導(dǎo)語(yǔ)：混凝土地連墻質(zhì)量管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1工程概況

根據(jù)天津市委八屆三次全會(huì)提出的“三步走”戰(zhàn)略目標(biāo)和五大戰(zhàn)略舉措，以建設(shè)世界名河為目的，海河綜合開(kāi)發(fā)改造工程正在緊張有序地建設(shè)實(shí)施。海河堤岸改造是本工程的重要組成部分之一，又是先期實(shí)施的基礎(chǔ)工程，該工程從北運(yùn)河的北洋橋至海河外環(huán)線橋，河道全長(zhǎng)約20km，左右兩岸累計(jì)堤岸長(zhǎng)約40km，起步區(qū)段為慈海橋至北安橋段和瓊州道至海河大橋段。

按照海河綜合開(kāi)發(fā)規(guī)劃，其堤岸工程斷面大多采用退臺(tái)式護(hù)岸，需對(duì)現(xiàn)狀護(hù)岸進(jìn)行改造。劉莊橋下游段堤岸斷面在高程2.0m（大沽高程，下同）處設(shè)親水平臺(tái)，親水平臺(tái)與現(xiàn)狀地面之間設(shè)直墻式護(hù)岸，親水平臺(tái)與河岸邊多采用重力式擋土墻或板樁式護(hù)岸。

該工程段(右岸)在埋深0～18m范圍內(nèi)所涉及到的地層為第四系全新統(tǒng)松散堆積物，自上而下依次為：

⑴人工填土層（rQ）：全區(qū)分布，該層由雜填土和素填土組成，層底高程-0.51～2.00m。

⑵古河道、河漫灘沖積相新近沉積層（alQ43N）：全區(qū)分布，該層巖性變化不大，主要由粉質(zhì)粘土及粉土組成，局部夾有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粉土透鏡體，層底高程-7.18～-6.54m。

⑶第四系全新統(tǒng)中部海相層（mQ42）：全區(qū)分布，巖性由粉質(zhì)粘土及粉土組成，局部夾有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土透鏡體，層底高程-12.45～-10.53m。

⑷第四系全新統(tǒng)下部陸相沉積層（alQ41）：巖性由粉質(zhì)粘土及粉土組成，該層未揭穿，可見(jiàn)厚度大于7.00m。

依據(jù)委托單位提供的設(shè)計(jì)及施工資料，本段地連墻總長(zhǎng)度為308.33m，共分18個(gè)槽段，四種建筑類型，本次檢測(cè)其中一種類型（即I型），該類型地連墻厚0.6m、寬6.0m、深13.5m。按照國(guó)家和天津市的有關(guān)規(guī)定，并考慮本工程的具體情況和設(shè)計(jì)要求，確定檢測(cè)6個(gè)槽段，檢測(cè)比例為33.3%。檢測(cè)位置見(jiàn)圖1（圖中A、B、C為各檢測(cè)段號(hào)三個(gè)預(yù)埋聲測(cè)管）。

2檢測(cè)原理與方法

以介質(zhì)的彈性特征為基礎(chǔ)，進(jìn)行彈性波測(cè)試，以求得筑墻介質(zhì)的物理力學(xué)指標(biāo)。當(dāng)彈性波在介質(zhì)內(nèi)傳播時(shí)，與介質(zhì)本身的物理力學(xué)性質(zhì)有著密切的關(guān)系，通過(guò)測(cè)取彈性波的波列記錄，可以取得一系列運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，分析整理這些參數(shù)，來(lái)判定介質(zhì)質(zhì)量的優(yōu)劣，并提供定量依據(jù)。

理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，地連墻混凝土質(zhì)量較好時(shí)，其聲波速度值較高或波幅值較大(信號(hào)強(qiáng))，且波速離散性較??；而混凝土質(zhì)量存在缺陷(離析、密實(shí)度差、強(qiáng)度低)時(shí)，其聲波速度值較低或波幅值減小(信號(hào)弱)，且波速離散性較大。

檢測(cè)采用聲波穿透法，測(cè)試原理見(jiàn)圖2。其中由發(fā)射換能器激發(fā)的聲波經(jīng)水的耦合傳播到聲測(cè)管，再在墻體混凝土介質(zhì)中傳播，經(jīng)接收端的聲測(cè)管由水耦合到接收換能器。

