一、声测管的安装条件
声测管安装时需满足多方面条件。首先,从桩径方面来看,不同桩径有不同的布置要求。当桩径在0.6 - 1.0米之间时,和中心点三点一线布置两根声测管;桩径在1.0 - 2.5米之间,布置三根且呈等边三角形方式;桩径大于2.5米时,布置四根并连接呈正方形布置 。
在安装过程中,声测管可按规程直接固定在钢筋笼内侧上,固定方式为焊接或绑扎,管子之间要基本保持平行,并且在较高静水压力下需保证不漏浆。安装接口内壁要平整,不能有焊渣、毛刺等凸出物,以免妨碍探头移动。声测管底部要密封,安装完毕后上口要用木塞堵住,防止浇灌混凝土时落入异物导致孔道堵塞 。
如果是底节声测管,其与接地钢筋和加强筋应已绑扎连接好,可直接利用吊车吊放。在进行第二节声测管吊放时(如在底笼吊放至笼顶靠近钻机作业平台位置时),需要用钢柱或钢轨穿过加强筋位置并安装在作业平台上。由于要调整第二节笼的声测管位置,所以第二节声测管是活动的,吊装时要用钩子临时固定到接地钢筋和加强筋上。第二节笼与底笼连接时先安装接地钢筋,再调整第二节笼中声测管高度并连接声测管 。
声测管安装前,要保证管道内没有任何杂物,安装时避免其他工具损坏管道内壁,并且安装时要保证加盖或者封闭,以免杂物落入管道造成堵塞。如果需要切割声测管,要用切割机,并对管口进行抛光及去刺。安装时还应避免钢筋笼的三角内撑,防止切断三角内撑时切断声测管,要求声测管安装垂直,以免影响测量结果。钢筋笼下放时应填充清水,避免有沉淀物,并用检测绳检测是否通畅,混凝土浇筑之前应该检查声测管水位,如果水位不到位可以补充,浇筑完成后应该用盖子盖好,严禁管内进入混凝土或水泥浆 。
另外,为保证根本产品的强度要求,在安装声测管之前,工人们必须先行放置水泥基础,然后才能将声测管装上去。在完成安装后,需要将装紧固螺丝安装在声测管的四周,将水泥砂浆灌注到框底部,这样可防止声测管脱落。还可根据实际情况安装任何形状的偏心声测管以达到实际要求 。
声测管进入施工现场一定要符合施工要求,在运输、搬运、安装过程中要避免造成扭曲变形状况出现,如果在施工现场放置时间过长,要避免被雨淋,防止生锈 。
二、需要安装声测管的工程类型
(一)对桩基承载力和安全性要求较高的工程
在建筑工程中,像一些重要的建筑物或桥梁等工程,对桩基的承载力和安全性要求很高。例如大型的商业建筑、跨海大桥等,这些工程一旦出现桩基问题,可能会导致严重的安全事故和巨大的经济损失。 桩基是建筑物或桥梁等的基础部分,承受着上部结构的荷载并将其传递到下部稳定地层。声测管是一种用于检测桩身完整性的设备,它通过在桩内预埋声测管,利用声波检测技术来检测桩身是否存在缺陷。对于这些重要工程,安装声测管并进行桩身完整性检测是确保工程质量和安全的重要措施 。
(二)地质条件复杂或存在不良地质的地区的工程
在一些地质条件复杂的地区,如软土、砂土、岩石破碎带等,由于地质特性的影响,桩基础施工难度大,桩身易出现缺陷等问题。 软土地区,土质松软,在桩基施工过程中容易出现桩身下沉、偏移等问题;砂土地区,砂土的流动性可能导致桩孔坍塌等情况;岩石破碎带地区,岩石的破碎性可能使桩身与周围岩石的结合不紧密或者造成桩身损坏。在这些地区的工程,如在软土地区建造高层建筑、在砂土地区建设大型工业厂房、在岩石破碎带地区建设桥梁等,安装声测管就非常必要,通过声测管检测可以及时发现桩身存在的问题并采取相应措施 。
(三)采用新型桩型的工程
