超声脉冲法在路桥桩基检测中的应用探讨 刘晓富

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:刘晓富
[导读] 在基础实施建设中,路桥工程非常关键,其施工工序及内容复杂,工程要求高。除了基础施工之外,对路桥桩基检测工作也提出了较高的要求

        惠州市鑫达建筑工程检测有限公司
        摘要:在基础实施建设中,路桥工程非常关键,其施工工序及内容复杂,工程要求高。除了基础施工之外,对路桥桩基检测工作也提出了较高的要求。现如今,在路桥桩基检测中,超声脉冲法应用普遍,其能够及时鉴别路桥桩基存在的质量漏洞及问题,及时更正,保障整体路桥工程质量及效益。本文对超声脉冲法原理做简要介绍,结合具体工程实例,从多个方面详细论述路桥桩基检测中超声脉冲法的具体应用情况,以期提高我国路桥工程整体建设质量。
        关键词:超声脉冲法;路桥桩基;裂缝;表面损伤层;钻孔灌注桩


        在我国,路桥桩基施工非常普遍,其技术难度相对较大,对检测工作提出了较高要求。尽管以往静压桩实验检验效果明显,但检测费用比较昂贵,已经不能够满足如今的工程要求。对于路桥桩基而言,其主要存在桩身缺陷、嵌岩桩等常见质量问题。在工程实践中,要依据路桥桩基特点及检测要求,对超声脉冲法进行灵活运用,实现路桥桩基检测目标。
        1超声脉冲法原理
        基于物理学层面判断和分析,物体在运动过程中难免存在波动情况,依据性质不同,可将其划分为两种,分别为电磁波、机械波。通常情况下,在路桥桩基检测中,会用到机械波中的某种声波[1]。声波在传递过程中会逐级传送能量,除此之外,其还容易受到外部环境干扰,导致频率各有不同。人类耳朵能够识别的声波范围为20Hz-2×104Hz,该范围之外的声波通常被称作超声波。人类是不能够听到超声波的。超声脉冲波的频率具备非单一性,其为复波频,主要由各频率余弦波组成。简言之,超声脉冲法指的是发挥超声脉冲波作用,对介质结构性能实施检测。
        2超声脉冲法在路桥桩基检测中的应用
        在路桥工程中,整个路桥荷载由桩基承担,因而,当路桥桩基质量、安全得到保障,使用过程可靠,那么很大程度上无需对整个路桥交通运行安全性进行担忧。路桥桩基特点决定了其施工过程复杂,涉及诸多工序,涵盖混凝土搅拌、钢筋捆绑等一系列内容,任一环节质量不达标,都会干扰整体路桥工程质量,使之出现缺陷[2]。基于上述情况考量,国家在道路桥梁桩基检测方面一直秉承科学、严谨的态度。如今,回弹法、钻芯法等在我国道路桥梁工程施工中应用普遍,尽管技术手段不断改进,但缺陷和漏洞依然存在,故此,借助超声脉冲法,对道路桥梁桩基质量加以检测和明确,了解相关缺陷和漏洞。
        2.1检测路桥桩基强度
        众所周知,混凝土是路桥桩基施工中的重要材料,然而,不同施工区域,混凝土配比各异,这使超声波在各类介质内传导的速度千差万别。倘若仅采用一种数据模式执行相关测量及计算工作,会导致精准度不足。执行桥梁桩基检测操作时,既要明确其与超声波传播速度之间的关联度,也要兼顾其与桩基弹性数值间的联系。发挥超声脉冲法作用,以路桥桩基立方体试件28d龄期抗压强度为基准,将路桥桩基视作弹性体,兼顾原材料、配合比、施工工艺等,通过预先校正,消除超声脉冲法测强经验公式。该背景下,需要检测诸多各类配比材料桥梁,并对相关数据及其关联度进行记录,继而将内部规律找出来,把数学模型建立起来[3]。
        2.2检测路桥桩基缺陷
        在路桥工程施工中,混凝土等原材料配合比固定,因而,发挥超声波脉冲作用,实施测定,声速稳定。反之,倘若路桥内部有空洞情况,声波需要从空洞部位绕过,既会在速度上产生差别,还会减弱动能,而传感仪器会准确接收相关数据,便于对道路桥梁桩基缺陷具备全面的认识和了解。该背景下,采用正确的方法,科学计算相关数值,还能够把缺陷部位及规格、尺寸等确定下来。对于水工结构桩基而言,外部环境复杂,还不时受水分影响,裂缝、混凝土浇筑不均匀情况时有发生。借助超声波脉冲,对路桥桩基实施检测,准确性和可靠性兼具[4]。
        2.2.1检测路桥桩基裂缝
        如果裂缝位置可供检测的路桥桩基表面仅有一个,能够选择平测方法检测裂缝深度。如果道路桥梁桩基裂缝处仅有一对表面,且相互平行,对穿斜测法为最佳选择。具体工程实践中,T-R换能器连线无论是否通过缝,测试距离及倾斜角相同,该过程中,对接收波的声时、波幅、频率值进行逐层逐点读取。倘若超声波传输过程中,出现裂缝情况,裂缝与空气融合,该段信号并不是很强,并且,不过缝测点和声时、频率、波幅,具备差异性。而裂缝深度、长度均是以此为依据判定的[5]。
