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鐵路橋梁基樁工程質(zhì)量檢測細(xì)則
2011-10-28 來源:中國百科網(wǎng)
 鐵路為國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,作好施工過程質(zhì)量控制尤其重要。為更好地作好**鐵路工程質(zhì)量施工過程控制,嚴(yán)把工程質(zhì)量關(guān),特對橋梁基樁實(shí)施工程質(zhì)量專項(xiàng)檢測。為了做到方法可靠、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、結(jié)論公正,特制定本檢測實(shí)施細(xì)則。

    一、檢測內(nèi)容:

    鐵路橋梁基樁樁身混凝土的均質(zhì)性和完整性,判定樁身的缺陷及推定位置。

    二、檢測依據(jù):

    1. **鐵路工程設(shè)計(jì)文件及施工圖;

    2.《鐵路工程基樁無損檢測規(guī)程》TB10218-2008;

    3、《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》(鐵建設(shè)〔2005〕160號)

    4、《鐵路工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測規(guī)程》(TB10426-2004)

    5、《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(TB 10415-2003)

    6.《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003

    7、《鐵路橋涵施工規(guī)范》(TB 10203-2002)

    8、《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》(TZ213-2005)

    9、《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081-2002)

    10.《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南》鐵建設(shè)〔2005〕754號;

    11. 公司有關(guān)管理辦法;

    在采用以上文件和標(biāo)準(zhǔn)時(shí),務(wù)必采用有效版本。禁止采用過期或失效文件和規(guī)范

    三、檢測工作流程

     檢測工作流程圖
    
    

    1.各施工單位,在計(jì)劃基樁檢測前48小時(shí)提供填寫齊全的“基樁工程質(zhì)量檢測報(bào)檢單”和“橋梁基樁參數(shù)表”。

    2.“基樁工程質(zhì)量檢測報(bào)檢單”應(yīng)有現(xiàn)場監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后將電子文件發(fā)送到檢測單位。

    3.檢測單位接“基樁工程質(zhì)量檢測報(bào)檢單”后,12小時(shí)內(nèi)必須到達(dá)現(xiàn)場檢測,簽收“基樁工程質(zhì)量檢測報(bào)檢單”原件。

    4.施工單位應(yīng)按規(guī)定提前作好樁頭處理、聲測管檢查灌水等工作,并在現(xiàn)場準(zhǔn)備受檢橋梁基樁的工程地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)圖及施工信息,為檢測單位及時(shí)提供資料分析和報(bào)告編寫準(zhǔn)備的基本資料。

    5.現(xiàn)場檢測時(shí),施工單位應(yīng)在檢測現(xiàn)場,監(jiān)理應(yīng)旁站見證檢測全過程。

    6.現(xiàn)場檢測完成后,應(yīng)填寫現(xiàn)場檢測記錄表,施工單位和監(jiān)理須簽字確認(rèn)。

    7.現(xiàn)場檢測工程師應(yīng)根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析判斷檢測結(jié)果,在24小時(shí)內(nèi),以中間結(jié)果報(bào)告形式告知施工單位和監(jiān)理單位是否可以進(jìn)行下一道工序。

    8.當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重質(zhì)量問題時(shí),檢測單位要將結(jié)果同時(shí)抄送公司安質(zhì)部,監(jiān)理單位召開專題會議,形成處理意見經(jīng)監(jiān)理單位同意后,上報(bào)公司核備。

    9.現(xiàn)場檢測期間,應(yīng)遵守國家和施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)規(guī)定。當(dāng)現(xiàn)場操作環(huán)境不符合儀器設(shè)備使用要求時(shí),應(yīng)采用有效的防護(hù)措施。

    四、檢測方法和適用范圍

    新建**鐵路無損檢測的方法、內(nèi)容、數(shù)量和實(shí)施應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件、規(guī)程或合同約定的有關(guān)方法和要求執(zhí)行。常用的檢測方法、目的和適應(yīng)范圍按下表執(zhí)行。當(dāng)采用本細(xì)則中沒有明確的 方法時(shí),應(yīng)由檢測單位報(bào)監(jiān)理單位審核后,報(bào)公司核備。
    鐵路基樁無損檢測方法一覽表

    

    五、管理職責(zé)

    1.公司

    1) 負(fù)責(zé)全線檢測單位的招標(biāo)和考核工作。

    2) 公司安全質(zhì)量部負(fù)責(zé)全線檢測業(yè)務(wù)工作管理和監(jiān)督檢查,組織和協(xié)調(diào)解決檢測中出現(xiàn)的重大爭議或質(zhì)量問題。

    2.段落指揮部

    1) 負(fù)責(zé)本管段檢測單位的日常管理、進(jìn)場設(shè)備人員的對標(biāo)檢查和平時(shí)考核工作,并對檢測過程進(jìn)行監(jiān)督檢查。

    2) 負(fù)責(zé)監(jiān)理單位、施工單位和檢測單位之間的協(xié)調(diào)工作。

    3) 組織和協(xié)調(diào)解決檢測中出現(xiàn)的重要爭議問題,重大問題 及時(shí)上報(bào)公司。

    3.監(jiān)理單位

    1) 負(fù)責(zé)對檢測單位進(jìn)場設(shè)備和人員的核查,審核檢測方案和檢測結(jié)果,并進(jìn)行平行或見證檢測。

    2) 組織召開檢測工作專題會議,做好施工單位和檢測單位的協(xié)調(diào)工作,解決檢測中出現(xiàn)的爭議問題。核定檢測數(shù)量,提出驗(yàn)工計(jì)價(jià)意見。

    3) 做好段落指揮部和公司委托的其它監(jiān)理工作。

    4.檢測單位

    1) 嚴(yán)格按投標(biāo)承諾和合同約定配備各種檢測設(shè)備和人員。檢測單位現(xiàn)場的設(shè)備能力、人員組織、技術(shù)水平、服務(wù)意識、協(xié)調(diào)工作、技術(shù)支持和后勤保障等應(yīng)保證工程檢測質(zhì)量、滿足工程施工進(jìn)度安排,不得影響施工單位的下一道工序施工。

    2) 在檢測項(xiàng)目實(shí)施中,應(yīng)選用技術(shù)能力強(qiáng)、業(yè)務(wù)水平高、對工程質(zhì)量把握能力強(qiáng)且具有執(zhí)業(yè)資格的工程技術(shù)人員作為檢測工程師。

    每個(gè)檢測標(biāo)段應(yīng)配備1名了解工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn),具備豐富的巖土工程經(jīng)驗(yàn),了解工程施工工藝流程,掌握無損檢測方法的高級工程師或注冊巖土工程師作為檢測工程的項(xiàng)目總工程師(即技術(shù)負(fù)責(zé)人),處理重難點(diǎn)問題,能提出合理建議與技術(shù)咨詢。

    3) 檢測單位應(yīng)配備性能良好的檢測設(shè)備,其數(shù)量應(yīng)充分滿足工程檢測需要。檢測儀器應(yīng)選用可靠性好、靈活便捷、自動化程度高的設(shè)備。

    4) 檢測機(jī)構(gòu)和人員必須保證獨(dú)立性、誠實(shí)性和公正性,不得參加有損公正性的人際交往活動,不得有偽造數(shù)據(jù)、報(bào)告等弄虛作假行為。

    5) 檢測人員有權(quán)抵制不正當(dāng)?shù)男姓深A(yù)、不正當(dāng)?shù)纳虡I(yè)和 財(cái)務(wù)等方面的壓力和影響,并有權(quán)向公司、指揮部或法定管理部門舉報(bào)有損公正性的檢測行為。對發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題可直接向指揮部或公司報(bào)告。