根據(jù)本次檢測(cè)任務(wù)要求和現(xiàn)場(chǎng)各槽段聲測(cè)管的分布特點(diǎn)，施測(cè)時(shí)在每一槽段的三個(gè)預(yù)埋管中放入三個(gè)諧振頻率為50kHz的聲波換能器，中間管(圖1中B號(hào)管)放置發(fā)射換能器，兩側(cè)管(圖1中A號(hào)管和C號(hào)管)放置接收換能器。首先將三個(gè)換能器置入管底并使其位于同一高程，由下而上實(shí)施觀測(cè)，測(cè)點(diǎn)距為0.25m，三探頭同步提升并進(jìn)行測(cè)試，直至管口。

測(cè)試儀器為國(guó)產(chǎn)WSD—2型數(shù)字聲波分析儀及其附屬設(shè)備。

3數(shù)據(jù)整理與分析

將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，按照式(1)計(jì)算聲波速度Vp(m/s)。

Vp=L/T………………………………………………(1)

式中：L——發(fā)射管與接收管外壁之間的水平距離(m)；T——聲波在距離L內(nèi)的走時(shí)(s)。

根據(jù)求得的聲波波速值繪制速度(Vp)——深度(H)曲線，并按照下列方法和步驟確定聲速臨界值，以此判定聲速異常區(qū)。

（1）將同一檢測(cè)剖面各測(cè)點(diǎn)的聲速值由大到小依次排序，即

Vp1≥Vp2≥…≥Vpi≥…≥Vpn-k≥…≥Vpn-1≥Vpn………………………………(2)

式中：Vpi——按序排列后的第i個(gè)聲速(Vp)測(cè)量值；n——測(cè)點(diǎn)數(shù)；k——逐一去掉式(2)Vpi序列尾部最小數(shù)值的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

（2）對(duì)逐一去掉Vpi序列中最小數(shù)值后余下的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。當(dāng)去掉最小數(shù)值的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為k時(shí)，對(duì)包括Vpn-k在內(nèi)的余下數(shù)據(jù)Vp1～Vpn-k按下列公式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算：

Vp0=Vpm－λSx…………………………………………(3)

…………………………………(4)

………………………(5)

上述式中：Vp0——異常判斷值；Vpm——n－k個(gè)數(shù)據(jù)的平均值；Sx——n－k個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；λ——由表1查得的與n－k相對(duì)應(yīng)的系數(shù)。

（3）將Vpn-k與異常判斷值Vp0進(jìn)行比較，當(dāng)Vpn-k≤Vp0時(shí)，Vpn-k及其以后的數(shù)據(jù)均為異常，應(yīng)去掉；再用數(shù)據(jù)Vp1～Vpn-k-1并重復(fù)式(3)～(5)計(jì)算步驟，直到Vpi序列中余下的全部數(shù)據(jù)滿足：Vpi＞Vp0，此時(shí)，Vp0為聲速的異常臨界值VpD。

（4）聲速異常時(shí)的臨界值判據(jù)為：Vpi≤VpD，當(dāng)其成立時(shí)，聲速可判定為異常。

（5）當(dāng)檢測(cè)剖面n個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性較小時(shí)，宜采用聲速低限值判斷：Vpi＜VpL，其中Vpi——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)聲速(m/s)；VPl——聲速低限值(m/s)，由預(yù)留同條件混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與聲速對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。

當(dāng)上式成立時(shí)，可直接判定為聲速低限值異常。

表1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)n－k與對(duì)應(yīng)的λ值

n-k

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

46

48

λ

1.64

1.69

1.73

1.77

1.80

1.83

1.86

1.89

1.91

1.94

1.96

1.98

2.00

2.02

2.04

n-k

50

52

54

56

58

60

62

64

66

68

70

72

74

76

78

λ

2.05

2.07

2.09

2.10

2.11

2.13

2.14

2.15

2.17

2.18

2.19

2.20

2.21

2.22

2.23

n-k

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

105

110

115

120

λ

2.24

2.25

2.26

2.27

2.28

2.29

2.29

2.30

2.31

2.32

2.33

2.34

2.36

2.38

2.39

n-k

125

130

135

140

145

150

160

170

180

190

200

220

240

260

280

λ

2.41

2.42

2.43

2.45

2.46

2.47

2.50

2.52

2.54

2.56

2.58

2.61

2.64

2.67

2.69

（6）當(dāng)采用斜率法的PSD值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí)，PSD值應(yīng)按下列公式計(jì)算：PSD=K·△T…………………………………………(6)