对于一些采用新型桩型的工程,如CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)、PHC桩(预应力高强混凝土管桩)等,由于对这些新型桩型的施工质量把控还在不断探索和完善过程中,为了确保桩身的施工质量,需要安装声测管进行检测。 CFG桩是一种由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高粘结强度桩,广泛应用于地基处理工程中。PHC桩具有单桩承载力高、桩身质量稳定等优点,常用于高层建筑、桥梁等工程的基础。在这些桩型的施工过程中,声测管能够对桩身质量进行监测,保证工程的顺利进行和安全使用 。
三、声测管安装的必要性情形
(一)保证工程质量方面
检测桩身完整性 声测管是检测桩身完整性的重要工具。在混凝土灌注桩施工中,由于灌注桩属地下隐蔽工程,容易出现各种问题使桩产生塌孔和缩径、离析、夹泥、断桩、缩径等桩身缺陷。而通过在桩内安装声测管,利用声波检测技术,可以检测出桩身内部是否存在这些缺陷。例如在一些大型桥梁的桩基施工中,如果桩身存在缺陷,可能会影响整个桥梁的稳定性和安全性,安装声测管能够及时发现这些问题,从而保证工程质量 。
判断桩基质量和混凝土强度 工程桩声测管在安装时插入桩体内部,在这个过程中会形成一些空隙,如果不进行灌浆处理会影响声波传播速度,进而影响测量结果的准确性。通过灌浆处理后,可以根据声波在桩身内的传播速度和波形变化来判断桩基的质量和混凝土的强度。这对于确保工程中桩基的承载能力等性能指标至关重要,因为桩基的质量和混凝土强度直接关系到整个建筑物或结构的稳定性和安全性 。
(二)保障工程安全方面
监测施工过程中的桩身状况 在施工过程中,如在地质条件复杂区域进行桩基施工时,声测管可以实时监测桩身的变化情况。例如在软土地区,施工过程中桩身可能会因为土体的沉降或位移而受到影响,声测管能够及时发现这些变化,以便施工人员采取措施进行调整,避免桩身出现严重的质量问题而导致安全事故。
对护坡桩工程安全的保障 在护坡桩工程中,虽然并非所有护坡桩都需要安装声测管,但在某些情况下是必要的。例如在护坡桩维修或拆除期间,安装声测管可以帮助监测地面的变化,保证施工安全。此外,在需要保证地下水位和土方稳定性的护坡桩工程中,声测管可以监测地面的沉降和劈裂等变形情况,还可以记录地下水位的变化情况,当发现地面沉降或者地下水位变化过大时,可以及时采取措施防止土方坍塌或者地面下沉,确保工程的安全可靠 。
(三)符合规范和标准要求
在许多工程领域,如公路水运工程、铁路工程等,相关规范和标准都要求对桩基础进行质量检测,而声测管是进行桩基超声波检测的必要设备。按照规范要求,不同桩径的桩基础需要安装相应数量的声测管,如桩径≤1.5米以下的为三根,桩径1.5米的为四根等,并且对声测管材的材质选定、连接、密封等都有明确的规定。这有助于保证工程建设在统一的质量标准下进行,促进工程建设行业的健康发展 。
四、应安装声测管的状况
(一)从工程结构重要性角度
重要建筑基础工程 对于像医院、学校、政府办公大楼等重要的公共建筑工程,这些建筑一旦出现结构安全问题,将会对社会产生重大影响。它们的基础部分,如桩基础,需要安装声测管来确保桩基的质量和安全性。例如医院建筑,在使用过程中需要承受各种医疗设备的荷载,并且人员密集,对结构的稳定性要求极高,桩基础的质量直接关系到整个医院建筑的安全,安装声测管进行桩基检测是必不可少的。
大型交通枢纽工程 大型的机场、火车站、汽车站等交通枢纽工程,其结构复杂且承载着大量的人流和物流。这些工程的基础部分,如桥梁、站台等的桩基础,需要安装声测管。以机场跑道为例,跑道下面的桩基础承受着飞机起降时的巨大冲击力,如果桩基础存在质量问题,可能会导致跑道变形、开裂等严重问题,影响飞行安全,安装声测管能够及时检测桩身质量,保障工程安全运行。
(二)从地质因素考虑