        2.3.2检测表面损伤
        在道路桥梁桩基检测过程中,如果需要对其结构物表面因物理、化学等因素所致的损伤层厚度进行检测,正确的操作方法是在检测面某点放置超声波发射换能器T,使之保持固定,完成这一操作之后,逐步移动接收换能器R,测距分别为10cm、15cm、20cm,获得相关声时值,读取[6]。如果测距比较大,超声波经损伤层,以未损伤路桥桩基为介质进行传播,而声时中绝大部分则是对未损伤路桥桩基传播速度的反应。一旦测距达到某一标准,无论沿损伤层传播的脉冲波,还是经两次穿透损伤层沿未损伤路桥桩基传播的脉冲波,到达接收换能器的时间是统一的。
        2.3.3检测其他缺陷
        执行路桥桩基钻孔灌注桩施工操作,按照正确的方法,在桩内对声测管进行预埋处理,继而对声测管内移动的超声波探头所接收到的脉冲波声时、振幅、频率变化进行全面分析,以此为参照指标,对桩体均匀度和连续性进行判断,根据声速对桩体路桥桩基强度进行检测。
        3工程实例
        以某道路桥梁工程为例,其为后张预应力混凝土空心板桥,规格3m×20m,中梁和边梁宽度分别为1.25m和1.84m。下部构造则为桩柱式墩,基础则采用钻孔桩,U型台,明挖扩大基础。该工程需明确行车速度、桥面净宽、设计荷载、设计洪水频率等技术标准。这一工程项目为大直径桩,故而,实施双孔法检测,常规部位实施平测,基桩身可疑点旁运用加密测点、扇形扫测等方式,实施二次检测,通过这种方式,使缺陷范围更加明确。
        3.1检测工序
        在现场操作过程中,预先评估仪器是否处于正常工作状态,再检测声测管是否畅通,使换能器保持较高的顺畅度;在两根声测管内的测点部位经深度标志分别放置声波发射及接收换能器;无论发射声波换能器,还是接收声波换能器,均应同步升降,保持标高相同,固定高差,测点间距保持在25cm之内;对接收信号的时程曲线进行实时显示和记录,并对声时、首波峰值、周期值等进行读取,对主频值。频谱曲线进行同步显示;组合多根声测管,正确的组合方式为两根为一检测剖面,依次检测各剖面;对于不确定是否达标的桩身,应实施加密测点,或者,选择扇形扫测、斜测等方式进行二次测量,进一步把桩身缺陷部位、范围确定下来;执行同一检测剖面检测操作时,对声波发射电压、仪器设备参数进行固定设置[7]。
        3.2判断分析检测数据
        参照特定规范,实施数据分析,把声时-深度曲线、波幅-深度曲线等曲线图绘制出来,对声速临界值进行计算,倘若声速比临界值小,提示异常;如果经剖面检测,多个测点声速值都非常低,并且,离散点不是很大,该背景下,应把声速低限值作为判定依据;如果辅助异常部位判定依据为PSD值,需明确PSD在深处的具体变化,依据波幅变化,判断异常点[8]。如果信号主频数值下降明显,提示异常;在路桥桩基检测过程中,涵盖各类数据分析,如果仅采用一种数据分析方法,结果不完整[9]。尤其对于存在缺陷的桩基,应同时采用多种方式,为检验工作提供辅助,从而给出更为准确的判断。
        3.3判定标准
        1类:全部检测剖面数据均非常准确,并未出现任何异常情况;2类:存在数据异常的检测剖面仅有1处,其余均非常准确;3类:一个检测剖面连续测点数据均有异常,其中,同一深度的声学数据同时有两个或以上发生异常情况,而一些混凝土则存在比最低限制小的异常状况;4类:一个检测剖面连续测点数据存在异常情况,两个或以上同一深度声学数据存在异常,路基桩身混凝土低于低限值异常情况非常普遍,或者,无法对首波实施检测,并且,接收到的信号有非常明显的畸变情况[10]。上述标准中,1类和2类可正常使用;3类桩会对桩身结构承载力产生影响,需第一时间,结合工程实际,实施补强操作,倘若承载力与设计要求相符,那么便可正常使用;4类桩具有严重的漏洞和要求,不能够满足工程要求,需要第一时间采取科学、有效的处理措施,为基础工程安全提供保障。
        结束语
        综上所述,路桥桩基检测专业性和技术性兼具,该项操作不是一蹴而就的,对技术、人员等提出了非常高的要求。相关单位及工作人员要明确路桥桩基检测特点及要求,对超声脉冲法进行灵活应用,明确技术要点,对道路桥梁的桩基强度、缺陷进行检测,第一时间发现问题,加以解决,保障整体工程质量,为我国各项基础设施工程建设奠定良好的基础,实现预期工程建设目标。