………………………………………(7)

△T=Tpi－Tpi-1………………………………………(8)

式中：Tpi——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)(μS)；Tpi-1——第i－1個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)(μS)；Zi——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的深度(m)；Zi-1——第i－1個(gè)測(cè)點(diǎn)的深度(m)。

根據(jù)PSD值在某深度處的突變，結(jié)合波幅變化情況，進(jìn)行異常點(diǎn)判斷。

（7）當(dāng)采用信號(hào)主頻值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí)，主頻——深度曲線上主頻值明顯降低，可判定為異常。

綜合上述分析，地連墻混凝土質(zhì)量異常區(qū)應(yīng)結(jié)合各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD判據(jù)、混凝土聲速低限值以及混凝土質(zhì)量可疑點(diǎn)加密測(cè)試后的結(jié)果等綜合判定，并確定混凝土缺陷的范圍和大小。

4成果分析與質(zhì)量評(píng)價(jià)

綜合分析聲速(波幅)——深度曲線圖(典型曲線見(jiàn)圖3)并結(jié)合施工資料，對(duì)地連墻混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

（1）地連墻缺陷：以聲速臨界值（或聲速低限值）、聲速平均值以及波幅臨界值判據(jù)進(jìn)行綜合分析判定。

（2）地連墻混凝土均勻性按聲速離散系數(shù)Cv（Cv=Sx/Vpm×100%）可分為A、B、C、D四級(jí)(見(jiàn)表2)。

（3）根據(jù)地連墻混凝土聲學(xué)特征及其均勻性，是否存在缺陷以及缺陷的嚴(yán)重程度，將地連墻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量分為四類：

表2聲速離散系數(shù)級(jí)別表

混凝土均勻性等級(jí)

A級(jí)(均勻)

B級(jí)(一般)

C級(jí)(較差)

D級(jí)(極差)

Cv(%)

Cv<5

5≤Cv<10

10≤Cv<15

Cv≥15

Ⅰ類(優(yōu)良)：各檢測(cè)剖面的聲學(xué)參數(shù)均無(wú)異常，無(wú)聲速低于低限值異常。

Ⅱ類(較好)：某一檢測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常，個(gè)別測(cè)點(diǎn)聲速低于低限值異常。

Ⅲ類(一般)：某一檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；局部混凝土聲速出現(xiàn)低于低限值異常。

Ⅳ類(較差)：某一檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；混凝土聲速出現(xiàn)普遍低于低限值異?；驘o(wú)法檢測(cè)首波或聲波接收信號(hào)嚴(yán)重畸變。

由本測(cè)段地連墻預(yù)留同條件混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與聲速對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合本市實(shí)際測(cè)試經(jīng)驗(yàn)確定該地連墻混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)的聲速低限值為4.00km/s。現(xiàn)就檢測(cè)槽段的聲波成果分析如下：

①段13-I/38：該檢測(cè)段號(hào)測(cè)試深度僅為9.00m(9m以下因堵孔無(wú)法測(cè)試)，AB、BC剖面在深0～1.00m處聲速小于低限值4.00km/s，影響聲速平均值、臨界值的計(jì)算取值，其余測(cè)段各測(cè)點(diǎn)聲速正常；AB、BC剖面聲波速度平均值分別為3.97km/s、4.3km/s，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.34km/s、0.38km/s，混凝土離散系數(shù)分別為8.56、8.69，表明混凝土在0～1.00m間質(zhì)量較差，其余測(cè)段混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)良。結(jié)合波幅等聲學(xué)參數(shù)，綜合判定該段混凝土質(zhì)量為Ⅲ類，混凝土均勻性為B級(jí)。

