梁板孔道壓漿飽滿度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

1、梁板孔道壓漿飽滿度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)-工程論文梁板孔道壓漿飽滿度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)馬俊堯MA Jun-yao（中鐵十四局集團(tuán)第五工程有限公司，兗州272100）（The Fifth Project Co.， Ltd. of China Railway Bureau 14 Group ， Yanzhou 272100 ，China）摘要：通過(guò)寧夏銀川至青銅峽高速公路項(xiàng)目梁板孔道壓漿飽滿度檢測(cè)，闡述 了梁的承載能力和耐久性對(duì)橋梁壽命至關(guān)重要作用。Abstract: Through the beam plate hole grouti ng plump ness test ing ofthe expresswa

2、y from Yin chua n to Qington gxia, this paper expo unds theimportanee of carrying capacity and durability to the life of the bridge.關(guān)鍵詞：梁板；孔道壓漿；飽滿度；檢測(cè)技術(shù)Key words: beam plate ； hole grout ing； plump ness ； testi ng tech no logy中圖分類號(hào)：U445.57文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2015）30-0141-030引言以往梁板孔道壓漿是否飽滿，主要觀察錨具壓漿

3、孔漿液是否飽滿，或在管道 處破損檢測(cè)，認(rèn)為錨具壓漿孔漿液飽滿就認(rèn)為壓漿飽滿，破順處漿液飽滿就認(rèn)為管道壓漿飽滿，這是不科學(xué)的，在壓漿的過(guò)程中如果中間有空氣在波紋管中，波紋管道就會(huì)在中間處形成空氣夾層，長(zhǎng)期對(duì)鋼絞線銹蝕，對(duì)梁板的使用壽命大大降低，嚴(yán)重會(huì)是梁板斷裂，造成嚴(yán)重后果，現(xiàn)在采用SPC-MATS預(yù)應(yīng)力混凝土梁多功能檢測(cè)儀檢測(cè)，能科學(xué)地、真實(shí)地反應(yīng)出漿液是否飽滿，對(duì)梁板使用壽命 能做出科學(xué)的定論。1檢測(cè)對(duì)象預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿密實(shí)度（飽滿度及缺陷） ：現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混 凝土孔道壓漿（飽滿度及缺陷）；連續(xù)剛構(gòu)梁孔道壓漿密實(shí)度（飽滿度及缺陷）； 其他預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿密實(shí)度（飽滿度及缺陷）。2檢

4、測(cè)設(shè)備SPC-MATS預(yù)應(yīng)力混凝土梁多功能檢測(cè)儀。其他能滿足量值溯源要求且能有 效檢測(cè)孔道壓漿飽滿度并進(jìn)行缺陷定位的設(shè)備亦可。3檢測(cè)方法及原理3.1檢測(cè)方法簡(jiǎn)介預(yù)應(yīng)力梁：通過(guò)彈性波的傳播、反射特性，可以對(duì)預(yù)應(yīng)力梁的孔道壓漿密實(shí) 度進(jìn)行定性檢測(cè)和定位監(jiān)測(cè)。見(jiàn)表1。表1孔道壓漿密實(shí)度測(cè)試項(xiàng)目一覽表方法測(cè)試方案?jìng)渥⒒滦?測(cè)試全場(chǎng)衰減法（FLEA）在錨索兩端上激振與受信對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道全 休進(jìn)行定性測(cè)試全長(zhǎng)液速法（FLPV1傳遞函數(shù)法（FHT）確宗錨頭附近（約O.5-2m）范圍 內(nèi)有無(wú)缺陷波時(shí)特征對(duì)比法定位測(cè)試沖擊回波等效液速S（1EEA）與禮道延帥軌跡一致，相鄰 測(cè)點(diǎn)間距相等且W20enh孔 道正上方激

5、振定位測(cè)試，訓(xùn)寧 缺誥虻製體垃賣定性測(cè)試和定位測(cè)試兩者各有利弊，定性測(cè)試雖然效率高，時(shí)間短，但是缺陷的具體位置和類型很難得到，而定位測(cè)試可得到具體的缺陷位置和類型， 但是 存在效率低、測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)等不足。因此為了盡快得到精度更高的缺陷位置和類型， 將兩種方法結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，可有效平衡測(cè)試效率和測(cè)試精度。 在實(shí)際的梁 板檢測(cè)中，若錨頭沒(méi)有封閉，可采用上述方法，若錨頭已經(jīng)封閉，可只應(yīng)用沖擊 回波等效波速法（IEEV法）。3.2定性檢測(cè)定性檢測(cè)是指利用露在兩端表面的錨頭（鋼絞線端頭）進(jìn)行激振和拾振，在 預(yù)應(yīng)力梁兩端錨頭漏出端上分別固定一個(gè)傳感器（S31SC）,用激振導(dǎo)向器尖端 部分緊貼鋼絞線（錨桿