        参考文献:
        [1]范波,张恒启.超声脉冲法在路桥桩基检测中的应用探讨[J].西部资源,2020(1):66-68.
        [2]石海祥.探析超声波法在桥梁桩基检测的应用[J].建筑工程技术与设计,2016(12):91.
        [3]王小强.剖析路桥桩基检测中超声脉冲法的实践运用[J].建材发展导向,2014(13):80-81.
        [4]汪健.超声脉冲法在路桥桩基检测中的有效应用分析[J].福建质量管理,2020(8):171.
        [5]诸天伟.桩基检测技术在建筑工程中的应用研究[J].魅力中国,2016(29):151.
        [6]孙斌.桩基检测中容易遇到的问题及对策探讨[J].建筑工程技术与设计,2017(23):5906-5906.
        [7]贾晶晶.对钻孔灌注桩超声脉冲检测的方法[J].建筑工程技术与设计,2018(36):617.
        [8]王志宇.超声波法在桥梁桩基检测中的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2017(24):2090-2090.
        [9]许颜,李松然.超声波技术在桩基完整性检测中的应用研究[J].建筑技术开发,2020(4):155-156.
        [10]张清政.论超声波透射法在钻孔灌注桩完整性检测中的应用[J].四川水泥,2020(1):124.


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        对安全的意识,保证施工人员的安全提高施工人员的技术能力,才是培训的最终目的。
        结束语:根据文章能够得出结论,市政工程伴随城市的发展已经成为十分重要组成部分之一,市政工程和人们的生活以及生活有着紧密的关联。人们的生活质量正在不断提升,城市的基础建设也需要有所提升,这样才能保持人们的生活和城市的建设能够保持一致,人们的幸福感才会有所上升。把控好施工的质量,也是施工人员需要做好的事情。通过结合市政工程管理工程的实际情况,进行对施工进行科学合理的研究,制定相对有效的管理方案,让施工现场的监督管理工作能够落实到位,达到市政工程的整体要求。
        参考文献:
        [1]陈宏斌.市政工程施工现场管理中存在的问题及对策分析[J].江西建材,2021(05):160-161.
        [2]朱永光.市政工程施工现场管理存在的问题与对策[J].建筑与预算,2021(02):47-49.
        [3]郑琪锐.市政工程施工现场管理存在的问题与对策[J].居舍,2021(05):120-121.
        [4]常新.市政工程施工现场管理存在的问题与对策[J].工程技术研究,2021,6(01):175-176.
        [5]张炜禧.市政工程施工质量管理中存在的问题和对策分析[J].居舍,2020(36):129-130.


