工程质量检测

《建筑基桩检测技术规范》声波透射法一节存在哪些问题?

发表于:2016-11-22 15:49:13浏览次数:581 来源:天工网

(1)声测管埋设数量不够

该规范规定,D>2000mm时,声测管埋设数量“不少于4根管”,而对如何更多地使用,则没有明确的数量规定。检测单位一般基于经济方面 的考虑,检测时即便声测管数量不足,也都是按规范规定的低限执行。

有关声测管数量与发现缺陷能力之间关系的尝试性研究表明,虽然现在的超声仪发出的超声波能很轻松地覆盖4m内的距离(发射端与接收端), 但如此大的跨距可能派不上用场。实际上,随着距离增大,超声仪发现缺陷的能力迅速下降。ASTM规定,两个声测管之间的距离应小于1m;有限 元分析也显示,只有当缺陷的大小不小于测管间距的40%时,它才能被测出来,此时,FAT(首波时间)增加20%,衰减增加12dB。因此,ASTM 的规定确保了400mm的缺陷能被检测出来;同时,对于管间距小于1m的桩,也能进行覆盖范围更大的斜测方式的检测。

综上所述,对于大直径的桩(如直径为3~4m的桩),只埋设4根声测管是远远不够的。否则,很多大的缺陷都测不出来,“斜测”就更不可 能了。

(2)适用范围

该规范规定,声波透射法的适用范围为:适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测,判定桩身缺陷的程度并确定其位置。

该规范在条文说明中,只是解释了为什么“仅”适用于以上条件的基桩。这个说法其实只是解决了一个“什么情况能用该方法的问题”,还没有 解决“什么情况应当选用”的问题。这个问题应当在规范中予以规定,即在哪些情况下应该预先埋设声测管进行声波透射法检测。

在实际工程检测中,由于规范上没有明确的条文,设计单位往往选择最常用的基桩检测方法,如静载一低应变组合或高一低应变组合等,这些方 法都不需要在施工中预埋声测管。实际上,低应变检测对大直径及长度超过一定范围的桩有很大的局限性,这种方法只能反映部分桩长内桩身的完整 性。而往往在检测遇到疑问,想采用其他方法进行验证时,由于没有预埋声测管,基桩深部的缺陷则只能用钻芯法等来验证。钻芯法只能少量钻取一 些孔,不能代表全面的桩身完整性;而且,一些芯样因受机械扰动影响,很难反映出原貌。例如,在某基桩工程的低应变检测中,有些桩的桩身反射 波幅度很大,取出的芯样居然没有发现明显缺陷。然而,在缺陷附近进行高压注浆后,低应变曲线上缺陷幅度却明显降低。这说明在某些情况下,声 波透射法是最优的,甚至是无可替代的方法。对此,规范就应该明确规定,需采用声波透射法。

笔者认为,在规范中应当明确,哪些桩(主要是直径超过多少、桩长超过多少等)在桩身完整性检测时,应预先埋设声测管,采用声波透射法进 行检测。

(3)FAT采集

确定到可靠的FAT不是件简单的事,特别是在有噪声时就更加困难。当噪声超过第一波波幅的1/3时,几乎不可能进行精确的FAT采集:当噪 声超过第1波的最大波幅时,则FAT根本采不到。当能被检测出的脉冲数很少时,最好采用人工处理。但由于在测桩过程中会产生上千个信号,人 工采集不可行,必须采用合适的算法。

法国标准规定了一套复杂的FAT采集法,其在本质上就是通常讲的“固定门槛算法”。这个“门槛”能自动地随着每段波的最大波幅变化。经验 证明,该种方法的实用效果不是很好。

这种算法的主要问题是FAT与最大波幅的相互依赖性,而不是希望看到的两个独立参数,由于它必须采用循环方法,因此计算也更为复杂。另 外一个缺点是有关断层扫描,因为斜测的距离更长、能量更弱,有可能把在平测中没问题的混凝土列为缺陷。

ASTM和我国规范对FAT算法都没有规定,而是把这个问题归结到设备使用方面。其实,这个问题并不能完全回避,应当及早研究。笔者认为 ,《规范》应限制最大噪声,确保充分的测试范围及精度,以便确定首波。同时,应当建立FAT及能量的标准。标准应简单、能自动判断,并且FAT 与最大波幅应当互相独立。

(4)桩的类别评定

一般地,检测规范包括测试仪器及操作步骤,至于规范是否应该包括数据解释及评判就众说纷纭了。

法国和我国规范对于异常波的定义有一个严格的数量规定,该规定是基于FAT及能量分析,这样的规定,可能会引起一些不良的结果。比如, 一个没有多少检测经验的检测人员,刻板地遵循这些指标,一旦指标超限,就认为桩质量不合格,而实际上有一些异常波可能不是桩的质量问题,而 是由于测管弯曲、管脱离混凝土或管内没水等引起的。在这种情况下,结果可能出现误判。

考虑到灌注桩施工的复杂性,很多严格的定量规定在特别情况下经常行不通。相对来讲,ASTM的规定比较合理,如结果分析必须包含有正确的 工程判断及工程经验,任何完整性的评估必须由有这方面经验的工程师进行,而不能仅限于规范要求。

如果要进行类别的判定,应当针对所有可能产生检测严重误差的因素予以排除,如声测管严重倾斜扭弯,不能进行有效斜管修正时,不宜提供声 波透射法的检测结果。

在进行桩身完整性判定时,关于检测剖面声学参数异常的数量规定应当作相应的调整,比如,“两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数 出现异常”为Ⅳ类桩。但如果检测剖面很多,此条就过分严格了。