鐵路工程混凝土灌注樁樁身完整性檢測——聲波透射法

混凝土灌注樁在鐵路工程結(jié)構(gòu)中的重要性不言而喻，而其要在整體結(jié)構(gòu)中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，樁身完整性也需滿足一定的要求。樁身完整性是反映樁身截面尺寸相對變化、樁身材料密實(shí)性和連續(xù)性的綜合定性指標(biāo)，進(jìn)行檢測時(shí)，聲波透射法是其中常用的方法之一。
 
聲波透射法指在混凝土樁身中預(yù)先埋置一定數(shù)量的聲測管，通過超聲波在樁身混凝土介質(zhì)中傳播并對被測混凝土介質(zhì)的聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，利用樁身混凝土聲學(xué)參數(shù)的變化來判別樁身的完整性，評定樁身缺陷的位置、范圍和程度。
   
檢測過程
在對某鐵路項(xiàng)目混凝土灌注樁進(jìn)行樁身完整性檢測時(shí)，采用聲波透射法，所用設(shè)備為基樁多跨孔超聲波自動(dòng)循測儀，設(shè)備型號(hào)為RSM-SY7（F）。受檢基樁樁徑為1000mm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C35水下，施工工藝為旋挖成孔，設(shè)計(jì)樁長為51m，承載方式為嵌巖樁。
 
開展檢測工作前，應(yīng)做好檢測前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，收集相關(guān)設(shè)計(jì)及施工資料，了解與掌握樁基礎(chǔ)概況及其周圍地質(zhì)條件等。
 
將各聲測管內(nèi)灌滿清水，確保管內(nèi)暢通無堵塞，在樁頂準(zhǔn)確測量相應(yīng)聲測管外壁間凈距離。充分檢查儀器設(shè)備情況，檢查換能器的完好狀態(tài)，采用標(biāo)定法確定儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間，架起儀器臺(tái)，調(diào)節(jié)線長，使發(fā)射器和接收器在管內(nèi)保持同一高度，固定好滑輪。
   
將聲測管進(jìn)行編號(hào)，將相關(guān)信息輸入于設(shè)備中，準(zhǔn)備就緒后先進(jìn)行試采，確定無異常后按要求進(jìn)行檢測。采用平測法，保持適中的提升速度分別對樁身1-2、1-3、2-3剖面進(jìn)行測試，檢測中若出現(xiàn)有聲測參數(shù)異常的情況，可通過斜測、扇形掃射進(jìn)行補(bǔ)測。
 
 
樁身完整性判定
鐵路工程混凝土灌注樁進(jìn)行樁身完整性檢測時(shí)，根據(jù)一定的分類原則將樁身完整性分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4個(gè)類別，具體分類原則為：
Ⅰ類樁：樁身完整；
Ⅱ類樁：樁身存在輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮；
Ⅲ類樁：樁身存在明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響；
Ⅳ類樁：樁身存在嚴(yán)重缺陷。
   
樁身完整性結(jié)果判定應(yīng)結(jié)合樁身混凝土各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD值判據(jù)、混凝土聲速低限值等數(shù)據(jù)特征進(jìn)行綜合判定，具體完整性類別及對應(yīng)特征如下：
Ⅰ類樁：各檢測剖面的聲學(xué)參數(shù)均無異常；或某一檢測剖面?zhèn)€別測點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)輕微異常，且其他剖面聲學(xué)參數(shù)均無異常；
Ⅱ類樁：某一檢測剖面連續(xù)多個(gè)測點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)輕微異常，或某一檢測剖面?zhèn)€別測點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)明顯異常；
Ⅲ類樁：某一檢測剖面連續(xù)多個(gè)測點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)明顯異常；或50%及以上檢測剖面在同一深度測點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)明顯異常；或局部混凝土聲速低于低限值；
Ⅳ類樁：50%及以上檢測剖面在同一深度測點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)嚴(yán)重異常；或樁身混凝土聲速普遍低于低限值或無法檢測首波或聲波接收信號(hào)嚴(yán)重畸變。
 
根據(jù)《鐵路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》（TB 10218-2019）中規(guī)定，Ⅰ類樁和Ⅱ類樁為合格樁，Ⅳ類樁為不合格樁，若檢測結(jié)果為Ⅲ類樁，則需由工程建設(shè)方與設(shè)計(jì)方等單位研究，以確定處理方案或繼續(xù)使用。
   
結(jié)語
聲波透射法檢測混凝土灌注樁樁身完整性不受樁長、樁徑限制，圖形直觀，容易對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，但需在混凝土澆筑前內(nèi)埋聲測管。由于布孔等條件限制，采用聲波透射法檢測大直徑灌注樁的樁身完整性時(shí)，存在著較大的檢測盲區(qū)，且樁徑越大盲區(qū)越大，為盡可能避免誤判、缺陷漏檢等情況的發(fā)生，可結(jié)合鉆芯法、鉆孔攝像法等方法互相印證，確保檢測結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。