電探法檢測技術控制橋梁樁基施工質量.doc

電探法檢測技術控制橋梁樁基施工質量摘要:本文介紹電探法樁基施工質量檢測技術方法,其特征在于將一個電極連接到鋼筋籠上,另一個電極在鋼筋籠的內側或外側連續(xù)檢測兩個電極間電介質的電阻或電阻率的變化情況,用于分析樁基的成孔孔徑、泥皮厚度、樁底沉渣掛壁、地下潛流、樁身混凝土完整性、混凝土保護層的灌注質量,具有快速、連續(xù)、靈敏度高的特點,能檢測樁身裂縫的存在。關鍵詞:電探法;檢測;橋樁;質量1 概況隨著樁基檢測技術的發(fā)展,樁基施工過程監(jiān)控和施工質量得到了一定的控制,但樁基是隱蔽工程,許多影響樁基施工質量的因素仍未被發(fā)現和重視,缺乏相應的檢測手段,如樁底沉渣實際上可分為樁底的圓柱體形式和依附在鋼筋籠上的圓環(huán)體形式。沉渣環(huán)狀掛壁的存在對樁基的完整性和承載力構成嚴重影響,但用吊錘無法檢知,具有明顯的隱蔽性;清孔過程鋼筋籠泥皮太厚、淤泥地層孔徑進一步回縮、泥塊掛壁等情況也缺乏監(jiān)控和檢測手段,而這些現象都直接影響到樁基的施工質量?，F有樁基完整性檢測的技術,如普遍使用的反射波法和超聲波透射法等,都存在局限性。反射波法受地質等外部環(huán)境影響大,存在精度低等問題,更不適用于長大樁的檢測;超聲波透射法檢測用于分析判斷的首波,反映的是透射波中走得最快最好的信息,其特性決定了在檢測區(qū)域內都會出現缺陷漏判現象?，F有樁基完整性檢測技術都不能對施工質量最難保障的鋼筋混凝土保護層進行質量評價。樁基抽芯法檢測雖然直觀,但由于樁基混凝土灌注過程機理復雜,混凝土均勻性差,抽芯法檢測一孔之見也會造成誤判。多孔鉆芯則檢測費用高、工期長。因此需要發(fā)展一種經濟快速、靈敏度高的檢測技術,以便綜合評價樁基混凝土的完整性。本方法是提供一種原理簡單、方法可靠的電探法樁基施工質量檢測技術的方法,作為施工過程的實時檢測和監(jiān)控手段,用于清孔質量檢測,分析鋼筋籠局部是否被回縮的樁周土、樁底沉渣等包裹、覆蓋,造成孔徑變化;判斷鋼筋籠上的泥皮厚度情況;樁孔是否穿越地下潛流等。樁基混凝土灌注后,利用抽芯孔和地質孔等,綜合檢測評定樁基混凝土完整性,分析缺陷的性質和平面位置;分析樁身混凝土開裂程度、保護層質量和露筋情況。通過電探法檢測進一步豐富和細化樁基隱蔽工程施工過程和樁基完整性檢測的內容和方法,達到全面監(jiān)控,及時發(fā)現問題、解決問題,確保工程施工質量、減少損失的目的。無憂論文網2 工作原理本方法是將電探儀通過導線將一個電極連接到樁基的鋼筋籠上,另一個電極通過另一條導線放置在鋼筋籠的內側或外側的被測介質或通道中,檢測樁基樁頂至樁底間鋼筋籠至電極間被測介質的電阻或電阻率的變化情況,根據不同介質有不同電阻或電阻率的原理,用于分析樁基的成孔孔徑、清孔質量和樁身混凝土完整性。不同的介質有不同的電阻或電阻率,樁基清孔時其測量介質為泥漿,成樁后其測量介質為混凝土,施工質量得以保證時均勻的泥漿和完整混凝土的電阻或電阻率是一定值。