6、）端面中心部位，然后用打擊錘敲擊激振導(dǎo)向器，分別記 錄下預(yù)應(yīng)力梁兩端的測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)整個(gè)鋼絞線的壓漿飽滿度加以分析。如圖 1。圖1定件測(cè)試示恿圖定性測(cè)試的方法主要有以下幾種：全長(zhǎng)衰減法（FLEA）通常能量的大小和壓漿的密實(shí)度呈反比，能量越小，壓漿的密實(shí)度越高。若孔道壓漿密實(shí)度越低，在能量傳播的過(guò)程中逸散的就會(huì)越少， 那么衰減越小，反 之，如果孔道壓漿密實(shí)度越高，那么衰減越大。所以要想知道壓漿質(zhì)量，通過(guò)測(cè)試能量的衰減是一種有效方式。全長(zhǎng)波速法（FLPV）全長(zhǎng)波速法是指通過(guò)測(cè)試彈性波經(jīng)過(guò)錨索的傳播時(shí)間，并結(jié)合錨索的距離計(jì) 算出的彈性波經(jīng)過(guò)錨索的波速。由于波速的變化和預(yù)應(yīng)力管道壓漿飽滿度有著直 接

7、的關(guān)系，通過(guò)觀察波速的變化可以知道壓漿的飽滿度。通常波速和壓降飽滿度 之間的關(guān)系是反比的關(guān)系，隨著波速的減少壓降飽滿度會(huì)增大。當(dāng)測(cè)試的錨索的 P波波速接近混凝土中的P波波速時(shí)，說(shuō)明壓漿飽滿度達(dá)到 100%。如圖2。323傳遞函數(shù)法（PFTF）該方法的原理是在預(yù)應(yīng)力梁的一端激振，由于一旦預(yù)應(yīng)力梁存在不密實(shí)情況，那么預(yù)應(yīng)力梁就會(huì)出現(xiàn)高頻振蕩， 因此通過(guò)觀察預(yù)應(yīng)力梁的頻率變化， 就可 以知道錨頭兩端是否存在缺陷情況。另外，該方法可有效彌補(bǔ)定位測(cè)試的弊端， 因?yàn)樵摲椒ㄟm用于錨頭附近的鋼絞線區(qū)域，而錨頭附近的鋼絞線區(qū)域正是定位測(cè) 試很難精準(zhǔn)測(cè)試的區(qū)域。3.3定位檢測(cè)結(jié)合定性測(cè)試的結(jié)果，采用定位檢測(cè)的方法

8、可快速分析出管道壓漿缺陷的位 置和類型。換句話說(shuō)，找出預(yù)應(yīng)力梁孔道坐標(biāo)，標(biāo)出孔道位置，沿著孔道位置依 次激振測(cè)試，根據(jù)彈性波的反射特性來(lái)判斷缺陷的具體位置。4檢測(cè)工作及要求4.1檢測(cè)條件檢測(cè)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度時(shí)，要求至少在壓漿之后的第七天進(jìn)行。特殊情 況下，也要求漿體強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的一半才能進(jìn)行檢測(cè)。4.2檢測(cè)流程對(duì)于預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度的檢測(cè)，IEEV局部測(cè)試是指對(duì)容易出現(xiàn)壓漿不密實(shí)的區(qū)域進(jìn)行測(cè)試，而IEEV全長(zhǎng)測(cè)試是指對(duì)整個(gè)波紋管全長(zhǎng)范圍進(jìn)行測(cè)試。4.3影響因素梁的長(zhǎng)度梁的長(zhǎng)度對(duì)定性測(cè)試的FLEA和FLPV方法存在一定的影響。有資料顯示，若梁在30m左右，幾乎不會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響

9、，但若梁在60-100m 左右,此時(shí)測(cè)試時(shí)最好采用ELPV方法。板的厚度對(duì)于定性測(cè)試來(lái)說(shuō)，板的厚度幾乎不會(huì)對(duì)最后的結(jié)果產(chǎn)生影響。但對(duì)于定位 測(cè)試的IEEV方法來(lái)說(shuō)，板的厚度是極大的一個(gè)影響因素，在管徑一致的情況下, 只有板的厚度越大，該方法的精度才會(huì)越高。管道的排列對(duì)于定性測(cè)試來(lái)說(shuō)，管道的排列幾乎不會(huì)對(duì)最后的結(jié)果產(chǎn)生影響。但對(duì)定位 測(cè)試的IEEV方法來(lái)說(shuō)，管道的排列是極大的一個(gè)影響因素，要求在有雙排管道 的情況下，最好測(cè)試時(shí)從兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行。434鋼絞線位置的偏移雖然在實(shí)際的施工中鋼絞線位置可能會(huì)出現(xiàn)偏移，造成一定程度上的誤差， 但是分析大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，鋼絞線位置的偏移對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果影響并

