长江阶地桥梁桩基工程超声波检测声测管包沙案例分析.pdf

'长江阶地桥梁桩基工程超声波检测声测管包沙案例分析TheUltrasonicTestingoftheYangtzeRiverTerracesBridgeFoundationEngineeringAnalysisofPacketofSandCaseinAcousticPipe■王俊丽徐军●WangJunliXuJunI摘要1长江大桥的施上往往位干长江阶地．长江阶地具有砂层厚的特点。武汉某长江太桥桥梁桩甚工程采用超声波无损椅测技术，对所有桩基进行椅测．井采用超声波检测，钻芯和凿洞外挖等综合手段．佯细齿明个别桩基涟部声删营包裹涉团．泥块的_现象，保证，桂基r程质量，对类似上程具有很好的借鉴性。[荚键词】氏江阶地超声波检测声删管包沙IAbslraftIYangtzeRiver嘶d辟constmctionisoftenlocatedintheY衄gtzeRivertCiTaO。s．andtheY帅gtzcRiverletraccswiththecharactcfistlcsofthicksaDdWuhanY蛐gtzcRiverBridgePileFoundationEngineeringUsesaltmsoalcnondcs—mJctivctcstingteehnoIog“ytodeteclallpilefoundation．aⅡdaswellⅢuleasonictesting,coringattdhorcholeescavatloninacompmhe皿iveway，andthenmakesdetailedidentificationofindividualpilefoundationshallowaco岍nctubew1_appcdSandMission．clodpbcnomcnon，toenstltethequalityofthepdefoundationengineering，whichhasn900dmk⋯eforsimilarprojects『KeTwordslYangtzerivcrI㈣es．uhr∞onictesting．packetofandinacousticpipe一、引言混凝士超声检测技术始十上世纪40年代后期。由于该项技术具有用途广泛、探测距离大，完全_；破坏结构物等优点，迅速在国内外普及推广，成为应用最广泛的混凝士无破损检测方法。我国从50年代tI，期开展这项技术的研究至今，不论在检测技术、仪器设备方面均取得重大进步．使该项技术住国内各个建设工程广泛推J’应用．芷提高工程质革．消除舱患．保证安全方面发挥了巨大作用。1988年、1990年，iIl国=r=程标准化委员会先后组纲编写、颁布了协会推荐性标准《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02：88)《超声法检测混凝上缺陷技术规程》(CECS2I：1990．现修订后为CECS2l2000)。这以后．一些地方和部门也陆续发布r一些有关的地疗和部门检测测试规程。这些规程的颁布对混凝土超卢检测技术的推广和发展起到了促进作用。=．工程概况1．工程规模武汉某长江大桥配套__I二程』二要包括两库高架桥、9条互通立交匝道桥_亡程丑相关接线路基路面工程。设计基准期100年，双向四、六车道．二环线为城市快速路，和平大道为城市上千线、公路一I纽，参考城A级，匝道为城市次干道、支路为公路Ⅱ级。参考城B级；设计时速60、80km／h：抗震设防烈度为6度．地震动峰值加速度为0005fi。2地形地貌武汉位丁江汉平原与鄂东丘陵山地的交接地带，地势总的特点是东部，东南部高．中部与西部稍低．具明显的丘陵～平原地形特点。场匿范围内地形平坦．属长江冲积平原地貌。场区主要处于平坦状平原区．地势平坦开阔，高程约20～22m。3．气象气候武汉市地处我国中原腹地．属亚热带北缘．气候温和．雨量充沛，具湿润季风气候特征．冬寒夏热．冬夏盘营明显．冬夏长，春秋短．夏季多高温．年平均气温163℃．多年最低月(一月)平均气温26～46"C，最低气温为18I℃：最高闩(七月)平均气温288～3l4℃．最高气温达41．3℃。多年平均降雨量12845舢．多集中于4～9月．六月份降水最多．月最大降雨量6697mm。多年平均蒸发最为139I，7mm．平均气压1013．2毫巴t绝对湿度年平均164毫巴。区内4～7月盛行东南信风．余皆多为北风或东北风．最大风力为八级．风速27gⅢ儿。雷暴17数平均每年36天，近20年来最大积雪厚度17cm。4下程地质条件侨址区地层主要有第匹|系全新统冲积层、白垩系～下第一系东湖群及志留系中统坟头组。拟建工程场地土体主要由杂填士．