聲波透射法由于檢測(cè)精度高、不受樁長(zhǎng)、樁徑條件限制、測(cè)試無盲區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，在混凝土基樁檢測(cè)中的應(yīng)用越來越普及f}l。特別是公路、鐵路、港口碼頭等工程領(lǐng)域，國家出臺(tái)了《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(JTG/TF 81-01-2004)，明確要求聲波透射法的檢測(cè)數(shù)量不少于50%，對(duì)一些重要工程要求100%使用聲波透射法進(jìn)行基樁檢測(cè)。
然而，在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作中，一方面由于一些施工單位對(duì)聲測(cè)管的認(rèn)識(shí)不是十分明確，施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，比如聲測(cè)管堵管、彎曲等，可能會(huì)影響對(duì)基樁進(jìn)行檢測(cè)，造成工作的被動(dòng)。另一方面，由于檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)不足，可能會(huì)將聲測(cè)管接頭加工問題引起的聲參數(shù)或波形異常誤判為樁身缺陷。因此，本文主要對(duì)聲波透射法檢測(cè)基樁中聲測(cè)管加工、堵管處理等問題進(jìn)行探討。
1、聲測(cè)管的埋設(shè)及要求
聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量及布置
聲測(cè)管的埋設(shè)數(shù)量由樁徑大小決定(以公路工程為例)，如圖1所示。
在檢測(cè)時(shí)沿線路前進(jìn)方向開始將聲測(cè)管沿順時(shí)針方向編號(hào)。這樣編號(hào)的好處在于:一方面，在對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)有疑問或?qū)Y(jié)果存在爭(zhēng)議時(shí)對(duì)受檢樁進(jìn)行復(fù)檢，使各個(gè)剖面在復(fù)檢時(shí)不至混淆;另一方面，當(dāng)樁身存在缺陷時(shí)，便于有關(guān)方根據(jù)檢測(cè)報(bào)告對(duì)缺陷處作出準(zhǔn)確定位，為驗(yàn)證試驗(yàn)或樁身補(bǔ)強(qiáng)指明方向。
聲測(cè)管管材、規(guī)格
聲測(cè)管檢測(cè)管材質(zhì)的選擇以透聲率大、便于安裝、費(fèi)用較低為原則。一般采用鋼管、鋼質(zhì)波紋管、硬塑管等。目前許多大直徑灌注樁均采用鋼管作為聲測(cè)管，長(zhǎng)度一般為6m一節(jié)，但鋼管的價(jià)格較貴。為保證換能器移動(dòng)順暢，管徑大于換能器的直徑，一般以內(nèi)徑50}60mm為宜。
聲測(cè)管的連接與埋沒
當(dāng)受檢樁較長(zhǎng)時(shí)，需把管材一段一段地聯(lián)結(jié)，通常有兩種聯(lián)結(jié)方式:螺紋聯(lián)結(jié)和套筒聯(lián)結(jié)(如圖2t3}所示)，也有施工單位直接采用焊接聯(lián)結(jié)的。
聲測(cè)管一般采用焊接或綁扎的方式固定在鋼筋籠架立筋上，位于鋼筋籠箍筋內(nèi)側(cè)。聲測(cè)管應(yīng)一直埋到樁底，聲測(cè)管底部應(yīng)密封，如果受檢樁不是通長(zhǎng)配筋，則在無鋼筋籠處的聲測(cè)管間應(yīng)設(shè)加強(qiáng)箍，以保證聲測(cè)管的平行度。安裝完畢后，聲測(cè)管的上端應(yīng)用螺紋蓋或木塞封口，以免落人異物，阻塞管道。
聲測(cè)管異常及處理措施
換能器無法下到聲測(cè)管底部
在檢測(cè)過程中，只有保證聲測(cè)管暢通，換能器才能由樁底同時(shí)往上依次檢測(cè)，遍及各個(gè)截面。而現(xiàn)實(shí)中，由于各種原因仍會(huì)出現(xiàn)換能器無法下到聲測(cè)管底部的情況。究其原因主要有:一是聲測(cè)管上端封口不嚴(yán)，泥砂或異物進(jìn)人聲測(cè)管中;二是焊接接頭的聲測(cè)管內(nèi)焊渣過厚，換能器無法通過;三是聲測(cè)管漏漿，水泥砂漿進(jìn)人到聲測(cè)管中造成的堵管;還有鋼筋籠吊裝過程造成的聲測(cè)管接頭錯(cuò)位等。上述原因造成的換能器無法下到聲測(cè)管底部在實(shí)際檢測(cè)過程中的具體表現(xiàn)有所不同，解決措施也是各有針對(duì)性。
