低应变法和超声波法在 Sofoline立交桥中的应用

杨伟 韩雨 闫振雄

低应变法和超声波法在 Sofoline立交桥中的应用

杨伟 韩雨 闫振雄

介绍了低应变反射波法和超声波检测的基本方法及其在加纳 Sofoline立交桥桩基础检测中的应用,并将这两种方法进行了对比,对个别桩的完整性进行了分析判别,以期为类似工程桩基检测积累经验。

桩基检测,低应变,超声波,完整性分析

0 引言

Sofoline互通立交桥是加纳中部第二大城市Kumasi市区内一个市政工程中的关键工程,是连接东西向主路 Sunyani Road与南北主路 Western Bypass城市次干道的大型互通立交工程。桥桩基础为强度 C35的钻孔灌注桩,大部分桩长大于 30 m,桩径为1.2m～1.5m。一部分桩基没有预埋声测管,所以采用低应变法进行检测;另外,一部分桩基的预埋管出现堵管现象,遂结合低应变法和钻芯法共同确定其完整性。

1 检测方法及仪器

低应变动测法是给桩顶一定能量的冲击振动,在桩头量测桩身的响应信号,据此信号的分析计算和图像显示分析桩的完整性的检桩方法[1],工程中采用RS1616K(s)基桩动测仪和 LC 0154A型传感器进行检测,由于桩身较长,所以自制重为 13 kg的重锤进行激振。

超声波检测法是检测超声波在混凝土内部传播的波幅值、声速、频率等参数变化[2],判断桩身完整性、连续性的方法。工程中采用 RS-STO1D(P)型超声波检测仪,采用一发两收柱状径向平面无指向声波换能器。

2 实例

2.1 实例 1

R 10-1号桩的声测管(A,B,C)B在 -7m处堵管,声测法仅能完整的检测到 AC面的数据,故采用低应变法进行辅助检测,设计施工资料如表 1所示。

表1 R 10-1设计施工资料

根据现场检测,可得到声波检测和低应变的一些相关数据,图 1和图 2分别为AC面的声速—波幅图和波列影像图;图 3为低应变动测波形分析图。

R 10-1检测结果分析：

1)声测结果分析。

由图 1和图 2可知,桩 R 10-1的 AC面上在不同深度的波幅及波速正常,且波列影像较清晰、连续,说明 AC面附近区域的混凝土完整性较好。

2)低应变检测结果分析。

由图 3可知,曲线在 38.54m的地方存在同向反射,且 2L/C时刻前没有明显的缺陷反射波,进一步说明除AC面以外区域的混凝土也比较完整密实,综合AC面的声测结果,可以判断 R 10-1桩的完整性较好,为Ⅰ类桩。

2.2 实例 2

L6-2号桩的施工检测资料如表 2所示,根据现场检测,得到声波检测和低应变的一些相关数据,图 4为声测法检测得到的声速—波幅—PSD图(0m～10m);图 5为低应变动测波形分析图。

表2 桩L 6-2设计施工资料

L6-2检测结果分析：

1)声测结果分析。由图 4可知,桩L6-2的三个面上在 2.4m～7.6m处的波幅及波速值较低且有较大波动,说明在此区域的混凝土质量较差。

2)低应变检测结果分析。由图 5可知,曲线在无法找到完整的桩底反射,且在 2m～7m之间有一个有明显的缺陷反射波,说明在此区域的混凝土有较大缺陷,导致桩顶的应力波无法顺利的传到桩底。综合声测结果,可以判断 L6-2号桩的完整性较差,为Ⅲ类桩。

为确认判断的准确性,对L6-2号桩进行钻芯取样。钻芯结果显示在缺陷处的芯样有明显蜂窝麻面,并且不连续,证明了之前所作的判断。

3 结语

桩基检测是评价桩基完整性的必要方法,在桩基的检测中,低应变法和超声波法都是较为常用的方法[2],工程中也发现了检测中的一些优点和不足。

低应变法操作简单方便,检测速度快,费用较低,检测所覆盖的面较广,能够检测桩身的完整性,是桩基检测中应用最广泛的方法之一。但低应变检测也有其局限性,若桩长大于 35m,桩底反射波会比较小,激振能量要适度增加,激振点尽量水平,防止应力波的斜射;低应变检测不能对桩截面的变化做出精确描述;对大部分中等缺陷桩的判断较难,所以不能单纯依靠桩身阻尼变化来判断桩的类型,还须结合实际工程地质条件、成桩工艺和其他检测方法等进行综合评判。

超声波法检测一般不受场地限制,检测点间距可以进行设定,一般为 5 cm～20 cm,检测精度高,由于灌注前预埋声测管,可以较直观的展现声测管控制范围内的桩基混凝土的完整性,所以相对于其他检测方法,超声波法在检测大直径长桩时具有较大优势。根据声测数据可以复核桩长,并为低应变法检测提供一些计算依据(低应变法波速C=2L/t)。但是,超声波检测也有很多局限性并受到很多因素的影响。超声波检测抽样随机性差,检测成本较高[3],对于大直径长桩的检测耗时较长(若采用多通道循测式声测仪,一次可完成几个面的检测,缩短了检测时间);超声波检测存在盲区问题,无法检测到声测管控制范围外的缩颈、扩颈、夹泥、离析等缺陷。另外,声测管也会对检测造成影响,声测管堵管将导致测量无法完整进行,弯管可导致声测数据失真,声测管漏水会导致泥浆渗入管内,影响声测数据的可靠性等。当出现此类情况的时候利用低应变法或钻芯法补测,对声测结果进行验证[4]。

[1]叶建良,汪国香,吴 翔,等.桩基工程[M].北京：中国地质大学出版社,2000：115-117.

[2]吴文军,陈美珍,刘贵军.基桩低应变反射波法和钻芯法桩身完整性检测对比分析[J].建筑监督检查及报价,2010(7)：34-36.

[3]刘兴波.超声波法和低应变法对灌注桩完整性检测的综合应用[J].中国高新技术产业,2010(16)：59-60.

[4]JGJ 106-2003,建筑基桩检测技术规范[S].

App lication of u ltrasonic testing method and low strain reflection wavem ethod at Sofoline interchange construction

YANG W ei HAN Yu YAN Zhen-xiong

Introduce thebasal technology of ultrasonic testingmethod and low strain reflection wavemethod,and the application of thesemethods at the pile foundation testing of Sofoline interchange in Ghana.Compared the resultswith the both methods,andmake the integrity assessment,so as to accumulate experience for pile foundation testing in similar projects.

pile foundation testing,low strain,u ltrasonic,integrity analysis

U 448.17

A

1009-6825(2011)03-0159-03

2010-09-21

杨 伟(1986-),男,武汉理工大学资源与环境学院硕士研究生,湖北 武汉 430070

韩 雨(1984-),男,武汉理工大学资源与环境学院硕士研究生,湖北 武汉 430070

闫振雄(1987-),男,武汉理工大学资源与环境学院硕士研究生,湖北 武汉 430070