地鐵工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)總結(jié)1引言在當(dāng)前地鐵車站、風(fēng)井等明挖結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式中，地下連續(xù)墻是常用的形式之一。作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)而言，對(duì)地下連續(xù)墻施工質(zhì)量的檢測(cè)要求，目前規(guī)范沒有嚴(yán)格規(guī)定，各地建設(shè)行政主管部門規(guī)定也不完全統(tǒng)一。在XX地區(qū)，執(zhí)行《關(guān)于基坑支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)工作的通知》（XX建質(zhì)[2010]897號(hào)）規(guī)定：混凝土地下連續(xù)墻采用聲波透射法檢測(cè)墻身結(jié)構(gòu)完整性，檢測(cè)槽段數(shù)不少于總槽數(shù)的10%，且不得少于3個(gè)槽段。2工程概況XX軌道交通十三號(hào)線首期工程施工九標(biāo)【XX站-XX站】區(qū)間32#中間風(fēng)井位于XX市XX鎮(zhèn)XX公路與規(guī)劃107國(guó)道相交的“十”字路口以北地塊內(nèi)，其西端為盾構(gòu)接收端（XX站后明挖段-32#中間風(fēng)井），東端為盾構(gòu)始發(fā)端（32#中間風(fēng)井-XX站）。中間風(fēng)井為明挖暗埋的二層框架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)42m，寬28m，深24m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800厚地下連續(xù)墻+1道混凝土支撐+3道鋼支撐形式，地下連續(xù)墻深約30m，共分設(shè)22個(gè)槽段，其中“L”型槽段4個(gè)，“—”型槽段18個(gè)。3聲波透射法檢測(cè)技術(shù)3.1檢測(cè)原理超聲波透射法檢測(cè)是采用超聲脈沖發(fā)射源在混凝土內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波，并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過程中表現(xiàn)的波動(dòng)特性。當(dāng)混凝土內(nèi)存在不連續(xù)或破損界面時(shí)，缺陷面形成波阻抗界面，波到達(dá)該界面時(shí)產(chǎn)生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明顯降低。當(dāng)混凝土內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞等嚴(yán)重缺陷時(shí)，將產(chǎn)生波的散射和繞射，根據(jù)波的到達(dá)時(shí)間和波的能量衰減特性、頻率變化以及波形畸形程度等特征。可以獲得測(cè)區(qū)范圍內(nèi)混凝土的密實(shí)度參數(shù)，記錄不同側(cè)面、不同高度上的超聲波動(dòng)特性，經(jīng)過處理分析，就能判別測(cè)區(qū)內(nèi)混凝土內(nèi)部存在缺陷的程度及位置。為使聲波透射法能順利、準(zhǔn)確地檢測(cè)到地下連續(xù)墻身混凝土質(zhì)量狀況，須按檢測(cè)規(guī)范規(guī)定的間距，在地下連續(xù)墻的鋼筋籠中預(yù)埋2根以上聲測(cè)管。3.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)檢測(cè)前，將地下連續(xù)墻頂?shù)哪酀{等清洗干凈，測(cè)量出相應(yīng)聲測(cè)聲測(cè)管外壁間凈距離；之后將各聲測(cè)管內(nèi)注滿清水，采用檢查棒檢查聲測(cè)管暢通情況，確保換能器應(yīng)能在全程范圍內(nèi)升降順暢。將發(fā)射器與接收聲波換能器通過深度標(biāo)志分別置于兩根聲測(cè)管的測(cè)點(diǎn)處。發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高或保持固定高差同步升降，測(cè)點(diǎn)間距不應(yīng)大于200mm，并應(yīng)及時(shí)校核換能器的深度。圖1加密測(cè)點(diǎn)、斜測(cè)、扇形掃描示意圖對(duì)于每條聲測(cè)線，應(yīng)實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)時(shí)的時(shí)程曲線，讀取聲時(shí)、首波峰值，當(dāng)需要采用信號(hào)主頻值作為異常點(diǎn)輔助判據(jù)時(shí)，還應(yīng)讀取信號(hào)主頻值。地下連續(xù)墻墻身完整性檢測(cè)時(shí)，將同一槽段的相鄰兩根聲測(cè)管組成一個(gè)監(jiān)測(cè)剖面進(jìn)行檢測(cè)。