    6) 嚴(yán)格執(zhí)行國家和鐵道部的有關(guān)技術(shù)規(guī)程和公司有關(guān)工程管理辦法,自覺接受公司、段落指揮部的領(lǐng)導(dǎo),接受監(jiān)理工程師的監(jiān)理,與工程施工單位密切配合。

    7) 按時(shí)參加監(jiān)理單位組織召開的工程例會和專題檢測會議。

    8) 嚴(yán)格按施工單位的報(bào)檢計(jì)劃進(jìn)行現(xiàn)場檢測,按時(shí)向監(jiān)理單位提交檢測中間結(jié)果。

    9) 按時(shí)向監(jiān)理和業(yè)主報(bào)送檢測報(bào)告、統(tǒng)計(jì)報(bào)表和相關(guān)資料。

    5、施工單位

    1) 按時(shí)向檢測單位和監(jiān)理單位報(bào)送檢測計(jì)劃,做好檢測準(zhǔn)備工作,并派員配合檢測。

    2)施工單位應(yīng)提供被檢橋梁工程地質(zhì)說明書、地質(zhì)斷面圖、墩位圖和工程形象進(jìn)度圖和基樁參數(shù)表(包括樁位圖、樁長、樁徑、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級、樁型和施工工藝等)。

    3) 及時(shí)處理檢測過程中出現(xiàn)的有關(guān)施工問題(如負(fù)責(zé)因施工原因造成聲測管堵塞或基樁質(zhì)量有異議的鉆孔或鉆芯取樣)。

    4) 收集和復(fù)核檢測報(bào)告,向監(jiān)理、段落指揮部和公司提交本單位的檢測完成數(shù)量和質(zhì)量等級。

    5) 有權(quán)向公司、指揮部或法定管理部門舉報(bào)有損公正性的檢測行為、檢測人員的無理要求和故意拖延檢測時(shí)間的行為。

    六、檢測單位基本要求

    1.檢測單位擬委派的檢測人員應(yīng)能滿足檢測工作需要,具有良好的職業(yè)道德和專業(yè)技術(shù)水平,具備相應(yīng)執(zhí)業(yè)資格,身體健康,年齡、職稱結(jié)構(gòu)合理。

    2.檢測項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)具有較強(qiáng)的組織協(xié)調(diào)能力和較高的專業(yè)技術(shù)水平、高級技術(shù)職稱或注冊工程師、五年以上的檢測經(jīng)驗(yàn)。

    3.參與本檢測項(xiàng)目的各專項(xiàng)主要檢測技術(shù)人員必須具有工程系列中級及以上技術(shù)職稱和專項(xiàng)檢測上崗證書。其他檢測人員要具有兩年以上現(xiàn)場檢測經(jīng)驗(yàn)和專項(xiàng)上崗證書。

    4.參與本項(xiàng)目檢測人員必須與投標(biāo)書相符,不得隨意更換。如確需更換必須報(bào)建設(shè)單位主管部門同意;檢測單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和技術(shù)負(fù)責(zé)人必須常駐現(xiàn)場,離開現(xiàn)場2天以上的,須經(jīng)指揮部主管部門同意。

    5.檢測單位配備與檢測方法相應(yīng)的各種先進(jìn)的檢測儀器、設(shè)備,其數(shù)量和質(zhì)量應(yīng)滿足檢測工作需要;檢測單位應(yīng)配備交通運(yùn)輸工具、通訊及辦公設(shè)備,其數(shù)量和質(zhì)量應(yīng)滿足檢測工作需要,并不低于投標(biāo)中的承諾標(biāo)準(zhǔn);檢測方法和檢測儀器、設(shè)備應(yīng)符合檢測規(guī)程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)文件的要求。檢測儀器應(yīng)通過技術(shù)鑒定,并具有產(chǎn)品合格證書和計(jì)量檢定證書,并在有效期內(nèi)使用。

    6.檢測單位不得轉(zhuǎn)讓或分包本項(xiàng)目檢測業(yè)務(wù)。

    7.現(xiàn)場檢測機(jī)構(gòu)設(shè)置要求

    1)檢測單位應(yīng)根據(jù)檢測工程項(xiàng)目的特點(diǎn),在現(xiàn)場設(shè)置項(xiàng)目檢測機(jī)構(gòu)。

    2)現(xiàn)場檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)置合理、交通便利,滿足現(xiàn)場檢測要求。

    3)現(xiàn)場檢測機(jī)構(gòu)在檢測實(shí)施過程中應(yīng)生活自理、獨(dú)立辦公,不得與被檢測單位發(fā)生利益關(guān)系。

    8.檢測單位對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性負(fù)全部責(zé)任,并承擔(dān)因自身檢測失誤產(chǎn)生的相應(yīng)法律責(zé)任和經(jīng)濟(jì)損失。

    9. 做好橋梁基樁低應(yīng)變反射波法和聲波透射法兩種方法檢測結(jié)果的對比報(bào)告。檢測單位對采用聲波透射法測的基樁再按其 總數(shù)的1%且不少于10根進(jìn)行低應(yīng)變反射波法檢測,根據(jù)檢測結(jié)果,編制較長基樁采用兩種方法檢測結(jié)果的對比報(bào)告和建議。

    七、檢測方法原理及資料分析

    (一)低應(yīng)變反射波法(瞬態(tài)激振時(shí)域頻域分析法)

    低應(yīng)變反射波法的基本原理為:通過在樁頂施加激振信號產(chǎn)生應(yīng)力波,該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中,遇到不連續(xù)界面(如縮頸、擴(kuò)徑、蜂窩、夾泥、斷裂、空洞等缺陷)和樁底面時(shí),將會產(chǎn)生反射和透射,用記錄儀器記錄下反射波在樁身中傳播的時(shí)間及波形,通過對反射波的曲線特征的分析即可對樁身的完整性、缺陷的位置進(jìn)行判定,并對樁身混凝土質(zhì)量進(jìn)行推定。

    1.確定樁身混凝土的縱波波速

    樁身混凝土縱波波速可按下式進(jìn)行計(jì)算:

     C——樁身縱波波速(m/s);

    L——樁長(m);

    tr——樁底反射波到達(dá)時(shí)間(s)

    2.確定樁身質(zhì)量

    反射波波形特征是樁身質(zhì)量的反應(yīng),利用反射波曲線進(jìn)行樁身完整性判定時(shí),應(yīng)考慮根據(jù)波形、相位、振幅、頻率及波至?xí)r間等因素,反射波形特征不僅受樁身質(zhì)量的影響,與樁身周邊土、基巖性質(zhì)、厚度等均有關(guān)系,評價(jià)時(shí)應(yīng)綜合分析。樁身不同缺陷反射波特征如下(僅供參考):

    ①完整樁的波形特征:完整性好的基樁反射波具有波形規(guī)則、清晰、樁底反射波明顯、反射波初至?xí)r間容易讀取、樁身混凝土平均縱波波速較高等特性,同一場地完整樁反射波形具有較 好的相似性。
    

    完整樁的波形特征
 
    ②離析和縮頸樁的波形特征:特點(diǎn)是縱波波速比較低,反射波幅減少,頻率降低。
    

     離析和縮頸樁的波形特征
 
    ③斷裂樁的波形特征:樁身斷裂時(shí)其反射波到達(dá)時(shí)間小于樁底反射波到達(dá)時(shí)間,波幅較大,往往出現(xiàn)多次反射,難以觀測到樁底反射。
    

    斷裂樁的波形特征
 
    3.確定樁身缺陷位置和范圍

    樁身缺陷離開樁頂?shù)奈恢肔可按下式計(jì)算:

    ——樁身缺陷的位置(m);

    ——樁身缺陷部位反射波至到達(dá)時(shí)間(s);