②段11-I/30：該檢測(cè)段號(hào)測(cè)試深度為13.5m，其中BC剖面在深8.0～8.5m處聲速小于低限值4.00km/s，影響聲速平均值、臨界值的計(jì)算取值，其余測(cè)段各測(cè)點(diǎn)聲速正常；AB、BC剖面聲波速度平均值分別為4.74km/s、4.24km/s，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.16km/s、0.22km/s，混凝土離散系數(shù)分別為3.37、5.19。結(jié)合波幅等聲學(xué)參數(shù)，綜合判定該段混凝土質(zhì)量為Ⅱ類，混凝土均勻性為A～B級(jí)。

③段11-I/31：該檢測(cè)段號(hào)測(cè)試深度為13.5m，其中AB剖面在深0～0.25m處聲速小于低限值4.00km/s，混凝土質(zhì)量較差，其余測(cè)段各測(cè)點(diǎn)聲速正常，混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)良；AB、BC剖面聲波速度平均值分別為4.65km/s、4.36km/s，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.18km/s、0.12km/s，混凝土離散系數(shù)分別為3.87、2.75。結(jié)合波幅等聲學(xué)參數(shù)，綜合判定該段混凝土質(zhì)量為Ⅱ類，混凝土均勻性為A級(jí)。

④段14-I/39：該檢測(cè)段號(hào)測(cè)試深度為11.0m，其中BC剖面在深0～0.5m處聲速小于低限值4.00km/s，混凝土質(zhì)量較差，其余測(cè)段各測(cè)點(diǎn)聲速正常，混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)良；AB、BC剖面聲波速度平均值分別為4.60km/s、4.43km/s，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.12km/s、0.16km/s，混凝土離散系數(shù)分別為2.61、3.61。結(jié)合波幅等聲學(xué)參數(shù)，綜合判定該段混凝土質(zhì)量為Ⅱ類，混凝土均勻性為A級(jí)。

⑤段15-I/41：該檢測(cè)段號(hào)測(cè)試深度為13.5m，其中AB剖面在深0～0.75m處聲速小于低限值4.00km/s，混凝土質(zhì)量較差，其余測(cè)段各測(cè)點(diǎn)聲速正常，混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)良；AB、BC剖面聲波速度平均值分別為4.93km/s、4.94km/s，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.40km/s、0.30km/s，混凝土離散系數(shù)分別為8.11、6.07。結(jié)合波幅等聲學(xué)參數(shù)，綜合判定該段混凝土質(zhì)量為Ⅱ類，混凝土均勻性為B級(jí)。

⑥段10-I/29、段12-I/35、段13-I/36、段13-I/37：各段內(nèi)混凝土聲速值較高，離散性小，表明檢測(cè)段內(nèi)混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)良，結(jié)合波幅等聲學(xué)參數(shù)，綜合判定上述四段混凝土質(zhì)量為I類，混凝土均勻性為A級(jí)。

各槽段檢測(cè)結(jié)果及綜合分析見(jiàn)表3。

表3地連墻混凝土質(zhì)量檢測(cè)綜合成果表

段號(hào)

檢測(cè)深度

齡期

平均聲速

聲速異常臨界值

聲速

標(biāo)準(zhǔn)差

離散系數(shù)

混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度

質(zhì)量綜合分析與評(píng)判

備注

AB/BC

(m)

(d)

(km/s)

(km/s)

(km/s)

(km/s)

(%)

段10-I/29

13.0

>28

4.57

4.52

4.37

0.11

2.41

C30

整體質(zhì)量?jī)?yōu)良，綜合評(píng)價(jià)Ⅰ類，均勻性A級(jí)

由本測(cè)

段地連

墻混凝

土預(yù)留

同條件

混凝土

試件的

抗壓強(qiáng)

度與聲

速對(duì)比

試驗(yàn)結(jié)

果并結(jié)

合本市

實(shí)際測(cè)

試經(jīng)驗(yàn)

確定該

地連墻

混凝土

質(zhì)量評(píng)

價(jià)的聲

速低限

值為4.00

km/s。

4.48

4.11

0.20

4.46

段11-I/30

13.5

>28

4.74

4.49

4.42

0.16

3.37

C30

整體質(zhì)量較好，其中BC剖面在深8.0～8.5m處聲速小于低限值4.00km/s，綜合評(píng)價(jià)Ⅱ類，均勻性A～B級(jí)

