公路桥梁桩基质量检测与质量事故分析 [复制链接]

摘要：本文通过对高速公路某桥桩基各种方式检测数据的对比分析，初步判定其质量事故类别，进一步调查落实事故成因。在总结当前国 内桥梁桩基检测方法基础上，通过理论分析，找出桩基施工过程中容易出项的管理漏洞，防微杜渐，进可能地避免各种重大质量隐患的产生。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
关键词：桥梁；基桩；声波；质量检测；事故成因 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
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1．概述 当今桩基础在建筑行业的应用甚为广泛，特别是在大型桥梁基础 中的应用更为普遍；桩基作为目前工程建设中大量采用的深基础形 式，是涉及结构安全的重要组成部分。其质量取决于勘察、设计、施工 等许多因素，销有不慎，就可能造成质量事故。对质量事故的分析与处 理，是否正确．往往影响建筑物的安全使用、工程造价及工期等。因此， 在不断提高桩基检测的质量水平，及时而准确地提供质量检测结果的 同时．更应加强对整个桩基施工过程的监督与管理。笔者结合多年的 工程实践经验，并通过以下工程实例，阐述声波透射等方法对桥基桩 质量检测的判别及分析，并对桩基质量问题进行分析与探讨，供大家 参考。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
2．桩基检测实例 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
2．1工程概况高速公路主线桥桩基，设计桩基类型为摩檫桩，桩 长55m、桩径1．5m、C25混凝土成桩，采取水下混凝土浇注(预埋三根 声测管)。地质情况：0—55地层中包含有粉质砂土、亚粘土、细砂类卵 石层。地表以下25m内至少有两处流砂层。施工时间在2006年2月 20日。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
2．2声波透射法 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
2．2．1测试原理声波在桩体砼中的传播参数(声时、声速、波幅、 频率等)与混凝土介质的物理力学指标(动弹模、密度、强度等)之间的 相联关系就是声波透射法检测的理论依据。当混凝土介质的构成材 料、均匀度、养护方法、施工条件等因素基本一致时，声波在桩体传播 中运动学特征和动力学特征一致：反之在施工中由于塌孔、离析、夹泥 等现象出现，声波在传播中，必将在运动学特征和动力学特征上发生 变化。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
2．2．2测试数据处理和缺陷判定 测试数据的分析处理及缺陷判 定严格按照《中华人民共和国行业标准建筑基桩检测技术规范(JGJ， 106'_2003)》《基桩质量检测技术》等的相关规定，同时结合检测经验 进行综合分析判定。即根据声时曲线、声幅曲线和波形曲线等三条曲 线来判定缺陷的部位和大小。 桩基砼是均质的，声波波形有两头小、中间大、同频率等特征，若 声波经过缺陷，声波波形就会明显变化。当缺陷特别严重时表现在波 形上为声幅很低、首波不易确认，频率变小且同一波形中有不同频率 成分，比较容易直接判断。在检测时，声时、声幅和波形三种曲线常出 现后面三种情况j(1)某一测点声时超判据，而声幅未超判据，且波形 完好时，这种情况表示该处砼仍为均质的 砼的强度略有变小，若声时 超标不大(比正常的声时差10～20 s)且在一两个加密点出现，缺陷不 影响桩的安全性能；或者因为测管弯曲，在测管拐点处数据超判据，就 不应该砼有缺陷。此测线声时超标处无缺陷。；(2)声时未超判据，声幅 超判据，波形除首波外其它正常；此种情况表示该砼局部有细小气泡 或空洞，不影响桩的安全性能。(3)声时未超判据，声幅未超判据．波形 不正常(整个波形幅值较低)，该种情况表示换能器位于砼强度变化的 界面处，往往预示着在该测点附近可能有更大形式的缺陷出现。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