    ——場地范圍內(nèi)樁身縱波波速平均值(m/s)。

    4.樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、測試信號衰減特性以及設(shè)計(jì)樁型、成樁工藝、地質(zhì)條件、施工情況、實(shí)測時(shí)域或幅頻信號特征進(jìn)行綜合分析,按樁身完整性判定表判釋。

    (二)聲波透射法
    聲波透射檢測技術(shù)(跨孔)主要用于檢測樁身完整性,其基本原理為:在樁身內(nèi)預(yù)埋三根或三根以上的聲測管,管的下口封死,測試時(shí)管內(nèi)充滿清水作為耦合,把發(fā)射、接收換能器分別置于兩管之中(如下圖所示),兩探頭置于同一水平面或保持一定高差,沿聲測管兩探頭同步提升或下降,即可得到聲時(shí)或波速沿樁長的變化曲線。
    聲波透射法檢測原理圖
 
    聲波在正?;炷林袀鞑ニ俣纫话阍?500~4500m/s之間。當(dāng)傳播路徑上遇到混凝土質(zhì)量差,如離析、夾泥等缺陷時(shí),聲波將發(fā)生衰減,部份聲波將繞過缺陷傳播,使得傳播時(shí)間增長,波速減小,即產(chǎn)生繞射現(xiàn)象,若遇有空洞的空氣界面將產(chǎn)生反射和散射,使波幅減?。蝗毕菔够炷敛贿B續(xù),聲波傳播路徑復(fù)雜化,引起波形畸變。所以聲波在有缺陷的混凝土中傳播時(shí),波幅減小,聲時(shí)加大(波速降低),波形畸變。

    聲測管的檢測過程一般分兩個(gè)步驟進(jìn)行,首先是采用平測法對全樁各個(gè)檢測剖面進(jìn)行普查,找出聲學(xué)參數(shù)異常的測點(diǎn)。然后,對聲學(xué)參數(shù)異常的測點(diǎn)進(jìn)行加密測試,通常采用斜測法或扇形掃測法進(jìn)一步檢測,這樣一方面可以驗(yàn)證普查結(jié)果,另一方面可以進(jìn)一步確定異常部位的范圍,為樁身完整性類別的判定提供可靠依據(jù)。

    樁身完整性類別與樁身混凝土各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD數(shù)據(jù)、混凝土聲速低限值以及樁身質(zhì)量可疑點(diǎn)加密測試后確定的缺陷范圍,按規(guī)范規(guī)定的特征進(jìn)行綜合判定。

    八、基樁質(zhì)量檢測

    (一) 低應(yīng)變法

    1.概述

    低應(yīng)變反射波法(瞬態(tài)激振時(shí)域頻域分析法)采用瞬態(tài)激振方式,通過實(shí)測樁頂加速度或速度信號的時(shí)域、頻域特征,采用一維彈性波動理論分析判定基樁樁身完整性質(zhì)量,即樁身存在的缺陷位置及其影響程度。

    低應(yīng)變反射波法屬于快速普查樁的施工質(zhì)量的一種半直接法,對于有疑問的樁應(yīng)采用其他方法進(jìn)行檢測驗(yàn)證。
    低應(yīng)變反射波法基樁質(zhì)量檢測工作程序框圖

    
    

    2.檢測儀器

    1) 檢測儀器應(yīng)通過技術(shù)鑒定,并具有產(chǎn)品合格證書和計(jì)量檢定證書。

    2) 儀器設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行全面檢查和調(diào)試,其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合儀器質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

    3) 檢測系統(tǒng)應(yīng)具有信號濾波、放大、顯示、儲存和信號處理分析功能。

    4) 根據(jù)樁型及檢測目的,宜選擇不同大小、不同質(zhì)量的力錘、力棒、手錘和不同材質(zhì)的激振頭,以獲得所需的激振頻率和能量。力錘可裝有力傳感器。

    5) 信號采集及處理儀和傳感器性能應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁動測儀》JG/T 3055的有關(guān)規(guī)定。

    3.檢測前準(zhǔn)備

    1) 施工單位填寫報(bào)檢表,監(jiān)理單位簽字,至少提前24小時(shí)提交給現(xiàn)場檢測人員。

    2) 施工單位應(yīng)提供工程相關(guān)參數(shù)和資料。

    3) 施工單位對報(bào)檢的基樁必須做好準(zhǔn)備工作,并達(dá)到以下要求:

    ① 樁頂檢測時(shí)標(biāo)高應(yīng)為設(shè)計(jì)標(biāo)高;

    ② 要求受檢樁樁頂?shù)幕炷临|(zhì)量、截面尺寸應(yīng)與樁身設(shè)計(jì)條件基本相同;

    ③ 灌注樁應(yīng)鑿去樁頂浮漿或松散破損部分,并露出堅(jiān)硬的混凝土表面;

    ④樁頂表面應(yīng)平整干凈且無積水;

    ⑤在實(shí)心樁的中心位置打磨出直徑約為10cm的平面;在距樁中心2/3半徑處,對稱布置打磨2~4處,直徑約為6cm的平面,打磨面應(yīng)平順光潔密實(shí)。

    D≤0.8m  0.8m<D≤1.25m  1.25m<D<2.0m
    不同樁徑對應(yīng)打磨點(diǎn)數(shù)及位置示意圖

    

    ⑥當(dāng)樁頭與墊層相連時(shí),相當(dāng)于樁頭處存在很大的截面阻抗變化,對測試信號會產(chǎn)生影響。因此,測試時(shí),當(dāng)樁頭側(cè)面與墊層相連時(shí),除非對測試信號沒有影響,否則應(yīng)斷開。

    4. 現(xiàn)場檢測

    1) 檢測前受檢樁應(yīng)符合下列規(guī)定:

    ① 樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%且不少于15Mpa。

    ② 打入或靜壓式預(yù)制樁的檢測應(yīng)在相鄰樁打完后進(jìn)行。

    2) 傳感器安裝和激振操作應(yīng)符合下列規(guī)定:

    ① 傳感器安裝部位應(yīng)清理干凈,不得有浮動砂土顆粒存在;不得安裝于松動的石子上;傳感器安裝應(yīng)與樁軸線平行。

    ② 用黃油或其它粘結(jié)耦合劑粘結(jié)時(shí),應(yīng)具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度,傳感器底面粘結(jié)劑越薄越好。在信號采集過程中,傳感器不得產(chǎn)生滑移或松動。

    ③ 實(shí)心樁的激振點(diǎn)位置應(yīng)選擇在樁中心,測量傳感器安裝位置宜為距樁中心2/3半徑處,激振點(diǎn)處混凝土應(yīng)密實(shí),不得有破損,激振時(shí)激振點(diǎn)與混凝土接觸面應(yīng)點(diǎn)接觸,空心樁的激振點(diǎn)與測量傳感器安裝位置宜在同一水平面上,且與樁中心連線形成的夾角宜為90度,激振點(diǎn)與測量傳感器安裝位置宜為樁壁厚的1/2處。

    ④ 激振點(diǎn)與測量傳感器安裝位置應(yīng)避開鋼筋籠主筋的影響。

    ⑤ 激振方向沿樁軸線方向。采用力棒激振時(shí),應(yīng)自由下落,不得連擊。采用力棒或自由落錘,激振能量可控性和信號重復(fù)性比用榔頭式錘敲擊效果好。
    

    ⑥ 激振錘和激振參數(shù)宜通過現(xiàn)場對比試驗(yàn)選定。短樁或淺部缺陷樁的檢測宜采用輕錘快擊窄脈沖激振;長樁、大直徑樁或深部缺陷樁的檢測宜采用重錘寬脈沖激振,也可采用不同的錘墊來調(diào)整激振脈沖寬度?,F(xiàn)場實(shí)際操作應(yīng)綜合應(yīng)用手錘和力棒。

