映出來，尤其是2號樁的情況。若該樁未埋設(shè)聲測管，僅用低應(yīng)變反射波法檢測，很難將該樁判定為V類樁，可能造成嚴(yán)重后果。低應(yīng)變檢測長大基樁存在很大的局限性，從所列波形曲線分析，除了4號樁，其他樁均無樁底反映，且對40m以內(nèi)的缺陷反映也不明顯。聲波透射法檢測在樁身橫截面方向存在很大的盲區(qū)，容易漏檢。對于缺陷樁，兩種方法對缺陷的判定一致性不是很好，兩種檢測方法不可互相替代，但兩種檢測方法形成了很好的互補。基于以上討論，為保證檢測質(zhì)量，筆者建議：應(yīng)對所有需檢測的基樁均預(yù)埋聲測管，用兩種檢測方法分別進(jìn)行檢測，以進(jìn)行相互驗證、相互補充，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。參考文獻(xiàn)TB10218—2008鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程[S]JGJ106—2003建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S]張雄彪.低應(yīng)變完整性檢測和聲波透射完整性檢測的工作原理及方法淺析[」].工程技術(shù)，2009(12)苑志強，郝明.低應(yīng)變檢測灌注樁曲線特征分析[J].鐵道勘察，2009(1)韓侃，侯殿英.聲波透射法樁身完整性檢測的評價及分析[J].鐵道工程學(xué)報2013(3)譚風(fēng)華.無損檢測技術(shù)在鐵路建設(shè)質(zhì)量監(jiān)控中的作用[J].鐵道勘察，2008(1)邱麗章.談低應(yīng)變反射波法在基樁檢測中的應(yīng)用[J].山西建筑,20