但當清孔時鋼筋籠局部泥皮較厚、掛有泥塊、被淤泥或沉渣覆蓋時,就相當于在檢測電路中串聯(lián)了一只電阻,對應處的電測值（電壓或電流等參數）相應出現異常變化;若樁孔穿越地下潛流,地下水稀釋泥漿相當于直接改變了測量電路的電阻值;樁身凝固的密實的混凝土電阻值很大,當樁身混凝土缺陷為水平層狀時,相當于高阻電路中并聯(lián)了一只低值電阻,由于裂縫中含有帶離子的水形成了電通路,因此很小的裂縫也能檢測發(fā)現。根據檢測結果,結合地質鉆探報告、異常點在樁基分布的部位和范圍,可以判斷出現缺陷的性質和程度。如異常點出現在流動性大的淤泥層、裂隙發(fā)育的地層,可對應判斷為孔徑回縮、出現地下潛流;異常點出現在樁底,可對應判斷為樁底出現沉渣掛壁現象;泥漿比重大且清孔時間長,可懷疑鋼筋上的泥皮較厚等。當樁身混凝土缺陷為豎向分布或局部的,不構成電通路,相當于在高阻電路中串聯(lián)了一只低值電阻,測量電路沒有明顯變化。根據這些特性,電探法結合樁身抽芯報告等,可進一步綜合分析判斷樁身混凝土缺陷的性質、分布范圍和嚴重程度,判斷抽芯發(fā)現的缺陷是樁中心局部缺陷還是斷面類缺陷,是混凝土離析還是夾泥,為樁身混凝土完整性判定提供重要依據。3 技術方法3.1 被測介質為泥漿,鋼筋籠局部被回縮的樁周的地質土、或泥漿中的泥塊泥皮、或樁底沉渣等包裹、覆蓋時,鋼筋籠至電極間對應處的電阻或電阻率將發(fā)生明顯變化,結合地質鉆探報告和異常測點在樁孔中位置分布的情況等,判斷樁基成孔孔徑是否明顯回縮、清孔質量能否滿足要求。當泥漿局部被地下潛流沖刷、稀釋,鋼筋籠至電極間對應處的電阻或電阻率將發(fā)生明顯變化,結合地質鉆探報告等分析判斷樁基在此地層可能出現地下潛流,并采取相應措施。在樁基清孔階段及時檢測發(fā)現將影響樁基混凝土完整性的重要因素,做到事前控制,對于樁基這種重要工程,無疑具有重大的現實意義。3.2 被測介質為混凝土,通道為樁基抽芯孔,抽芯孔中灌注有一定導電性的水,鋼筋籠至電極間的混凝土發(fā)生離析夾泥、裂縫等時其電阻或電阻率將發(fā)生明顯變化,結合抽芯報告綜合分析樁基的混凝土完整性及缺陷特征。有多個抽芯孔時,將連接到樁基的鋼筋籠上的電極移至樁基的另一個樁基抽芯孔中,電極與電極分別在樁基的兩個抽芯孔中同步提放,檢測樁基兩個抽芯孔間混凝土的電阻或電阻率的變化情況,分析抽芯孔與另一個抽芯孔、抽芯孔與鋼筋籠間的檢測結果,判斷離析夾泥、裂縫等缺陷在樁基中的分布情況。3.3鉆孔灌注樁混凝土保護層是樁基混凝土施工質量最差的部位,嚴重影響樁基的水平承載力和耐久性,除明挖檢驗外至今仍沒有有效的檢測技術手段。本發(fā)明的特征在于鋼筋籠的外側被測介質為混凝土保護層和地質土,通道為地質鉆孔,地質鉆孔中灌注有一定導電性的水,在同一地質土層內混凝土保護層發(fā)生離析夾泥、裂縫等時鋼筋籠至電極對應處的電阻或電阻率將發(fā)生變化,結合地質鉆探報告等分析樁基的混凝土保護層的混凝土灌注質量和鋼筋籠的露筋情況,對就地鉆孔灌注樁混凝土保護層的施工質量做出評價。在粘性土、淤泥質土等土質較松軟、含水量高的地方,樁基樁頂部位可用帶有電極的插桿,直接垂直插入到地層中實施檢測。