    ⑦ 激振能量在能看到樁底反射的前提下盡量小,可減少樁周參加振動的土體,以減小土阻力對波形的影響。

    3) 測試參數(shù)設(shè)定應(yīng)符合下列規(guī)定:

    ① 時(shí)域信號記錄的時(shí)間段長度應(yīng)在2L/c時(shí)刻后延續(xù)不少于5ms;幅頻信號分析的頻率范圍上限不應(yīng)小于2000Hz。

    ② 設(shè)定樁長應(yīng)為樁頂測點(diǎn)至樁底的施工樁長。

    ③ 樁身波速可根據(jù)本地區(qū)同類型樁的測試值初步設(shè)定,也可以制作模型樁測定。

    ④ 采樣時(shí)間間隔或采樣頻率應(yīng)根據(jù)樁長、樁身波速和頻域分辨率合理選擇。

    ⑤ 傳感器的靈敏度值應(yīng)按計(jì)量檢定結(jié)果設(shè)定。

    4) 信號采集和篩選應(yīng)符合下列規(guī)定:

    ① 根據(jù)樁徑大小,樁心對稱布置2~4個(gè)檢測點(diǎn);各檢測點(diǎn)重復(fù)檢測次數(shù)不宜少于3次,且檢測波形應(yīng)具有良好的一致性。

    ② 當(dāng)信號干擾較大時(shí),可采用信號增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行重復(fù)激振,提高信噪比。

    ③ 不同檢測點(diǎn)及多次實(shí)測時(shí)域信號一致性較差時(shí),應(yīng)分析原因,排除人為和檢測儀器等干擾因素,增加檢測點(diǎn)數(shù)量,重新檢測。

    ④ 信號不應(yīng)失真和產(chǎn)生零漂,信號幅值不應(yīng)超過測量系統(tǒng)的量程。

    ⑤ 對存在缺陷的樁應(yīng)改變檢測條件重復(fù)檢測,相互驗(yàn)證。

    5.資料處理

    1) 樁身完整性分析宜以時(shí)域曲線為主,輔以頻域分析,并結(jié)合地質(zhì)資料、施工資料和波形特征等因素進(jìn)行綜合分析判定。

    2)樁身波速平均值的確定:
    ① 當(dāng)樁長已知、樁底反射信號明顯時(shí),選取相同條件下不少于5根Ⅰ類樁的樁身波速按下式計(jì)算樁身平均波速:

    式中 —樁身波速的平均值(m/s);

    —參與統(tǒng)計(jì)的第根樁的樁身波速值(m/s);

    —測點(diǎn)下樁長(m);

    —時(shí)域信號第一峰與樁底反射波峰間的時(shí)間差(ms);

    —幅頻曲線上樁底相鄰諧振峰間的頻差(Hz),計(jì)算時(shí)不宜取第一與第二峰;

    —參與波速平均值計(jì)算的基樁數(shù)量( 5)。

    ② 當(dāng)樁身波速平均值無法按上述方法確定時(shí),可根據(jù)本地區(qū)相同樁型及施工工藝的其它基樁工程的測試結(jié)果,并結(jié)合樁身混凝土強(qiáng)度等級與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合確定。

    ③ 如具備條件,可制作同混凝土強(qiáng)度等級的模型樁測定波速,也可根據(jù)鉆取芯樣測定波速,確定基樁檢測波速時(shí)應(yīng)考慮土阻力及其它因素的影響。

    3) 樁身缺陷位置應(yīng)按下列公式計(jì)算:

    式中 —測點(diǎn)至樁身缺陷的距離(m);

    —時(shí)域信號第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差(ms);

    —幅頻曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差(Hz);

    —樁身波速(m/s),無法確定時(shí)用值替代。

    4) 樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、測試信號衰減特性以及設(shè)計(jì)樁型、成樁工藝、地質(zhì)條件、施工情況,按規(guī)定和下表所列實(shí)測時(shí)域或幅頻信號特征進(jìn)行綜合判定。

    樁身完整性判定
    

    注:1)對同一場地、地質(zhì)條件相近、樁型和成樁工藝相同的基樁,因樁端部分樁身阻抗與持力層阻抗相匹配導(dǎo)致實(shí)測信號無樁底反射波時(shí),可按本場地同條件下有樁底反射波的其它樁實(shí)測信號判定樁身完整性類別。

    2)對于混凝土預(yù)制樁和預(yù)應(yīng)力管樁,若缺陷明顯且缺陷位置在接樁位置處,宜結(jié)合其它檢測方法進(jìn)行評價(jià)。

    3)不同地質(zhì)條件下的樁身缺陷檢測深度和樁長的檢測長度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定

    5) 對于混凝土灌注樁,采用時(shí)域信號分析時(shí),應(yīng)結(jié)合有關(guān)施工和地質(zhì)資料,正確區(qū)分混凝土灌注樁樁身截面漸擴(kuò)后陡降恢復(fù)至原樁徑產(chǎn)生的一次同相反射,或由擴(kuò)徑突變處產(chǎn)生的二次同相反射,以避免對樁身完整性的誤判。

    6) 對于嵌巖樁,當(dāng)樁底時(shí)域反射信號為單一反射波且與錘擊脈沖信號同相時(shí),應(yīng)結(jié)合地質(zhì)和設(shè)計(jì)等有關(guān)資料以及樁底同相反射波幅的相對高低來判斷嵌巖質(zhì)量,必要時(shí)采取鉆芯法核驗(yàn)樁端嵌巖情況。

    7) 應(yīng)正確區(qū)分淺部缺陷反射和大頭樁大頭部分恢復(fù)至原樁徑產(chǎn)生的同相反射,以避免對樁身完整性的誤判,必要時(shí)可采取開挖方法查驗(yàn)。

    8) 出現(xiàn)下列情況之一,樁身完整性判定宜結(jié)合其他檢測方法進(jìn)行:

    ① 實(shí)測信號復(fù)雜,無規(guī)律,無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確分析和評價(jià)。

    ② 當(dāng)樁長的推算值與實(shí)際樁長明顯不符,且又缺乏相關(guān)資料加以解釋或驗(yàn)證。

    ③ 樁身截面漸變或多變,且變化幅度較大的混凝土灌注樁。

    9) 對采用低應(yīng)變反射波法檢測有疑問的樁,應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證檢測:

    ① 樁身淺部存在缺陷可開挖驗(yàn)證;

    ② 樁身深部或樁底存在缺陷時(shí)可采用鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證;

    ③ 根據(jù)實(shí)際情況采用靜載試驗(yàn)、鉆芯法、高應(yīng)變法或開挖進(jìn)行驗(yàn)證。

    (二)聲波透射法檢測

    1.概述

    聲波透射法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是:由超聲脈沖發(fā)射源在混凝土內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波,并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過程中表現(xiàn)的波動特征;當(dāng)混凝土內(nèi)存在不連續(xù)或破損界面時(shí),缺陷面形成波阻抗界面,波到達(dá)該界面時(shí),產(chǎn)生波的透射和反射,使接收到的透射能量明顯降低;當(dāng)混凝土內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞等缺陷時(shí),將產(chǎn)生波的散射和繞射;根據(jù)波的初至到達(dá)時(shí)間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變程度等特性,可以獲得測區(qū)范圍內(nèi)混凝土的聲學(xué)參數(shù)。測試記錄不同測試剖面對面和斜面的超聲波動特征,經(jīng)過處理分析就能判別測區(qū)內(nèi)混凝土的參考強(qiáng)度和內(nèi)部存在缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。