地下水位变化大的地区 在地下水位变化大的地区进行工程建设时,地下水的浮力和渗流作用可能会对桩基础产生影响。例如在靠近河流、湖泊或者地下水位季节性波动较大的区域,桩身可能会因为地下水的作用而出现腐蚀、上浮等问题。安装声测管可以及时发现这些问题,因为声测管可以在一定程度上反映桩身周围的环境变化,从而采取相应的措施,如对桩身进行防腐处理或者加固等。
存在特殊地质构造的区域 如岩溶地区,地下存在溶洞、溶蚀裂隙等特殊地质构造。在这些地区进行桩基础施工时,桩身可能会遇到溶洞而导致桩身悬空、不均匀沉降等问题。安装声测管能够通过声波检测及时发现桩身是否遇到这些地质问题,以便及时调整施工方案,如改变桩长、增加桩径或者进行溶洞填充等处理措施,保证桩基础的稳定性。
(三)从桩型特点出发
大直径灌注桩 大直径灌注桩由于其截面尺寸较大,在施工过程中容易出现缩颈、夹泥等质量问题。例如在一些大型桥梁工程中的大直径灌注桩,由于混凝土浇筑时的压力分布不均匀等原因,可能会在桩身某些部位出现混凝土不密实的情况。安装声测管可以有效地监测桩身的完整性,确保工程质量,一旦发现问题可以及时采取补救措施,如进行压浆处理等。
新型桩型在复杂工况下的应用 当新型桩型应用于复杂工况时,如在高地震烈度地区采用新型桩型进行基础建设。由于新型桩型的抗震性能等在复杂工况下的表现还需要进一步验证,安装声测管可以对桩身质量进行监测,了解桩身在地震等复杂荷载作用下的响应情况,从而对桩型的设计和施工进行优化,保证工程在复杂工况下的安全性。
五、声测管安装的触发情况
(一)施工过程中的问题触发
防止桩身缺陷检测需求 在桩基施工过程中,如果发现施工工艺存在可能导致桩身缺陷的风险时,如混凝土浇筑过程中出现振捣不密实、导管提升不当等情况,就需要安装声测管进行桩身完整性检测。例如在混凝土浇筑时,若振捣棒插入深度不够或者振捣时间不足,可能会导致桩身混凝土出现蜂窝、麻面等缺陷,此时安装声测管能够及时检测出这些缺陷,以便采取措施进行修复或者加固。
应对地质条件变化 在施工过程中如果遇到地质条件与勘察报告不符的情况,例如原本预计为硬质地层但实际开挖发现为软土地层,这种地质条件的变化可能会对桩身质量产生影响。此时安装声测管可以对桩身质量进行监测,及时发现可能出现的桩身变形、沉降等问题,确保工程安全。
(二)质量保障需求触发
满足工程验收要求 在工程竣工时,按照相关规范和标准,需要对桩基础进行质量验收。如果工程合同或者相关规范要求进行桩基超声波检测,就必须安装声测管。例如在公路工程的桥梁建设项目中,验收标准明确规定要对桩基础进行超声波检测以确保桩身质量,这就触发了声测管的安装需求。
确保长期使用安全 为了确保工程在长期使用过程中的安全性,对于一些重要的、使用年限较长的工程,即使在施工过程中没有发现明显的问题,也需要安装声测管进行桩身质量检测。例如一些大型水利枢纽工程,使用年限可能长达几十年甚至上百年,安装声测管可以在工程投入使用前对桩身质量进行全面检测,并且在使用过程中定期进行检测,及时发现可能出现的桩身质量退化等问题,保障工程的长期安全运行。
(三)特殊工程要求触发
在抗震设计要求高的工程中 对于处于地震多发区且抗震设计要求高的工程,如在一些靠近板块交界处的城市建设高层建筑或者大型桥梁等工程。为了确保桩基础在地震作用下的稳定性,需要安装声测管来检测桩身质量,以便根据检测结果对桩基础进行优化设计和加固处理,提高桩基础的抗震性能。
在受环境影响大的工程中 在一些受环境影响大的工程中,如沿海地区的工程,由于受到海水腐蚀、海风侵蚀等环境因素的影响,桩基础容易出现腐蚀、损坏等问题。安装声测管可以对桩身状况进行监测,及时发现桩身的损伤情况,以便采取防腐、修复等措施,保证工程的使用寿命和安全性。