灌注桩超声波检测.doc

混凝土灌注桩超声检测 概 述 由于灌注桩可做成大直径桩，以提高单桩承载力，又可以根据桩身内力状态分段配筋。而且施工时对周围建筑物影响较小，施工噪声也较小，因而使用较广。但灌注桩在工地条件下，现场灌注成桩，施工工艺较为复杂，影响灌注质量的因素较多，极易形成各种缺陷而影响桩身的完整性。据统计，现场灌注桩施工中桩身混凝土出现缺陷的概率约为15%—20%。 灌注桩的综合质量体现在以下三方面，即承载力、桩的完整性、桩的耐久性，其中承载力因 桩体较大用无损方法难以准确测量，而当地下无明显腐蚀性介质而且桩身完整时也未见有因耐久性破坏的报导。所以，完整性是混凝土灌注桩质量的主要指标。 所谓灌注桩的完整性是指桩身混凝土质量均匀，无全断面断裂及影响断面承载面积或导致钢筋外露的明显缺陷。 混凝土灌注桩的完整性的超声检测方法作一简单介绍。其基本技术依据是《基桩低应变动力检测规程》(JGJ/T93—95)、《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS 21:2000)以及大量研究资料。 超声脉冲法则是通过在桩内预埋的检测孔道，将超声换能器直接放人桩内部，逐点发射和接收超声脉冲，通过接收信号的声时、波幅、波形等参数，逐点判断混凝土的质量，并分析缺陷向位置、性质和大小。超声脉冲法需预埋检测管，因此必须在设计或施工前即列入计划，增加了工程量，但由于它比较直观，可靠，在一些重大工程及大直径灌注桩中得到广泛应用。本章将详细论述超声脉冲法的原理，检测方法和判断方法。 灌注桩的常见缺陷 桩身混凝土中的缺陷与施工方法密切相关。不同施工方法出现缺陷的类型以及不同类型的缺陷出现的几率都不一样。按混凝土的灌注方式而言，灌注桩可分为水下灌注和干孔灌注两类。 1. 水下灌注桩的常见缺陷 （图1a)为水下灌注的成桩过程示意图，混凝土通过导管注入，顶托封口混凝土或砂浆，排出孔中的水，逐渐灌满桩孔。水下灌注施工时，可能出现的缺陷有以下几种(见图1b))： 1）.断桩(包括全断面夹泥或夹砂) 这类缺陷多半因为导管提升时不慎冒口，新注入的混凝土压在封口砂浆及泥浆上，以及因机械故障而停止灌注过久，提升导管时把已初凝的混凝土拉松，或继续施工时对表面未加清理等原因所致。断桩部位往往不是一个薄层，而是具有相当厚度的一个缺陷段，检测时不难发现。 断桩严重影响桩的承载能力，检测时不应漏检或误判。断桩对承载力的影响程度与其出现的位置有关，应按桩的受力状态分析，但断桩均应采取适当措施修理或加固。 2）.局部截面夹泥或颈缩 这类缺陷一般是由于混凝土导管插入深度不适当，导致混凝土从导管流出往上顶托时，形成湍流或翻腾，使孔壁剥落或坍塌，形成局部断面夹泥或周边环状夹泥。 局部截面夹泥或颈缩将影响桩的承载面积，同时由于钢筋外露而影响耐久性，对这类缺陷检测时应仅可能检出其面积大小，以便核算桩的承载能力。 3）.分散性泥团及“蜂窝”状缺陷 其成因与孔壁因混凝土骚动而剥落有关外，还与混凝土离析及导管中被压人的气体无法完全排出有关。 这类缺陷将影响混凝土的强度，若分散性泥团或气孔数量不多，影响面积不大，则对混凝土强度的影响有限，可不予处理。 4）.集中性气孔 当导管埋人厚度较深，混凝土流动性不足时，间息倒人导管的混凝土会将导管中气体压人混凝土中而无法排出，有时会形成较大的集中性气孔，将影响断面受力面积。 5）.桩底沉渣 在灌注前应彻底清孔，若清孔不净，则导致桩底沉渣。对端承桩而言，桩底沉渣过厚会导致桩受力时沉降位移，因此，应进行桩底压浆处理。 6）.桩头混凝土低强区 在混凝土灌注过程中，封口混凝土或砂浆与水接触，在顶托过程中会混入泥水，因而强度较低，灌注完成后应将其铲除，若未彻底铲除，则形成桩顶低强区。 图1 水下灌注桩的灌注方法及常见缺陷示意图 a)水下灌注桩的灌注方法示意图；b)水下灌注桩常见缺陷示意图 在桥梁桩中，桩顶低强区非但影响承载力，而且当河床变化时很容易被水流冲刷和腐蚀。由于桩顶一般均已露出地面，可用多种方法对混凝土强度进行检测，所以其检测值也可作为全桩混凝土强度超声推算值的校验值。 2.干孔灌注桩的常见缺陷 图2a)为干孔灌注时的成桩过程示意图。混凝土通过升降机或溜管送到浇筑面。干孔灌注时可能出现的常见缺陷有以下几种： 1）.混凝土层状离析或断桩 在地下水位较高的地区，常因地下水涌人孔中来不及抽干，浇人的混凝土被水冲刷或浸包，形成层状离析，严重时砂石成层状堆积，水泥浆上浮，形成断桩。 2）.局部夹泥或“蜂窝”状缺陷 干孔灌注时常因孔壁护筒渗漏，涌人泥水而形成局部夹泥，或灌注时未予捣实，形成“蜂窝”状缺陷。 3）.局部严重离析 由于混凝土注入高度超过施工规定，