10、不 大。435管道的位置無(wú)論是對(duì)于定性測(cè)試，還是定位測(cè)試，管道的位置都會(huì)有一定的影響，因此 在實(shí)際的測(cè)試中，定位測(cè)試應(yīng)注意對(duì)比較復(fù)雜的管道進(jìn)行加密測(cè)點(diǎn)，定性測(cè)試應(yīng)注意最好用同位置的管理進(jìn)行測(cè)試。436測(cè)試方向孔道壓漿不密實(shí)的重要原因之一是壓漿材料泌水。此時(shí)產(chǎn)生的空洞主要位于 管道的上方。437孔道的位置孔道的位置對(duì)于IEEV檢測(cè)法有著直接的影響，這是因?yàn)镮EEV檢測(cè)法應(yīng)用的 前提是必須對(duì)孔道位置進(jìn)行定位， 在這種情況下，如果孔道位置定位不準(zhǔn)備，那 么IEEV檢測(cè)法最終的測(cè)試結(jié)果也難以科學(xué)合理。438管道材料的影響不同的管道材料對(duì)測(cè)試的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生不同的影響，尤其是鐵皮波紋管，由于 該管道材料的特

11、殊性，在測(cè)試該管道材料時(shí)應(yīng)采取必要的應(yīng)對(duì)措施，比如應(yīng)用時(shí)結(jié)合沖擊回波等效波速法（IEEA）等。439激振錘的影響隨著激振錘的變化，彈性波波長(zhǎng)也會(huì)隨之變化，而彈性波波長(zhǎng)又對(duì)檢測(cè)精度有著直接的影響，因此必須合理選擇激振錘5壓漿質(zhì)量評(píng)定5.1壓漿質(zhì)量整體評(píng)定方法對(duì)于孔道壓漿的質(zhì)量評(píng)定可以利用定性綜合壓漿指數(shù)If。為了使定性測(cè)試結(jié)果量化，引入了綜合壓漿指數(shù)If。當(dāng)壓漿飽滿時(shí)，lf=1。而完全未注漿時(shí)，lf=O。因此，上述各種方法可得到相應(yīng)的壓漿指數(shù)IEV、IPV和ITF。同時(shí)，綜合壓漿指數(shù)If可定義為：1產(chǎn)仃EV鬥I呷啊TF嚴(yán)(1)如表2表2綜合壓漿指數(shù)對(duì)壓漿密實(shí)度評(píng)價(jià)綜合壓漿指數(shù)h優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)20.90

12、為優(yōu)0.70W lf<0.90為良好|周部可能存在缺陷oW)+70為較差，可能存在較為嚴(yán)直缺陷。灣試快捷物理意乂不明礁 在(L30-0.90之間的 數(shù)值較多，對(duì)壓漿密 實(shí)度的判別較鈍感5.2孔道壓漿密實(shí)度質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)I類孔：孔道壓漿飽滿，無(wú)明顯缺陷。U類孔：孔道壓漿有輕微缺陷，不影響梁承載能力的正常發(fā)揮，不易造成大 面積鋼絞線銹蝕。川類孔：孔道壓漿有明顯缺陷，會(huì)較大程度影響梁承載能力的正常發(fā)揮，容 易造成明顯的鋼絞線銹蝕。I、U類孔一般無(wú)須進(jìn)行處理，能夠滿足使用要求。川類孔極易造成明顯的鋼絞線銹蝕并影響梁承載能力的正常發(fā)揮， 應(yīng)進(jìn)行缺陷處理，處理完成7天后重現(xiàn)檢測(cè)，合格后方可使用。預(yù)應(yīng)力

13、孔道壓漿漿液飽滿度檢測(cè)，如圖3所示表3孔道壓漿密實(shí)度迪滿度及缺陷)質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)定性檢測(cè)定位監(jiān)測(cè)判定結(jié)果建議是否綜合壓槳搭 數(shù)If檢測(cè)部位判定依據(jù)缺陷嚴(yán)童程度薩1 :;:否兩端或較高 験易出理缺 陷區(qū)域根據(jù)直動(dòng)生咸的圖譜分析捷單處缺陷長(zhǎng)度m類應(yīng)處理單處缺陷茯度W20(nn類可不聽(tīng)理Ir<O.70黑片梁全長(zhǎng) - 匚 »-r- 陷，確定 缺陥大 小、位置單處缺陷長(zhǎng)度:>20cmm類應(yīng)處理范圍單處缺陷長(zhǎng)度H類寸不建理圖3預(yù)應(yīng)力孔道壓漿漿液飽滿度檢測(cè)6孔道壓漿缺陷處理6.1孔道壓漿缺陷分類松散型：表現(xiàn)為壓漿料強(qiáng)度和剛性較低，較為松散，但由于這類缺陷不利影響較小，通常不會(huì)進(jìn)行處理空洞