    在基樁施工前,根據(jù)樁直徑的大小預(yù)埋一定數(shù)量的聲測管,作為換能器的通道。測試時(shí)每兩根聲測管為一組,通過水的耦合,超聲脈沖信號從一根聲測管中的換能器發(fā)射出去,在另一根聲測管中的換能器接收信號,聲波檢測儀測定有關(guān)參數(shù)并采集記錄儲存。換能器由樁底同時(shí)從下往上依次檢測,遍及各個(gè)截面。
    聲波透射法基樁質(zhì)量檢測工作程序框圖

    
    
    

    聲波透射法測樁的特點(diǎn):檢測全面、細(xì)致,現(xiàn)場操作簡便,迅速,不受樁長、長徑比的限制,一般也不受場地限制。

    2.檢測儀器

    1) 聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)符合下列要求:

    ① 圓柱狀徑向振動,沿徑向無指向性;

    ② 外徑小于聲測管內(nèi)徑,有效工作面軸向長度不大于150mm;

    ③ 諧振頻率宜為30~60kHz;

    ④ 水密性滿足1MPa水壓不滲水。

    2) 聲波檢測儀應(yīng)符合下列要求:

    ① 具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號的時(shí)程曲線以及頻率測量或頻譜分析功能;

    ② 聲時(shí)測量分辨力優(yōu)于或等于0.5μS,聲波幅值測量相對誤差小于5%,系統(tǒng)頻帶寬度為1~200kHz,系統(tǒng)最大動態(tài)范圍不小于100dB。

    ③ 聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖,電壓幅值不宜小于500V。

    ④ 聲波檢測儀應(yīng)采用具有自動記錄功能的儀器。

    3.聲測管埋設(shè)

    基樁施工單位必須高度重視和嚴(yán)格聲測管埋設(shè)工作,監(jiān)理要加強(qiáng)事前提醒和過程檢查,檢測單位要向施工單位進(jìn)行事先提示,確保聲測管埋設(shè)一次合格。杜絕聲測管堵塞現(xiàn)象。

    1) 材質(zhì)與埋設(shè)

    ① 聲測管應(yīng)采用金屬管,內(nèi)徑不宜小于40mm,管壁厚不應(yīng)小于2.5mm。

    ② 聲測管應(yīng)下端封閉,上端加蓋,管內(nèi)無異物;聲測管采用綁扎方式與鋼筋籠連接牢固(不得焊接);聲測管連接應(yīng)積極采用外加套筒焊接方式進(jìn)行,杜絕連接處斷裂和堵管現(xiàn)象;連接處應(yīng)光滑過渡,不漏水;管口應(yīng)高出樁頂100mm以上,且各聲測管管口高度應(yīng)一致。

    2) 保證聲測管在成樁后相互平行。
    

    聲測管應(yīng)沿樁截面外測呈對稱形狀布置,如下圖布置并編號:

    聲測管應(yīng)沿樁截面外測呈三角形狀布置。

    聲測管布置示意圖(圖中陰影為聲波的有效檢測范圍示意)

    檢測剖面編組分別為:a-b;

      a-b,a-c,b-c;

      a-b,a-c,a-d,b-c, b-d,c-d。

    4. 現(xiàn)場檢測前準(zhǔn)備工作應(yīng)符合如下規(guī)定:

    1)  調(diào)查、收集待檢工程及受檢樁的相關(guān)技術(shù)資料和施工記錄。包括:樁的類型、尺寸、標(biāo)高、施工工藝、地質(zhì)狀況、設(shè)計(jì)參數(shù)、樁身混凝土參數(shù)、施工過程及異常情況記錄等信息)。

    2)  檢查測試系統(tǒng)的工作狀況,采用標(biāo)定法確定儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間(參考《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ-2003條文說明),計(jì)算聲測管及耦合水層聲時(shí)修正值;

    3)  將伸出樁頂?shù)穆暅y管切割到同一標(biāo)高,測量管口標(biāo)高,作為計(jì)算各測點(diǎn)高程的基準(zhǔn);

    4)  將各聲測管內(nèi)注滿清水,封口待檢;

    5)  在放置換能器前,檢查聲測管暢通情況,以免換能器卡住或換能器電纜被拉斷,造成損失;

    6)  準(zhǔn)確測量樁頂面相應(yīng)聲測管之間外壁凈距離,作為相應(yīng)的兩聲測管間管距精確至1mm;

    7)  測試時(shí)徑向換能器宜配置扶正器,保證換能器在管中居中,又保護(hù)換能器在上下提升中不致與管壁碰撞,損壞換能器。

    8)  樁身強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%且不少于15Mpa。

    5.現(xiàn)場檢測

    現(xiàn)場檢測過程宜分兩個(gè)步驟進(jìn)行,首先是采用平測法對全樁各個(gè)檢測剖面進(jìn)行普查,找出聲學(xué)參數(shù)異常測點(diǎn)。然后,對聲學(xué)參數(shù)異常的測點(diǎn)采用加密測試,必要時(shí)采用斜測或扇形掃測等細(xì)測方法進(jìn)一步檢測,這樣一方面可以驗(yàn)證普查結(jié)果,另一方面可以進(jìn)一步確定異常部位的范圍,為樁身完整性類別的判定提供可靠依據(jù)。

    1) 將發(fā)射與接收聲波換能器通過深度標(biāo)志分別置于兩根聲測管中同一高度的測點(diǎn)處。

    2) 設(shè)置好儀器參數(shù),進(jìn)行檢測。

    3) 發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高或保持固定高差同步升降,測點(diǎn)間距不宜大于250mm。

    4) 實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號的時(shí)程曲線,讀取聲時(shí)、首波峰值和周期值,宜同時(shí)顯示頻譜曲線及主頻值。

    5) 將多根聲測管以兩根為一個(gè)檢測剖面進(jìn)行全組合,分別對所有檢測剖面完成檢測。

    6) 在樁身質(zhì)量可疑的測點(diǎn)周圍,應(yīng)加密測點(diǎn),或采用斜測、扇形掃測進(jìn)行復(fù)測,進(jìn)一步確定樁身缺陷的位置和范圍。

    7) 在同一根樁的各檢測剖面的檢測過程中,聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)應(yīng)保持不變。

    8) 當(dāng)聲測管出現(xiàn)堵管情況時(shí),按以下規(guī)定執(zhí)行:

    ① 埋有兩根或三根聲測管,當(dāng)某一根聲測管樁底堵管采用斜測法時(shí),兩個(gè)換能器中點(diǎn)連線的水平夾角不應(yīng)大于40o。

    ② 埋有四根聲測管,當(dāng)對角線上兩根聲測管堵管采用斜測法時(shí),兩個(gè)換能器中點(diǎn)連線的水平夾角不應(yīng)大于40o,可采用斜測法檢測。

    ③ 其它情況下,在所堵聲測管附近鉆芯,檢測樁身混凝土完整性,并用鉆芯孔作為通道進(jìn)行聲波透射法檢測。此時(shí)應(yīng)注意鉆芯孔垂直度變化使發(fā)射和接受換能器間距變化對檢測信號的影響。

    6.資料處理

    1) 聲學(xué)參數(shù)的計(jì)算和波形記錄

    各測點(diǎn)的聲時(shí)、聲速v、波幅及主頻f應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù),按下列各式計(jì)算,并繪制聲速-深度(v-z)曲線和波幅-深度(-z)曲線,需要時(shí)可繪制輔助的主頻-深度(f-z)曲線:

    式中  ——第i測點(diǎn)聲時(shí)( );

     ——第i測點(diǎn)聲時(shí)測量值( );

     ——儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間( );

     ——聲測管及耦合水層聲時(shí)修正值( );

     ——每檢測剖面相應(yīng)兩聲測管的外壁間凈距離(mm);

     ——第i測點(diǎn)聲速(km/s);

     ——第i測點(diǎn)波幅值(dB);

     ——第i測點(diǎn)信號首波峰值(v);

     ——零分貝信號幅值(v);