在樁身質(zhì)量可疑的測(cè)點(diǎn)周圍，應(yīng)采用加密測(cè)點(diǎn)，或采用斜測(cè)、扇形掃描進(jìn)行復(fù)測(cè)（如上圖），進(jìn)一步確定墻聲缺陷的位置和范圍。在同一幅段內(nèi)的各個(gè)檢測(cè)剖面的檢測(cè)過程中，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)應(yīng)保持不變。3.3墻身完整性判斷各測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)tc、聲速v、波幅Ap及主頻f應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并按照《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106—2003第10.4條的公式計(jì)算，并繪制聲速-深度（v-z）曲線和波幅-深度（Ap-z）曲線，同時(shí)還可繪制輔助的主頻-深度（f-z）曲線：tci=ti-t0-t’(10.4.1-1)vi=l’/tci(10.4.1-2)Api=20lgai/a0(10.4.1-3)fi=1000/Ti(10.4.1-4)式中tci―第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)（μs）；ti―第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)測(cè)量值（μs）；t0―儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間（μs）；t’―聲測(cè)管及耦合水層聲時(shí)修正值（μs）；l’―每檢測(cè)剖面相應(yīng)兩聲測(cè)管的外壁間凈距離（mm）；vi―第i測(cè)點(diǎn)聲速（km/s）；Api―第i測(cè)點(diǎn)波幅值（dB）；ai―第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)首波峰值（V）；a0―零分貝信號(hào)幅值（V）；fi―第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)主頻值（kHz），也可由信號(hào)頻譜的主頻求得；Ti―第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)周期（μs）。定樁身完整性類別應(yīng)應(yīng)結(jié)合樁身混凝土各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD判據(jù)、混凝土聲速低限值以及樁身質(zhì)量可疑點(diǎn)加密測(cè)試后確定的缺陷范圍綜合判定。4地下連續(xù)墻檢測(cè)情況地下連續(xù)墻于2012年6月底開始成槽，于2012年8月初完成全部槽段混凝土澆筑。在地下連續(xù)墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，于2012年9月初組織檢測(cè)單位按照XX地區(qū)關(guān)于混凝土地下連續(xù)墻質(zhì)量檢測(cè)的規(guī)定，選取“—”型槽段2個(gè)、“L”型槽段1個(gè)進(jìn)行了地下連續(xù)墻墻身完整性檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)及判定，2個(gè)“—”型槽段地下連續(xù)墻墻身完整性等級(jí)為“Ⅰ”類，而“L”型槽段（TQ3）地下連續(xù)墻墻頂以下2.1～2.4m范圍有明顯缺陷，墻身完整性等級(jí)判定為“Ⅲ”類。TQ3槽段超聲波管埋設(shè)及導(dǎo)管平面布置圖TQ-3槽段檢測(cè)曲線圖（槽身完整性在距離頂部位置出現(xiàn)異常）表1根據(jù)以上檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)、檢測(cè)出圖和相關(guān)要求得到如下檢測(cè)結(jié)果表：槽段號(hào)(#)墻厚（m）墻深（m）測(cè)試深度（m）剖面平均聲速km//s聲速異常判定值值km/ss聲速標(biāo)準(zhǔn)差kmm/s離散系數(shù)％地下連續(xù)墻主要要缺陷描述述混凝土均勻性等等級(jí)類別綜合評(píng)判類別TQ30.828.55928.5AB4.4714.1780.0451.0完整A1=3\*ROMAANIII28.5BC4.2644.1780.0781.82.1～2.44有明顯缺缺陷A328.5CD4.2154.1780.0340.82.3～2.44有明顯缺缺陷A3對(duì)疑似缺陷槽段開挖至缺陷部位后，參建各方進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)查看，未發(fā)現(xiàn)墻身表面有缺陷現(xiàn)象。從地質(zhì)資料顯示，該槽段自現(xiàn)有地面以下7m左右均為人工回填塊石及回填土層，現(xiàn)場(chǎng)開挖后可見地面以下3m左右范圍內(nèi)有回填片石、塊石，3m以下為回填土。翻查監(jiān)理、施工方的施工記錄，該墻在7月21日23:55~7月22日3:49進(jìn)行混凝土澆筑，歷時(shí)3小時(shí)54分，墻體澆筑高度29.1m，澆筑混凝土方量為147m3，理論128.5m3，平均擴(kuò)散系數(shù)為1.14，澆筑過程正常。