4.24

3.85

0.22

5.19

段11-I/31

13.5

>28

4.65

4.50

4.30

0.18

3.87

C30

整體質(zhì)量較好，其中AB剖面在深0～0.25m處聲速小于低限值4.00km/s，綜合評(píng)價(jià)Ⅱ類，均勻性A級(jí)

4.36

4.13

0.12

2.75

段12-I/35

9.00

>28

4.42

4.42

4.15

0.14

3.17

C30

整體質(zhì)量?jī)?yōu)良,綜合評(píng)價(jià)Ⅰ類，均勻性A級(jí)。因C孔堵塞嚴(yán)重，BC剖面沒(méi)有進(jìn)行檢測(cè)

/

/

/

/

段13-I/36

13.5

>28

4.44

4.58

4.20

0.12

2.70

C30

整體質(zhì)量?jī)?yōu)良，綜合評(píng)價(jià)Ⅰ類，均勻性A級(jí)

4.72

4.38

0.18

3.81

段13-I/37

13.0

>28

4.71

4.58

4.36

0.18

3.82

C30

整體質(zhì)量?jī)?yōu)良，綜合評(píng)價(jià)Ⅰ類，均勻性A級(jí)

4.46

4.20

0.13

2.91

段13-I/38

9.00

>28

3.97

4.17

3.22

0.34

8.56

C30

質(zhì)量一般，其中AB和BC剖面均在深0～1.0m處聲速小于低限值4.00km/s，綜合評(píng)價(jià)Ⅲ類，均勻性B級(jí)

4.37

3.51

0.38

8.69

段14-I/39

11.0

>28

4.60

4.51

4.36

0.12

2.61

C30

整體質(zhì)量較好，其中BC剖面在深0～0.5m處聲速小于低限值4.00km/s，綜合評(píng)價(jià)Ⅱ類，均勻性A級(jí)

4.43

4.10

0.16

3.61

段15-I/41

13.5

>28

4.93

4.93

4.29

0.40

8.11

C30

整體質(zhì)量較好，其中AB剖面在深0～0.75m處聲速小于低限值4.00km/s，綜合評(píng)價(jià)Ⅱ類，均勻性B級(jí)

4.94

4.17

0.30

6.07

通過(guò)對(duì)6個(gè)槽段計(jì)9個(gè)測(cè)區(qū)的檢測(cè)成果綜合分析和評(píng)價(jià)可得出如下檢測(cè)結(jié)果。

（1）被檢測(cè)槽段中，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體優(yōu)良（Ⅰ類）4個(gè)，占所檢測(cè)槽段的44.4%；整體質(zhì)量較好（Ⅱ類）4個(gè)，占所檢測(cè)槽段的44.4%；整體質(zhì)量一般（Ⅲ類）1個(gè)，占所檢測(cè)槽段的11.2%。

（2）被檢測(cè)槽段混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體優(yōu)良或較好，局部槽段質(zhì)量一般，在檢測(cè)的剖面中多存在聲測(cè)管管口附近混凝土質(zhì)量較差。

5結(jié)語(yǔ)

以上詳細(xì)介紹了聲波穿透法在地連墻質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用及其數(shù)據(jù)處理和分析方法，由此可以看出，該法具有經(jīng)濟(jì)、無(wú)損、快速、便于分析等優(yōu)點(diǎn)，因而在地連墻質(zhì)量檢測(cè)中得到較為廣泛的應(yīng)用。

目前，應(yīng)用地球物理探測(cè)技術(shù)對(duì)地下隱蔽工程的無(wú)損檢測(cè)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，已由試驗(yàn)研究階段轉(zhuǎn)向?qū)嵱秒A段，并在工程實(shí)踐中不斷得到完善和提高。但由于地下隱蔽工程的施工工藝和填筑材料的不同，其存在的質(zhì)量問(wèn)題也不盡相同，因此對(duì)地下隱蔽工程質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)難度也會(huì)更大，這就要求我們研究或?qū)ふ叶喾N檢測(cè)技術(shù)或方法，綜合開(kāi)發(fā)，綜合應(yīng)用，綜合分析，有效地提高地下隱蔽工程質(zhì)量檢測(cè)的精度，并查明工程內(nèi)部的質(zhì)量隱患類型和位置，更好地為工程建設(shè)服務(wù)，這將是我們今后努力的方向。

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