     ——第i測點(diǎn)信號主頻值(kHz),也可由信號頻譜的主頻求得;

     ——第i測點(diǎn)信號周期( )。

    2) 判定依據(jù)

    樁身混凝土缺陷應(yīng)根據(jù)下列方法綜合判定:

    ① 聲速低限值判據(jù)

    當(dāng)實(shí)測混凝土聲速值低于聲速臨界值時(shí)應(yīng)將其視為可疑缺陷區(qū)。

    式中 ——第i個(gè)測點(diǎn)聲速值(km/s);

       ——聲速臨界值(km/s)。

    聲速臨界值采用正?;炷谅曀倨骄蹬c2倍聲速標(biāo)準(zhǔn)差之差,即:

    式中 —— 正?;炷谅曀倨骄担╧m/s);

     ——正?;炷谅曀贅?biāo)準(zhǔn)差;

      —— 第i個(gè)測點(diǎn)聲速值(km/s);

      n——測點(diǎn)數(shù)。

    當(dāng)檢測剖面n個(gè)測點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí),宜采用聲速低限值判據(jù)。即實(shí)測混凝土聲速值低于聲速低限值時(shí),可直接判定為異常。

    式中 ——第i個(gè)測點(diǎn)聲速值(km/s);

     ——聲速低限值(km/s)。

    聲速低限值應(yīng)由預(yù)留同條件混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與聲速對比試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合本地區(qū)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。

    ② 波幅判據(jù)

    波幅異常時(shí)的臨界值判據(jù)應(yīng)按下列公式計(jì)算:

    式中 ——波幅平均值(dB);

     n——檢測剖面測點(diǎn)數(shù)。

    當(dāng)式上述成立時(shí),波幅可判定為異常。

    ③ PSD判據(jù)

    當(dāng)采用斜率法的PSD值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí),PSD值應(yīng)按下列公式計(jì)算:

    式中 ——第i測點(diǎn)聲時(shí)( );

     ——第i-1測點(diǎn)聲時(shí)( );

     ——第i測點(diǎn)深度(m);

    ——第i-1測點(diǎn)深度(m);

    根據(jù)PSD值在某深度處的突變,結(jié)合波幅變化情況,進(jìn)行異常點(diǎn)判定。

    當(dāng)采用信號主頻值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí),主頻-深度曲線上主頻值明顯降低可判定為異常。

    3) 樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合樁身混凝土各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD判據(jù)、混凝土聲速低限值以及樁身可疑點(diǎn)加密測試(包括斜測或扇形掃測)后確定的缺陷范圍按下表的特征進(jìn)行綜合判定。
    樁身完整性判定
 
    

    7.保證聲波透射檢測結(jié)果可靠性技術(shù)措施

    為保證本次聲波檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠,應(yīng)們采取以下措施:

    為保證各測點(diǎn)質(zhì)量,完成每組檢測管測試后,測試點(diǎn)必須隨機(jī)重復(fù)抽測10%-20%。應(yīng)特別注意聲時(shí)及波幅異常部位的重復(fù)抽測。測量的相對標(biāo)準(zhǔn)差可按下式計(jì)算:

    式中: ——聲時(shí)相對標(biāo)準(zhǔn)差;

    ——波幅相對標(biāo)準(zhǔn)差;

    ——第i個(gè)測點(diǎn)聲時(shí)原始測試值(μs);

    ——第i個(gè)測點(diǎn)波幅原始測試值(dB);

    ——第i個(gè)測點(diǎn)第j次抽測聲時(shí)值(μs);

    ——第i個(gè)測點(diǎn)第j次抽測波幅值(dB)。

    以相對標(biāo)準(zhǔn)差作為評價(jià)測試可靠性的依據(jù),聲時(shí)相對標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)大于5%;波幅相對標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)大于10%。這時(shí)可認(rèn)為該次測試是有效的。

    在運(yùn)用上述數(shù)值判定樁內(nèi)缺陷的大概位置、性質(zhì)和大小后,還應(yīng)在初定的缺陷區(qū)段內(nèi)采用聲陰影重疊法仔細(xì)判定缺陷的確切位置、范圍和大小。

    所謂聲陰影重疊法,就是當(dāng)超聲脈沖波束穿過樁體并遇到缺陷時(shí),在缺陷背面的聲強(qiáng)減弱,形成一個(gè)聲輻射陰影區(qū)。在聲陰影區(qū)內(nèi),接收信號的波幅明顯下降,同時(shí)聲時(shí)值增大,甚至波形畸變。若采用兩個(gè)方向檢測,分別劃出陰影區(qū),則兩個(gè)陰影區(qū)邊界線交叉即為缺陷的范圍。

    混凝土灌注樁檢測中,當(dāng)出現(xiàn)有缺陷的異常反應(yīng)時(shí),按上述方法排除偶然干擾后,對缺陷異常應(yīng)采用各種測試方法進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致的檢測,確切判定缺陷范圍的大小和缺陷的性質(zhì),為資料解釋和缺陷判斷提供可靠的第一手測試數(shù)據(jù)。當(dāng)基樁的測試結(jié)果出現(xiàn)異常現(xiàn)象后,應(yīng)采取以下步驟進(jìn)行缺陷檢測:

    (1) 在大于異常區(qū)2—3倍范圍內(nèi)加密檢測點(diǎn)距,一般測點(diǎn)點(diǎn)距由原來的25cm,改為 5-l0cm,以達(dá)到較準(zhǔn)確地確定缺陷范圍的目的,即所謂縮小靶區(qū)。

    (2) 采用不同的超聲透射方法,如高差同步法、扇形掃測法、聲陰影重疊法等進(jìn)行綜合檢測,其各類檢測方法對不同的樁身中不同缺陷的應(yīng)用方法如下所述:

    a.斷樁位置的檢測

    對于下圖斷樁位置檢測結(jié)果是:當(dāng)發(fā)射換能器固定發(fā)射,接收換能器在不同的。位置有不同的特征曲線:在位置1,接收的波形、波幅正常;位置2,波形不正常,一般情況下雜波干擾嚴(yán)重,波幅嚴(yán)重衰減;位置 3當(dāng)為斷樁時(shí),接收器五接收信號出現(xiàn)。由此便判斷位置2可能為斷樁位置。但是為了精確判斷斷樁的可能性,還要將發(fā)射換能器固定于如圖所示的不同的位置(發(fā)射換能器-2)進(jìn)行扇形掃測法進(jìn)行檢測。這樣,既可以判斷斷樁的位置,還可以判斷斷樁的范圍。
    

    b.厚夾層位置的確定

    對于厚夾層上下界的定位,也可以采用上述方法進(jìn)行檢測。如下圖厚夾層上下界面的定位,當(dāng)固定發(fā)射換能器時(shí),接收換能器位于位置1、位置2、位置3時(shí),其波形特點(diǎn)分別為:在位置1,接收的波形、波幅正常;位置2,波形不正常,出現(xiàn)雜波干擾現(xiàn)象,波幅開始衰減;位置3,波形出現(xiàn)嚴(yán)重異常現(xiàn)象,雜波干擾嚴(yán)重,波幅衰減,嚴(yán)重時(shí)無波形出現(xiàn)。
    

    c.空洞、泥團(tuán)、蜂窩等局部缺陷范圍的判斷

    對于空洞、泥團(tuán)、蜂窩等局部基樁缺陷范圍的判斷,可以采用扇形掃測法和高差同步法相結(jié)合的方法檢測。如下圖空洞、泥團(tuán)、蜂窩等局部缺陷的判斷中,圖a)為扇形掃測法;圖b)為高差同步法。根據(jù)一般的理論知識和檢測經(jīng)驗(yàn)可以知道:圖a)中上下兩接收換能器接收到的波形有輕微的減弱,波幅有所降低,會出現(xiàn)一定的雜波干擾;而中間的接收換能器接收到的波形和上下兩接收換能器相比較,波形波幅顯著降低,嚴(yán)重時(shí)甚至無波峰出現(xiàn),波形雜亂無序。兩圖形綜合分析可知異常是由如圖所示空洞、泥團(tuán)、蜂窩等缺陷引起。
    