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)查看結(jié)果、施工及監(jiān)理單位的施工記錄資料，參建各方對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了專題分析，對(duì)檢測(cè)結(jié)果提出異議。同時(shí)，會(huì)議決定按《關(guān)于建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)工作的通知》（XX建質(zhì)[2010]574號(hào)）規(guī)定：當(dāng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有異議時(shí)，應(yīng)在原試驗(yàn)點(diǎn)附近重新選點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)或在原受檢樁上進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)，驗(yàn)證檢測(cè)的抽檢數(shù)量宜根據(jù)實(shí)際情況確定，可以采用以下方法：（四）可采用鉆芯法、高應(yīng)變法驗(yàn)證低應(yīng)變法檢測(cè)結(jié)果。5確定處理過程根據(jù)專題會(huì)議要求，委托由業(yè)主招標(biāo)確定具有抽芯法檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)單位按《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）、《廣東省建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》（DBJ15-60-2008）、《關(guān)于建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)工作的通知》（XX建質(zhì)[2010]574號(hào)）等規(guī)定，對(duì)TQ-3連續(xù)墻的完整性進(jìn)行抽芯法驗(yàn)證檢測(cè)。抽芯位置為：在聲波透射法檢測(cè)反映有缺陷的斷面中部，各設(shè)一鉆孔，抽芯至地下連續(xù)墻底部并進(jìn)入巖層500。抽芯鉆孔位置示意圖在監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)旁站見證下，檢測(cè)單位按預(yù)定方案完成了TQ-3地下連續(xù)墻的現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣，同時(shí)按規(guī)定分別在每孔芯樣的上、中、下部位各取1組試件進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，其中上部抗壓試件取樣位置在聲波檢測(cè)顯示的缺陷處。從現(xiàn)場(chǎng)芯樣看，芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)好、側(cè)面表面光滑、骨料分部均勻、表面未見氣孔及夾渣等缺陷，混凝土表觀質(zhì)量完好，而且連續(xù)墻底部沉渣少于100mm?？箟涸嚰蜋z測(cè)中心進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果表明，抗壓強(qiáng)度均符合設(shè)計(jì)要求。綜合各種檢測(cè)結(jié)果，最終驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果判定：TQ-3地下連續(xù)墻完整性等級(jí)為“Ⅰ”類，符合設(shè)計(jì)要求。6地下連續(xù)墻質(zhì)量檢測(cè)總結(jié)綜合對(duì)比聲波透射法、抽芯法檢測(cè)結(jié)果，兩者存在一定差異，結(jié)合施工記錄及監(jiān)理過程記錄資料分析，以及以往地鐵工程地下連續(xù)墻施工、檢測(cè)經(jīng)歷，有以下體會(huì)：1、TQ-3槽段為轉(zhuǎn)角槽段，聲波透射法顯示的缺陷位置主要位于轉(zhuǎn)角部位，盡管抽芯法驗(yàn)證該鉆孔位處無缺陷，但在未取芯之處仍可能有一定缺陷，這一缺陷的形成與混凝土澆筑時(shí)導(dǎo)管的布置位置有關(guān)系。在澆筑“L”混凝土?xí)r，宜在轉(zhuǎn)角處增加一導(dǎo)管，以利水下混凝土澆筑時(shí)，混凝土能均勻上升、密實(shí)分布。2、混凝土澆筑過程中，要認(rèn)真控制導(dǎo)管的埋置深度。導(dǎo)管埋深過大或灌注時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低，增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力；埋深過淺，則會(huì)出現(xiàn)泥漿倒灌，影響混凝土澆筑連續(xù)性。3、工程地質(zhì)條件較差時(shí)，如果不重視控制泥漿指標(biāo)，及液面高度，或在混凝土澆筑過程中局部停滯時(shí)