素填上、淤泥质粘士、牯十、粉质牯土夹粉上粉砂、粉砂、粉质粘土，细砂、中砂、粉土、砾砂、微胶结泥质粉砂岩、中等胶结泥质粉砂岩、弱胶结泥质粉砂岩、强胶结砂岩、强风化粉砂质泥岩、中分化粉砂质泥岩、中风化粉砂质泥岩、微风化粉砂质泥岩。本工程所在区域水系发育，工程沿着罗家港排水渠走向，白友谊人道起．至长江岸边，连接二七长江大桥主桥．为武汉市二环线组成部分。三、声波检测法原理混凝土结构在施工过程中常园备种原因产生各种缺陷．严重危害建筑物的安全和耐久性。这些缺陷包括内部蜂窝状疏松区、空洞、裂缝、内部夹杂物、接台面缺陷及表层损伤等。如何探测出这些缺陷的位置及范围以便及时消除缺陷是很重要的事情。超声法的一大突出特点是：不但能测量混凝十强度，还可以探测混凝十结构内部缺陷，是目前应用最广泛的混凝土无破损探测技术。l混凝上超声波检测工作原理声波透射法检测泥凝十壤注桩的工作原理是：在被测桩内预埋若干根竖向相瓦平行的声测管作为检测通道．管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲：筻射换能器与接收换能器置于声测管中，山非金属趟声检捌分析仪发出一系列电脉冲信号．施加在发射换能器的压电体卜，转换为超声振动，该超声波穿过待测的桩体混凝土．被接收换能器所接收再转换成电信号，仪器的数字信号采集系统(A／D)将声信号转换成离散化数字信号送到仪器的中央处理系统。由仪器的数据处理与分析软件对接收信号的各种声参量进仃综合分析，即Ⅱ『对桩身内部缺陷性质．位置做出判断，完成检测工作。嘲1硷删系统酗注：Ho桩身第一测点离声测管u距离Lp声测管外壁问的最小间距．即声波测距(mill)【Jn_测点问距(mm)2超声波检测混凝土缺陷原理当混凝土无缺陷时．混凝上是连续佛．超声波在其中正常传播。但当换能器正对着缺陷时，情况就不一样了。由于缺陷(空洞、蜂窝区)的存在，混凝士连续性中断，缺陷厦与混凝土之间成为界面(空气与混凝土)。在这界面上，超声波传播情况发生变化。这些变化是：超声波传播到缺陷处将产生反射、散射与绕射。超声波经过缺陷后接收波声学参数将发牛如F变化：(I)声时(波速)的变化超声波绕过或穿过缺陷．声时延睦．计算波速降低。(2)接收波振幅的变化超声波能量经缺陷反射、吸牧后能量减小，接收波振幅明显降低。如果传播路径中遇到裂缝．由于裂缝的强烈反射，只有很少的声波通过裂缝．接收波振幅将大大降低。a)半圆形C正常混凝土图2接嘘波包络线 (3)接收波t频率(简称频率】的变化缺陷对超声脉冲波中高频成份衰减较一般癌凝土更剧烈．接收波频率下降里明显。(4)接收波波形的变化有时接收波第一、二周期会出现波形畸变：正常混凝士接收波形包络线呈半圆形，有缺陷混凝土包络线呈喇叭形。四、声测管包沙案例分析场区位于长汀一级阶地，砂层较厚．桩基施工容易导致塌孔问鹿。项目组改进钻孔施工工艺．利用先进的钻孔技术．克服了砂层厚容易塌孔的问题，保证了总体工程质量．取得了良好的工程效果．该工程改进的施工工艺对类似工程具有良好的适用性和定的可推广性。典型完整桩基超声波检测波形见图3：渊圈3媳型完整桩声测波形根据相关规范，本工程桩基+般设置3个声测管，检测时将声测管编号为A、B、C，三个测线分别为AB、AC、BC。在超声波检测过程中，存在这样一种特殊的情况．超卢波检测波形初判为缺陷桩．为进一步查明问题，项目组采用混凝士钻芯技术．对混凝土桩基进行取芯．初判为缺陷位置对应的芯样为完整芯样．且混凝十质量较好．为详细查明该问题，项目组对桩基进行内部凿洞或外部开挖，凿洞或开挖至问题所在位置．挖开后发现声测管附近包裹沙团、泥块。经过判定，包裹的沙团、泥块为影响超声波检测的问题所在，现对典型问鹿桩进行分析．E17-4初判为缺陷的波形见图4、图5：城市建筑l工程管理IURBANISMANDARCHITECTUREENGINEERINGMANAGEMENT图5AB卣(76～82m)E17-4声测波形AB、AC面存在缺陷波形．BC面波形密实，波形特点：波幅变化较大，个别点波速变化较大，波形不密实。经初判AB、AC面在74～82m处存在缺陷．项目组对该桩基进行钻芯，芯样47见图6：图6E174唔桩钻芯芯样钻芯芯样灰白色，岩芯呈柱状、长柱状，混凝土均匀，敲击声脆不易碎．采取率100％．项目组破除蚌斗后对谤_}日=进行内部黹洞，凿洞图吧图R、囝q．图8E174号桩混凝土内部情况对E17_4号桩进行凿洞后，对混凝土内部进行观察后发现．在A管7．5～82m附近包裹沙团、泥块，沿声测管纵向包裹．长度约为70cm．横向不发展。经分析认为该场区砂层厚．浇筑混凝土时会有少量沙团、泥块掉蒋．钢筋笼和声测管为绑扎结合，在钢筋笼和声测管中存在狭小的空隙．空隙处容易包裹沙|jjl、泥块，导致声波测试结果为缺陷桩．