    d.基樁縮徑的判斷

    基樁縮徑現(xiàn)象是基樁工程施工過程中常見的缺陷類型之一,如何較準(zhǔn)確的判斷該類缺陷,也是基樁檢測工作中分析難度較大的問題。根據(jù)鉆孔灌注樁施工的經(jīng)驗(yàn)可知,由于采用泥漿護(hù)壁工藝,在混凝土水下灌注過程中,出現(xiàn)基樁縮徑或泥漿包裹聲測管等現(xiàn)象比較多見。因此,在基樁超聲透射法檢測中,在出現(xiàn)上述缺陷的情況下,應(yīng)認(rèn)真分析產(chǎn)生缺陷的類型,并采用各種有效的檢測方法進(jìn)行測試,進(jìn)行綜合分析判斷后得出檢測結(jié)論。縮徑現(xiàn)象的判斷,是采用高差同步法進(jìn)行檢測,樁中虛線部分波形出現(xiàn)異常,雜亂無章,波幅衰減;基樁中部實(shí)線部分波形正常。由此可以推知,樁中心完整,異常系由縮徑引起。

    e.聲陰影重疊法判斷局部缺陷

    對于基樁在橫截面上缺陷位置的判斷,可采用在樁的缺陷處位置多測向疊加法確定,根據(jù)三邊所確定的陰影部分,即可推算出缺陷在橫截面上的位置和范圍。

    總之,對于缺陷樁的檢測,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面: 

    ①應(yīng)制定較為合適的檢測方案,盡可能作到各種檢測方法綜合使用,檢測結(jié)果充分反映樁體實(shí)際缺陷類型。 

    ②在檢測過程中應(yīng)對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的分析研究,對原檢測方案中未預(yù)計(jì)到的問題及時(shí)補(bǔ)充修正。

    ③在數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)充分利用聲時(shí)、波幅和視頻率等三個(gè)參數(shù)。一般情況下,缺陷部位相對于完整部位,聲時(shí)大、波幅小,頻譜分析結(jié)果主頻不明顯、頻率成分較復(fù)雜;而完整部位卻恰恰相反,聲時(shí)小、波幅大,頻譜分析結(jié)果主頻明顯,頻率成分較簡單。

    ④在分析判斷過程中,注意搜集與工程施工有關(guān)的施工記錄,工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件等,進(jìn)行綜合分析,對提高分析結(jié)果的精度,也是非常重要的。

    (三) 鉆芯法檢測

    1.概述

    鉆芯法是檢測鉆(沖)孔、人工挖孔等現(xiàn)澆混凝土灌注樁成樁質(zhì)量的一種有效手段,不受場地條件的限制,特別適用于大直徑混凝土灌注樁的成樁質(zhì)量檢測。

    其主要目的有:

    1) 對樁身混凝土質(zhì)量有疑問時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證性檢測,或聲測管堵塞無法進(jìn)行聲波檢測時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充檢測。

    2) 樁底沉渣是否符合設(shè)計(jì)或規(guī)范的要求。

    3) 樁底持力層的巖土性狀(強(qiáng)度)和厚度是否符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求。

    4) 測定樁長是否與施工記錄樁長一致。

    2.儀器設(shè)備

    1) 鉆芯法檢測混凝土灌注樁宜采用液壓操縱的鉆機(jī),并配有相應(yīng)的鉆塔和牢固的底座,鉆機(jī)設(shè)備參數(shù)應(yīng)符合如下規(guī)定:

    ① 額定最高轉(zhuǎn)速不低于790轉(zhuǎn)/分;

    ② 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍不少于4檔;

    ③ 額定配用壓力不低于1.5MPa。

    2) 鉆機(jī)應(yīng)采用單動雙管鉆具,并配備有相應(yīng)的孔口管、擴(kuò)孔器、卡簧、扶正穩(wěn)定器、及可撈取松軟渣樣的鉆具。鉆桿應(yīng)順直,直徑宜為50mm。

    3) 鉆頭應(yīng)根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級選用合適粒度、濃度、胎體硬度的金剛石鉆頭,且內(nèi)徑不得小于100mm。鉆頭胎體不得有肉眼可見的裂紋、缺邊、少角、傾斜及喇叭口變形。

    4) 應(yīng)選用排水量為50~160L/min、泵壓為1.0~2.0MPa的水泵。

    5) 鋸切芯樣試件用的鋸切機(jī)應(yīng)具有冷卻系統(tǒng)和牢固夾緊芯樣的裝置,配套使用的金剛石圓鋸片應(yīng)有足夠剛度。

    6) 芯樣試件端面的補(bǔ)平或磨平應(yīng)采用專用的補(bǔ)平器和磨平機(jī)。

    3.現(xiàn)場操作

    1) 每根受檢樁的鉆芯孔數(shù)和鉆孔位置宜符合如下規(guī)定:

    ① 樁徑小于1.2m的鉆1孔,樁徑為1.2~1.6m的鉆2孔,樁徑大于1.6m的鉆3孔。

    ② 當(dāng)鉆芯孔為一個(gè)時(shí),宜在距樁中心10~15cm的位置開孔;當(dāng)鉆芯孔為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí),開孔位置宜在距樁中心0.15~0.25D內(nèi)均勻?qū)ΨQ布置。

    ③ 對樁底持力層的鉆探,每樁受檢樁不應(yīng)少于一孔,且鉆探深度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

    2) 鉆機(jī)操作

    ① 鉆機(jī)設(shè)備安裝必須周正、穩(wěn)固、底座水平。鉆機(jī)立軸中心、天輪中心(天車前沿切點(diǎn))與孔口中心必須在同一鉛垂線上。應(yīng)確保鉆芯過程中鉆機(jī)不發(fā)生傾斜、移位,鉆芯孔垂直度偏差≤0.5%。

    ② 樁頂面與鉆機(jī)底座的距離較大時(shí),應(yīng)安裝孔口管,孔口管應(yīng)垂直且牢固。

    ③ 鉆進(jìn)過程中,鉆孔內(nèi)循環(huán)水流不得中斷,應(yīng)根據(jù)回水含砂量及顏色調(diào)整鉆進(jìn)速度。

    ④ 提鉆卸取芯樣時(shí),應(yīng)擰卸鉆頭和擴(kuò)孔器,嚴(yán)禁敲打卸芯。

    ⑤ 鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù):

    l  鉆頭壓力。根據(jù)混凝土芯樣的強(qiáng)度與膠結(jié)好壞而定。一般要求初壓0.2MPa,正常壓力1MPa。

    l  轉(zhuǎn)速?;卮纬蹀D(zhuǎn)宜為100r/min,正常鉆進(jìn)時(shí)采用高速,芯樣膠結(jié)強(qiáng)度低時(shí)采用低速。

    l  沖洗液量。視鉆頭大小而定,一般為60-120L/min。

    3) 鉆芯技術(shù)操作

    ① 樁身鉆芯操作

    樁身混凝土鉆芯每回次進(jìn)尺宜控制在1.5m內(nèi);應(yīng)對鉆機(jī)立軸垂直度進(jìn)行校正;松散的混凝土應(yīng)采用合金鉆“燒結(jié)法”鉆取。