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        破坏和污染周围环境,杜绝建筑垃圾倾倒。比如,定时对路面洒水,防止尘土飞扬;严禁职工随处扔废物,定期打扫周围的环境卫生;施工产生的污水及生活污水经三级化粪池沉淀后排入市政下水道等措施。
        4.7提升全体员工的文明施工管理意识
        树立文明施工管理意识,是落实安全文明生产责任制的前提,是企业高质量、高效率生产的意识保障。一方面,要从施工企业的管理团队抓起,在工程项目管理人员的选拔上,要对其文明施工管理知识进行考核。同时,要选派优秀的工程项目管理人员走出去,到优秀的施工企业参观学习,定期到专业的院校进行培训。另一方面,定期对施工人员进行培训,培养他们的文明施工意识,把文明施工责任制落实到个人,并设立具体的奖惩机制,提升他们的企业主人翁意识。
        5总结
        综上所述,建筑工程的文明施工管理是一个系统工程,它需要培养由上而下的文明施工管理意识,需要把文明生产责任制落实到实处,落实到施工过程的每一个环节。因此,只有把管理制度和管理实践相结合,科学实施、严格管理,才能保障建筑工程的文明施工,让企业的生产效益最大化。

        参考文献:
        [1]李淑荣.建筑施工管理中文明施工的重要性探讨[J].门窗.2017(4):221.
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        [3]常明.探讨文明施工在建筑工程管理中的重要性[J].建筑工程技术与设计.2020(12):4331.
        [4]嫩捷伟.对建筑施工中如何做到文明施工的探讨叽江西建材,2014(2):284.
        [5]杨家兵.文明施工在建筑工程管理中的重要性探析[J].中国建筑金属结构.2020(9):36-37.
        [6]万国锋.当前建筑工程安全文明施工管理存在的问题与对策[J].企业技术开发.2015(30):75.


        上接第146页
        二氧化硅)及烧失量和物理性质(如粒度)方面必须符合规定指标,才能使不同实验测试结果有良好的可比性,从而达到在施工中砂的使用标准。如果某一层的压实度不符合标准就填筑上一层,这样路基的质量就会受到影响,此时进行返工处理,就会影响工期的完成。在使用回收的砂时,要先进行筛选,放置足够的时间,达到要求后才可以使用。灌砂法要求土路基1000平方3个点,水稳层1000平方1个点。量砂密度比实测密度小,则测得压实度将偏小。量砂密度比实测密度大,则所测压实度测量压实值偏大。灌砂法看起来虽然简单,但是操作起来不容易控制,这要求操作人员要严格的按照操作流程,才能取得更好效果。
        3路基压实对材料的要求
        基底生理填筑前按招标文件技术规范要求,认真做好基底处理,根据基底土质、水文、植被情况及填土高度分别采取相应的处理措施。对于砂、卵、漂石及堆石料等无粘性自由排水土面言,要采用振动方法测定无粘聚性自由排水土的最大干密度。应该选用渗水性良好的材料填筑冲刷防护段的路基。如果施工位置处于寒冷冰冻地区时,要采用经过处理好的粉质土沙填筑路基,尽最大可能的在填筑过中细土填筑时要控制液大于50%,塑性大于26的细粒土,有机质含量大于5%,氯盐含量大于3%,碳酸盐含量大于2%的土不能作为直接的填筑材料。粉碎,粒径不大于30%,强度不小于15MP。施工前要彻底清除垫层表面的浮砂、浮土和杂物,如局部地段垫层损坏,清理干净后用二灰混料填补并碾压,经洒水后正式摊铺二灰层。对拌好的混合料进行压实试验,以便确定压缩系数或松散系数,确定每个断面的松铺厚度,配合比和材料的差异。摊铺时对宽度、高度、平整度和横坡度进行质量监控人。采用饱和洒水碾压压,25t(250kN)振动压路机第一次压6~8遍,第二次压4~6遍,二灰稳定碎石基层即成型。施工时应采用距离工段较近的料场,直接用装载机运输,最大松度不大于35厘米,填料前后要对松铺厚度进行测量[3]。通过7天的湿式保养后,工程处进行检查并请求弯沉测试,在监理认可的情况下,可以申请下一工序。
        结束语
        改革开放30年,中国公路和桥梁建设翻开了新的一页,体现了中华民族智慧与能力。国家对公路和桥梁标准要求提高,一年拔高一年,路面宽度一年比一年宽,路基质量和承载能力一年更比一年强,公路建设一浪高过一浪,城市间你追我赶,互相借鉴,共同提高。为国民经济发展提供了有力的支撑。为人们之间交流提供了极大方便。

        参考文献:
        [1]贾惠芳.市政道桥工程路基路面压实技术探讨[J].中国科技投资,2017,000(012):60.
        [2]王绍蔚.对市政道桥工程路基路面压实技术的探讨[J].轻松学电脑,2019,000(014):P.1-1.
        [3]郭丽娜.市政道桥工程路基路面压实技术探析[J].建筑工程技术与设计,2018,000(009):2573.

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