3.4不同介質有不同電阻或電阻率的原理,將電探儀的一個電極連接到樁基的鋼筋籠上,另一個電極放置到泥漿中,通過測量鋼筋籠至電極間泥漿的電阻或電阻率的變化情況,結合地質鉆芯報告、異常測點在樁孔中的分布情況、施工工藝等,能進一步判斷成孔、清孔的質量,出現缺陷的性質和程度,如孔徑回縮、沉渣掛壁、地下潛流、鋼筋上的泥皮較厚等嚴重影響樁基混凝土完整性和承載力的隱蔽缺陷;通過抽芯孔,測量抽芯孔與鋼筋籠、抽芯孔與另一個抽芯孔間混凝土的電阻或電阻率的變化情況,結合抽芯報告,能判斷離析夾泥、裂縫等缺陷在樁基中的分布情況和嚴重程度,如縮徑、斷樁、樁芯局部離析等,能檢測如裂縫等細小的斷面類缺陷;利用地質鉆孔,測量鋼筋籠至電極間混凝土保護層的電阻或電阻率的變化情況,結合地質鉆芯報告、能判斷混凝土保護層的混凝土灌注質量和鋼筋籠的露筋情況。電探法樁基施工質量檢測技術具有功能多、靈敏度高、使用簡便等特點,是清孔質量檢測、樁基完整性檢測技術的發(fā)展和補充,對于提高樁基施工質量、減少隱蔽工程損失具有重要意義。由于橋位地質構造復雜,存在高流動性的淤泥層和裂隙發(fā)育的破碎層,有地下承壓水存在,施工難度大,為確保樁基清孔質量符合要求,防止不確定因素影響樁基施工質量。安裝鋼筋籠后清孔,實測孔內泥漿比重、含砂率、沉淀土厚度在控制范圍內,為檢測成孔孔徑是否明顯回縮、樁孔是否穿越地下潛流、樁底是否出現沉渣掛壁等,決定采用電探法作進一步檢測。（1）檢測要求和標定:檢測時將電探儀的電極用強力鐵夾連接到樁基的鋼筋籠上,連接時要求不斷轉動鐵夾磨擦鋼筋,確保其接觸電阻最小并恒定,連接點在泥漿面以上不少于20cm處,檢測時不會被水、泥漿等淋濕。電極安裝在探頭的側面上,檢測前用酒精擦拭電極。探頭有一定重量,確保檢測過程探頭在泥漿中能保持垂直穩(wěn)定狀態(tài)。探頭和連接導線應絕緣,不得漏電,導線上有深度標記。標定和檢測時電極與鋼筋籠內側的距離宜保持一致,至少是每一檢測剖面時應保持一致。測量鋼筋籠上沒有泥皮時鋼筋籠與電極20cm間的泥漿的電測值（電壓或電流值）為標準電測值,再分別測量鋼筋籠上有不同泥皮厚度時的電測值、泥塊及沉渣覆蓋在鋼筋籠上時的電測值、泥漿置換為地下水等狀態(tài)時的電測值。模擬并檢測各種可能狀態(tài)的電測值做為檢測判斷時的參考依據。（2）清孔質量檢測:清孔質量檢測時探頭與鋼筋籠內側的距離采用20cm,樁平面對稱布置四組測點,連續(xù)測讀樁頂至樁底鋼筋籠至電極間對應的電測值,計算并繪制電測值（或對應的電阻或電阻率）的Vi-H深度變化曲線。為綜合評價清孔質量,同時采用電探法檢測泥漿的含砂率變化情況和樁底沉渣厚度。為確保檢知地下潛流的存在,檢測前先切斷泥漿泵電源,靜置約1小時以讓地下潛流充分稀釋、置換泥漿,使泥漿性能發(fā)生相應變化。（3）檢測結果分析判斷:分析實測深度變化曲線,標注異常測點對應的標高及在樁基上的位置,查核對應測點的地層特性,參照標定結果,分析本樁孔及相臨樁有關成孔質量、清孔質量、混凝土完整性檢測報告,分析施工機械的特點、施工工藝及施工故障等問題,綜合判斷本樁的清孔質量、出現缺陷的性質和程度。4 結論4.1 電探法樁基施工質量檢測技術的方法,當被測介質為泥漿,鋼筋籠局部被回縮的樁周的地質土、或泥漿中的泥塊泥皮、或樁底沉渣等包裹、覆蓋時,鋼筋籠至電極間對應處的電阻或電阻率將發(fā)生明顯變化,結合地質鉆探報告和異常測點在樁孔中位置的分布情況等,判斷樁基成孔孔徑是否明顯回縮、清孔質量能否滿足要求。4.2將連接到樁基的鋼筋籠上的電極移至樁基的另一個樁基抽芯孔中,電極與電極分別在樁基的兩個抽芯孔中同步