而声测管附近的少量沙团、泥块对工程桩基性能无影响。综台其他类似问题桩．在该工程中．声测管包裹沙团、泥块具有‘定的特点：(1)沿声测管纵向包裹，纵向长度较长，一般在20～40cm，最长达100cm．而横向基本无发展．导致该问题的原因是声测管与钢筋笼为绑扎结合，在声测管与钢筋笼中间存在～定的空隙．空隙处容易包裹沙团、泥块。(2)该现象均出现在桩基的浅部，一般深度在6～8m左右，深部尤该类问题的出现．分析后认为是该场区砂土较厚，浇筑混凝土时随着套管向上拔，、浅部浮浆浓度更大，容易出现沙团、泥块富集的现象。五、结论和建议通过超声波检测、钻芯工艺和凿洞开挖等综合手段结合，对该工程出现的声测管包裹沙团、泥块的现象进行了深入的研究，详细查明了问题原因及特点，研究过程科学合理，结论准确可信。研宄得出如下有益的结论：(I)超声波检测在桩基检测中具有很好适用性；(2)在砂层较厚的地层施工桩摹，容易出现声测管包裹沙团、泥块的现象。秒团、泥块沿纵向发展，对工程桩性能无影响。(下转第5d页) 家进行检查．同时．在施工现场加大监督抽查频率。每年分不同时期抽查3～4次。对查出的不合格材料予以没收、对责任单位进行行政处罚，使用不合格材料的部位坚决返工处理等。3严把进货渠道施工单位购买建筑材料时．应首选正规生产厂家．直接购进，减少中转环节．并索要产品质量保证书和出厂产品检验报告。4，加强现场管理凡进入施工现场的建筑材料．都必须做到以下：1)必须实施进场材料的外观检验．从材料的外观、包装、标识对照产品的出厂合格证进行检查验收。规范规定外观检查不合格的(如钢材等)可判定为不合格产品，应立即退货．杜绝不台格材料进场。2)严格执行有见证取样和送检制度的原则，保证样品具有真实性，凡不符合见证取样的样品，检测单位拒绝检验．促使建筑材料处于受控状态对有特殊要求的建筑材料要作好防护、保管措施(如水泥防潮、钢筋防锈蚀，防油污等)。3)加强施工现场有关人员的培训和管理特别是对施工现场的建筑材料管理人员、取样人员、见证人员，监理人员的管理加强培训，使其熟悉建筑材料性能、验收批划分、取样、送试、送样、保管等方面的专业知识．强化质量验收意识．加强检测单位的管理．强化工程质量检测工作。及时采取措施．杜绝不合格的建筑材料使用到工程上。四、结束语综上所述．加强材料检验工作、确保工程使用材料的质量．是做好建筑工程质量管理工作的重要技术保证．因此把好建筑材料质量关．做好材料检验与防泊工作尤为重要。参考文献[1]唐献杰．建筑工程施工质量的控制[J]山西建筑．2009．[2]石建华．对把好建筑材料检验环节的分析研宄[J]．中国城市经济．2011[3]任万秀浅析如何做好建筑材料的检测与试验[J]黑龙江科技信息．20儿．(作者单位：云南泸西县建筑工程质量监督站．云南泸西652499)(上接第51页)三、结束语针对我国建筑工程项目管理水平低的问题，本文提出了一些创新管理方式．提高管理水平的途径．如进行管理模式创新；施工工艺与技术的创新：管理组织机构的创新：绩效评价机制的实施等。但是不同的施工单位在管理工作中可能会出现不同的问胚．这就要施工单位在不断的实践当中进行总结创新。参考文献[1]陈卓，陈宇杰．吕胜利，安刚．关于建筑工程中的管理途径探讨[J]．科技创新导报．2012(08)[2]陈文彬关于建筑工程项目施工管理的创新的探讨[J]．现代经跻信息，2011(24)．[3]古道葵对建筑工程项目管理的创新方法探讨[J]中小企业管理与科技(下旬刊)．2010(07)(作者单位：浙江省东阳市横店园林古典建筑公司．浙江东阳322109)(上接第52页)6．做好施工质量监督工作保证建筑质量。除了要求施工企业加强质量管理之外，还要注意强化工程质量的监理工作。完善工程质量监督告知制度，建立透明监督制度。工程建设施工方从建设工程活动一开始．就应享有知情权，了解监督工作的方式、方法、内容和手段．以便充分调动工程建设、监理和施工等受监单位自查自纠、自我约束的积极性和主性．自觉规范质量行为，减少和避免质量事故的发生。三、结束语建筑工程的施工管理和工程质量事关社会利益和公共安全。同时也是一项复杂的工程，要做好这项工作．需要建筑工程人员自身有较强质量管理意识．采取科学的方法提高施工质量管理素质。文中只是探讨了施工现场管理、质量管理、细化管理中的各项工作．从而确保建设工程质量．才能按时保质地完成每一项施工任务。参考文献[1]伍爱．质量管理学．暨南大学出版杜，2006(08)[2]李子新建筑工程质量管理．中国建筑工业出版杜．2005(儿)[3]施骞，胡文发．工程质量管理同济大学出版社，2006(09)[4]张平华．建筑工程施工质量管理．广东建材2009(04)．(作者单位：云南红河州工程建设监理有限责任公司．云南红河6鸵499)'