如果檢測(cè)中換能器尚未達(dá)到聲測(cè)管底部出現(xiàn)無法下沉，而采用長(zhǎng)鋼筋可以下到底部。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，基本可以排除由于漏漿造成的堵管這一因素。如果是聲測(cè)管上端封口嚴(yán)，造成泥砂或異物進(jìn)人聲測(cè)管中，這種情況一般可通過向聲測(cè)管中注人清水將泥砂置換出來解決。更重要的是加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)，做好聲測(cè)管上部封口，防止泥砂進(jìn)人聲測(cè)管。如果是焊渣過厚或者接頭錯(cuò)位造成的換能器無法通過，則可以采用接長(zhǎng)的細(xì)鋼筋頂端加焊腳手架頂托的螺紋段(如圖3所示)，通過上下抽動(dòng)頂托的螺紋段將磨去焊渣或者接頭處錯(cuò)位的橡皮圈。
如果檢測(cè)中采用長(zhǎng)鋼筋仍不能下到聲測(cè)管底部，則基本可以確定是由于漏漿造成的堵管。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)很大一部分換能器無法下到底部都是這種情況。如果同一基樁上只有一根聲測(cè)管堵管，有些項(xiàng)目允許通過補(bǔ)以動(dòng)測(cè)，有些項(xiàng)目則要求在被堵聲測(cè)管附近鉆孔作為換能器通道。不管采用哪種方法處理，檢測(cè)費(fèi)用都將顯著提高。另外，鉆孔處理時(shí)間比較長(zhǎng)，會(huì)影響工期。對(duì)此，除了加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理以外，對(duì)于長(zhǎng)樁一方面可以在灌注混凝土之前，向聲測(cè)管內(nèi)灌入清水以平衡管內(nèi)外壓力差，減少漏漿的可能性;另一方面，可以借鑒預(yù)應(yīng)力鋼筋的施工經(jīng)驗(yàn)，灌注混凝土前在聲測(cè)管內(nèi)插人塑料管，待混凝土初凝后再拔出。實(shí)踐證明，以上采取措施現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好。
聲瀏管接頭處信號(hào)異常
由于擔(dān)心聲測(cè)管漏漿造成堵管，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中還發(fā)現(xiàn)有些施工單位在接頭處纏繞膠帶，如果纏繞膠帶過長(zhǎng)、過厚將引起接頭處采集的波幅、聲時(shí)等聲參數(shù)出現(xiàn)異常。如圖4所示，在某橋梁基樁檢測(cè)中，距樁頂3.30m, 9:30m, 15.55m等多處聲學(xué)參數(shù)異常，如果檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)不足，僅從圖中波形判斷，該樁為斷樁，樁身完整性類別為W類樁。
看出，波形異常部位的間距是6m，這剛好是一節(jié)聲測(cè)管的管長(zhǎng)，有可能是聲測(cè)管接頭處膠帶纏繞過多造成。通過現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證，顯示位于聲測(cè)管接頭處纏繞著一層透明膠帶，纏繞長(zhǎng)度約20cm，樁身其余被測(cè)區(qū)域完整。
至于距樁頂9.30m, 15.55m處是否也因受聲測(cè)管接頭處膠帶影響造成聲參數(shù)異常，由于其所處位置較深，采用開挖驗(yàn)證實(shí)施難度較大。對(duì)此，有經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員在平測(cè)中發(fā)現(xiàn)某測(cè)線測(cè)值異常，會(huì)進(jìn)行斜測(cè)，如圖6}3}所示。如果斜測(cè)線中通過異常平測(cè)點(diǎn)發(fā)收處的測(cè)線測(cè)值異常，而穿過兩聲測(cè)管連線中間部位的測(cè)線測(cè)值正常，則可判斷樁中心部位是正�；炷�，缺陷應(yīng)出現(xiàn)在聲測(cè)管附近。這樣結(jié)合上部淺層開挖驗(yàn)證，可以初步判斷該樁質(zhì)量良好，無明顯缺陷。
聲測(cè)管作為換能器的通道，對(duì)聲波透射法檢測(cè)基樁具有重要意義。本文針對(duì)聲波透射法檢測(cè)基樁中聲測(cè)管加工、堵管處理等問題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行相關(guān)探討，得出了以下幾點(diǎn)結(jié)論:
a)換能器無法下到聲測(cè)管底部造成的原因有多種，現(xiàn)場(chǎng)要根據(jù)實(shí)際情況采取不同措施予以處理;b)對(duì)于聲測(cè)管漏漿引起的堵管，只能采用補(bǔ)以動(dòng)測(cè)或以取芯孔代替聲測(cè)管的方法處理，其他原因造成的堵管，可根據(jù)實(shí)際情況，采用清水置換或者接長(zhǎng)的細(xì)鋼筋頂端加焊腳手架頂托的螺紋段處理;c)聲測(cè)管接頭引起的聲參數(shù)異常，可通過淺部開挖驗(yàn)證與深部斜側(cè)相結(jié)合的方法排除。