    ② 樁底鉆芯操作

    一般鉆至樁底時(shí),應(yīng)采用減壓,慢速鉆進(jìn),若遇鉆具下降,應(yīng)立即停鉆,及時(shí)測量機(jī)上余尺,準(zhǔn)確記錄孔深及有關(guān)情況。當(dāng)持力層為中、微風(fēng)化巖石時(shí),可將樁底0.5m左右的混凝土芯樣、0.5m左右的持力層以及沉渣納入同一回次。當(dāng)持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖層或土層時(shí),鉆至樁底時(shí),立即改用合金鉆頭干鉆反循環(huán)吸取法等適宜的鉆芯方法和工藝鉆取沉渣并測定厚度。

    ③ 持力層鉆芯操作

    應(yīng)采用適宜的方法對樁底持力層巖土性狀進(jìn)行鑒別。對中、微風(fēng)化巖的樁底持力層,應(yīng)采用單動雙管鉆具鉆取芯樣,如果是軟質(zhì)巖,擬截取的芯樣應(yīng)及時(shí)包裹浸泡在水中,避免芯樣受損;根據(jù)鉆取芯樣和巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果綜合判定巖性。對于強(qiáng)風(fēng)化巖層或土層,宜采用合金鉆鉆取芯樣,并進(jìn)行動力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等,試驗(yàn)宜在距樁底50cm內(nèi)進(jìn)行,并準(zhǔn)確記錄試驗(yàn)結(jié)果;根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及鉆取芯樣綜合鑒別巖性。

    4) 現(xiàn)場記錄

    ① 鉆取的芯樣應(yīng)由上而下按回次順序放進(jìn)芯樣箱中,芯樣側(cè)面上應(yīng)清晰標(biāo)明回次數(shù)、塊號、本回次總塊數(shù),鉆機(jī)操作人員應(yīng)按附表1-1的格式及時(shí)記錄鉆進(jìn)情況和鉆進(jìn)異常情況,并對芯樣質(zhì)量做初步描述。

    ② 鉆芯過程中,應(yīng)按附表格式對芯樣混凝土、樁底沉渣以及樁端持力層等進(jìn)行詳細(xì)編錄。

    ③ 鉆芯結(jié)束后,應(yīng)對芯樣和標(biāo)有工程名稱、樁號、鉆芯孔號、芯樣試件采取位置、樁長、孔深、檢測單位名稱的標(biāo)示牌的全貌進(jìn)行拍照。

    4.芯樣試件制作與抗壓試驗(yàn)

    1) 芯樣截取規(guī)定:

    ① 當(dāng)樁長小于10m時(shí),每孔截取2組芯樣;當(dāng)樁長為10~30m時(shí),每孔截取3組;當(dāng)樁長大于30m時(shí),不少于4組。

    ② 上部芯樣位置距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高不宜大于1倍樁徑或1m,下部芯樣位置距樁底不大于1倍樁徑或1m,中間芯樣宜等間距截取。

    ③ 缺陷位置能取樣時(shí),應(yīng)截取一組芯樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。

    ④ 當(dāng)同一基樁的鉆芯孔數(shù)大于一個(gè),其中一孔在某深度存在缺陷時(shí),應(yīng)在其他孔的該深度處截取芯樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。

    2) 芯樣制作

    芯樣的加工和制作應(yīng)按《鐵路工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測規(guī)程》(TB10426-2004)進(jìn)行。

    3) 芯樣試件抗壓

    ① 芯樣試件制作完畢后,即可進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

    ② 混凝土芯樣試件的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》GB/T50081-2002的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

    ③ 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)后,當(dāng)發(fā)現(xiàn)芯樣試件平均直徑小于2倍試件內(nèi)混凝土粗骨料最大粒徑,且強(qiáng)度值異常時(shí),則該試件的強(qiáng)度值無效,不參與統(tǒng)計(jì)平均。

    ④ 混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算:

    

    式中 ——混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度(MPa),精確至0.1MPa;

     P——芯樣試件抗壓試驗(yàn)測得的破壞荷載(N);

     d ——芯樣試件的平均直徑(mm);

     ——混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度折算系數(shù),應(yīng)考慮芯樣尺寸效應(yīng)、鉆芯機(jī)械對芯樣擾動和混凝土成型條件的影響,通過試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)確定;當(dāng)無試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí),宜取為1.0。

    5.檢測數(shù)據(jù)分析與判定

    1) 每組混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值應(yīng)按一組三塊試件強(qiáng)度換算值的平均值確定;同一受檢樁同一深度部位有兩組或多組以上混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值時(shí),取其平均值為該樁該深度處混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值。

    2) 單樁混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值為:該樁不同深度位置的混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值中的最小值。

    3) 樁端持力層性狀應(yīng)根據(jù)芯樣特征,巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),動力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果,綜合判定樁端持力層巖土性狀。

    4) 樁身完整性應(yīng)結(jié)合鉆芯孔數(shù),現(xiàn)場混凝土芯樣特征、芯樣單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果,按下表進(jìn)行判定。

    樁身完整性判定
    
    

    5) 成樁質(zhì)量評價(jià)應(yīng)按單樁進(jìn)行。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí),應(yīng)判定該受檢樁不滿足設(shè)計(jì)要求:

    ① 樁身完整性類別為Ⅳ類的樁;

    ② 受檢樁混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值小于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的樁;

    ③ 樁長、樁底沉渣厚度不滿足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求的樁;

    ④ 樁底持力層巖土性狀(強(qiáng)度)或厚度未達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范要求的樁。

    6) 鉆芯孔偏出樁外時(shí),僅對鉆取芯樣部分進(jìn)行評價(jià)。

    7) 對鉆芯孔應(yīng)該注漿回填。

    (四)不合格項(xiàng)處理

    在檢測過程中發(fā)現(xiàn)不合格項(xiàng)后,

    (1)檢查儀器設(shè)備是否正常;

    (2)現(xiàn)場操作是否存在疏漏;

    (3)采用不同儀器進(jìn)行對比檢測;

    (4)如果檢測結(jié)果一致,則對檢測不合格項(xiàng)進(jìn)行確認(rèn),并在第一時(shí)間上報(bào)公司和監(jiān)理單位;

    (5)如施工單位對檢測結(jié)果存在疑問,檢測組應(yīng)向施工單位及現(xiàn)場監(jiān)理了解工程施工情況,進(jìn)行必要的說明,必要時(shí)建議段落指揮部會同施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理及檢測單位召開會議進(jìn)行會商;

    (6)對已確定的不合格項(xiàng),施工單位應(yīng)制定處理方案并報(bào)監(jiān)理審定后實(shí)施。不合格項(xiàng)處理后,施工單位應(yīng)及時(shí)報(bào)請復(fù)檢,直至檢測合格為止。

    (五)成果提交和檢測報(bào)告

    (1)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)要求規(guī)范化,按規(guī)定格式用鋼筆書寫,字跡工整、清晰、準(zhǔn)確、完整,保證所記錄的信息能使已完成的檢測具有追溯性。

    (2)檢測數(shù)據(jù)處理要保證科學(xué)、準(zhǔn)確、公正,嚴(yán)禁任何形式的篡改、編造等弄虛作假行為。

    (3)檢測數(shù)據(jù)處理要保證快速、準(zhǔn)確,不影響工程的下道工序進(jìn)行。檢測結(jié)果要真實(shí)可靠,檢測結(jié)果須經(jīng)專業(yè)負(fù)責(zé)人科學(xué)分析判定后,由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人審核簽認(rèn)。

    (4)中間結(jié)果

    1)對影響下道工序施工的基樁檢測項(xiàng)目,檢測組應(yīng)在檢測完成后24小時(shí)內(nèi)將檢測結(jié)果或?qū)|(zhì)量的分析判斷結(jié)果按附表格式及時(shí)反饋給施工單位和監(jiān)理單位;對檢測中發(fā)現(xiàn)的Ⅲ、Ⅳ類樁應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)報(bào)甲方(含現(xiàn)場指揮部
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