2．2．3测试方法施工结束后，我单位于2006年4月6日进行了 检测，首先应用平测法将三根测管按顺序进行编号(1、2、3)，得到1— 2、1—3、2—3三条测线(也称为剖面)，量测两测管中心之间的距离． 然后分别对1—2、1—3、2—3剖面进行同高程对测。测试时采用NM一 4B型非金属超声检测分析仪和50KHZ圆柱型径向辐射换能器．由声 测管顶(桩顶)自上而下，每0．5m采样一次。检测后发现三组断面均在 9．9米一12．6米之间全断面波形异常，18．9米 20．1米之间97．3％波形 异常。针对两处异常部位，采用斜测法重新进行加密细测，结果同上。 根据以上分析结合施工工艺，初步判定该桩两处缺陷部位均有严重的 裹夹泥砂现象，判定为Ⅳ桩(混凝土有严重缺陷或断桩不合格，报废或 通过验证确定是否加固利用)。 同时检查施工记录，水下浇注过程中没有发现任何异常，该工程 采用反循环钻机成孔，水下混凝土灌注，混凝土水灰比、坍落度等都有 专人控制，监理全过程旁站。施工单位对检测结果异议．并提出用低应 144 变反射波法进行验证。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
2．3低应变反射波法验证检测桩基质量检测技术，涉及到岩土 力学、振动学、桩基施工技术和计算机技术等诸多学科知识，它既不同 于常规的建筑材料试验，又不同于普通的建筑结构测试，为了慎重起 见．我方与相关单位一起用反射波法进行验证检测。按照有关操作规 程．K1616(P)基桩低应变检测分析仪和加速度传感器进行了检测，从 仪器信号波形图可以看出在9,9米一12．6米和18．9米～20．1米两处有 明显的缩径类缺陷，判定缺陷类型应为夹泥或断桩，与声波透射法的 检测结果基本一致。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
2、4钻芯法验证结果经声波透射法和低应变反射波法两种方法 相互验证检测后．施工单位决定进行钻芯取样检验进一步验证检测结 果的正确性．同时分析缺陷的成因，以便采取适当的措施进行处理。 现场钻芯取样．开始时一切正常，当钻至9．9米位置时，钻孔中的 水位突然大幅下降，补水后水位仍然不断下降，但下降速度有所减缓， 钻机的钻进速度比正常混凝土时明显偏快，钻至13米左右停钻。取出 芯样，发现9．9米 12．6米区段几乎没有混凝土，芯样为水泥浆和泥砂 类混合物．强度很低。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
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3．分析缺陷成因 施工单位提供的情况和施工记录：(1)施工工艺采用水下灌注，浇 注顺利。没出现卡管现象；(2)整个施工过程混凝土水灰比、坍落度等都 有专人控制没有发现任何异常：(3)施工和易性没有问题；(4)灌注时间 在正常范围内，泥浆比重在规范要求范围内；(5)灌注过程中没有发现 进水现象；同时又有监理全过程旁站。 虽据施工单位称一切操作均是在严格规范中进行，但芯样中出现 水泥浆和泥砂类混合物确是事实，而且一孔之中发现两处这么大的缺 陷。很有可能是导管埋深较浅或底部处于泥砂沉淀层中。由此可以断 定：不管施工单位承认与否，该桩存在的质量缺陷只能是施工原因造 成的，即施工人员在计算导管长度时失误，测量灌注桩时混凝土的上 升高度时有误，造成导管的埋置深度较浅，混凝土向上翻腾时，将泥砂 裹入桩内造成。事实面前，施工人员终于承认灌注过程中，“有一时间 段的混凝土上升速度过快，切其实际用量少于设计用量”。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
4．问题桩的处理 该桩混凝土两处出现(9．9米一12．6米之间和18．9米一20．I米之 间)严重缺陷，只有报废(决定采用冲击钻将其处理掉)，重新浇注。 ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
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5．结束语 声波透射法在桥梁基桩完整性评价中是比较准确可靠的，其检测 结果．可对有缺陷的部位实施处理措施时进行指导。在检测时，对有缺 陷的桩应持慎重的态度，不要漏判缺陷，也不要夸大缺陷的严重程度， 必要时可结合反射波法和钻孔取芯进行综合评价。本着实事求是的原 则．对有缺陷的桩进行承载力校核，对能满足各项承载力要求的桩不 必进行加固处理，从而减少不必要的浪费和损失。 检测不是目的，只是一种手段。这次质量事故的调查和处理值得 我们深深的思考：施工质量的控制在施工过程中．施工质量问题的发 现也应在其中而不是在检测过程中，这样才能多方节约投资，真正做 到减少质量隐患。所以不断提高施工单位人员的专业技术水平和思想 素质也是我们应当解决。ókS秒lbbs.3c3t.comâê‘b´Êŵrê
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