14、性：有空洞，容易侵入空氣和水，根據(jù)空洞大小又可分為小規(guī)模 空洞和大規(guī)?？斩矗淮祟愋腿毕菘刹扇°@孔二次注漿?？斩葱腿毕莞鶕?jù)各自特性又又可分為四個(gè)級(jí)別：A級(jí)：注漿飽滿或波紋管上部有小蜂窩狀氣泡，與鋼絞線不接觸。B級(jí)：波紋管上部有空隙，與鋼絞線不接觸。C級(jí)：波紋管上部有空隙，與鋼絞線相接觸。D級(jí)：波紋管上部無(wú)砂漿，與鋼絞線相接觸并嚴(yán)重缺少砂漿。D級(jí)又可細(xì)分為D1、D2和D3級(jí)，分別對(duì)應(yīng)于大半空、接近全空和全空。A級(jí)、B級(jí)空洞對(duì)鋼絞線幾乎無(wú)傷害，C級(jí)、D級(jí)對(duì)鋼絞線的危害很大，應(yīng) 進(jìn)行處理。6.2缺陷處理意見(jiàn)（表4）表4壓漿缺陷處理意見(jiàn)錶陷類型缺陷長(zhǎng)度竝理的必要性松散邸欣曉一般不必處埠牢洞型彼涪（A級(jí)岀

15、級(jí)）20cm以下-敵不必處珅趙垃20cm宜處理空潟型缺陷級(jí)、D級(jí)）20ctit以下宜處理趨過(guò)m應(yīng)處理6.3缺陷處理方法原配漿料對(duì)于較大缺陷和孔道兩端壓漿不足，可用原配漿料進(jìn)行鉆孔注漿或補(bǔ)漿環(huán)氧樹(shù)脂材料環(huán)氧樹(shù)脂材料具有密實(shí)、抗水、抗?jié)B漏好、強(qiáng)度高、附著力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以作為快速修補(bǔ)材料，加固的壓漿材料用于孔道壓漿小范圍缺陷處理633聚氨酯材料在工程建筑中，聚氨酯材料可作為密封膠、粘合劑、防水堵漏劑等使用，對(duì)于有水的孔道壓漿小缺陷也可以使用該材料來(lái)修補(bǔ)。聚合物防水砂漿聚合物防水砂漿主要用于鉆孔注漿后注漿孔的修復(fù)。目前此項(xiàng)檢測(cè)方法在寧夏銀川至青銅峽高速公路項(xiàng)目上已經(jīng)得到應(yīng)用，檢測(cè)頻率為每座橋梁梁板數(shù)量

16、20%抽檢，檢測(cè)結(jié)果I類孔占抽檢梁板數(shù)量的 89.5% ; U類孔占抽檢梁板數(shù)量的10.4% ;川類孔占抽檢梁板數(shù)量的0.1% ;并在現(xiàn)場(chǎng)部 分實(shí)例開(kāi)孔檢測(cè)結(jié)果與無(wú)破損檢測(cè)結(jié)果一致， 真實(shí)反映了梁板實(shí)體質(zhì)量，川類孔 和部分實(shí)例開(kāi)孔檢測(cè)經(jīng)過(guò)缺陷處理后檢測(cè)合格，可以進(jìn)行梁板安裝。隨著公路橋梁建設(shè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土梁已普遍運(yùn)用于橋梁建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線要在橋梁使用過(guò)程中確保長(zhǎng)期發(fā)揮作用，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，孔道壓漿質(zhì)量 是重要的影響因素之一，壓漿質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到梁的承載能力和使用壽命， 因技術(shù)能力和檢測(cè)手段不足，孔道壓漿飽滿度及缺陷無(wú)損檢測(cè)一直是試驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng) 域的空白，近年來(lái)隨著科技水平的提高和技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)組件趨于成熟，現(xiàn)在通過(guò)此項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)孔道壓漿飽滿度檢 測(cè)，大大提高了橋梁的承載力和使用壽命，增加了橋梁的安全性和使用年限。參考文獻(xiàn)：1 JGJ/T182-2009 ，錨桿錨固質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)規(guī)程S.2 DL/T5424-2009 ，水利水電工程錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)規(guī)范S.3 混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷及裂縫處理技術(shù)規(guī)定（試行）S.4 M.