钻孔桩成孔质量检测仪在岳常高速公路上的应用

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【摘 要】 钻孔灌注桩成孔后，采用先进的灌注桩成孔质量检测仪检测，采用“双控”措施有效地提高了钻孔桩成孔质量检测精度；探讨在成孔质量检测中易出现的问题，为以后接下来的成孔质量检测提供了成功经验；同时，对技术人员进行成孔质量检测培训，提高技术人员的整体技术水平。

【关键词】 钻孔桩 成孔质量检测仪 应用

1 工程概况

杭州至瑞丽国家高速公路岳阳至常德高速公路安和垸特大桥，桥梁全长7.4km，土建12标承建了其中的2.028km。该段桥梁主桥为3跨50mT梁，引桥为25m、30m、40m先简支后连续结构预应力砼小箱梁组成。

公路设计等级为高速公路级，双向四车道，设计时速100Km/h，桥梁设计宽度26m，分左右两幅。

本标段钻孔桩施工范围为1#桥0#台～3#桥19#墩，基础为钻孔灌注桩。全桥钻孔桩共计328根（其中φ1.5m桩98根，φ1.8m桩202根，φ2.0m桩28根），孔深42-59m。

本桥桩基成孔质量检测均采用灌注桩成孔质量检测仪检测，该检测仪器由上位机、下位机、井下仪器、电动绞车、井口架及光电脉冲发生器等组成。检测系统外型如图1所示。

2 检测原理及特点

2.1 检测原理

主机采用笔记本电脑进行上位机检测，通过与下位机进行串行通讯，实现灌注桩成孔检测的数字化，具有操作简便，界面美观，资料存储和处理方便、快捷，配备便携式打印机可现场打印资料。

2.1.1 深度测量

滑轮装在由二条铝合金槽钢组成的井口支架上，电缆每移动一米，滑轮应转动三圈。滑轮上装的光电脉冲发生器随着滑轮一起转动，并产生3600个深度脉冲信号传送到微处理器作采样脉冲同时通过串行接口到上位机作深度显示。

2.1.2 孔径测量

采用接触式方法测量，利用四条测量腿紧贴井壁，将两个正交方向上孔径变化的平均值反映出来。测量腿由弹簧支撑着，下放时测量腿置于开腿盘中被束缚住，到了孔底，抖动一下电缆，利用泥浆的反力将开腿盘拉下，测量腿在弹簧的作用下弹开直至井壁，测量腿随电缆提升而沿井壁作向上运动，孔壁直径的变化带动测量腿倾角的变化，其变化由传感器变成电信号，电缆每移动2.5cm下位机作一次采样，通过串口送上位机处理。孔径、孔深测量如图2所示。

2.1.3 沉渣测量

沉渣探管下到孔底后，将绞车减速箱与齿轮脱开，用手摇柄绞上几米，然后松手让探管自由下落，穿过沉渣层抵达原土层，将松弛的电缆收紧，作好测量准备，缓慢地用手柄绞电缆，提速每分钟约1m，采样间隔2.5mm，在探头通过沉渣界面时，电场会发生畸变，沉渣曲线会跳变。可根据跳变曲线的拐点估算出沉渣厚度。沉渣测量如图3所示。

2.1.4 垂直度测量

采用JJM-1型高精度数字测斜仪，该仪器传感器采用液体摆，稳定可靠，可将数字信号直接上传至计算机。由于井下仪器其探管外径只有54mm，有时满足不了1/100的精度要求，根据这一特定的要求，设计了Φ200mm（大孔径桩孔配Φ420mm）扶正圈，可根据设计孔径和设计孔深两个指标来选择扶正圈。测量时采用点测，每5m或10m采一次样，测量结束后计算机可计算出偏心距、垂直度。垂直度测量如图4所示。

2.2 主要技术指标

（1）孔径测量范围：Ф600mm～Ф1800mm（JJY-5型），测量腿安装770mm的扩展腿，测量范围可扩展至3000mm。

（2）孔径测量误差：±25mm；

（3）电缆长度：100m；

（4）井径仪耐压：≥3Mpa；

（5）工作电压：220V；50HZ；50W。

3 如何提高成孔检测精度

3.1 成孔质量检测的重要性

（1）钻孔桩作为隐蔽工程施工，建设单位对成孔质量检测越来越重视。

（2）根据先检测桩的孔径曲线对于地处黄河易坍塌地层、同一墩位、同一钻机施工的其余钻孔桩有借鉴意义。

（3）提高钻孔桩的成孔检测精度可以指导现场水封混凝土，为砍球、控制导管埋深提供技术依据。

3.2 检孔仪优点及缺点

（1）使用探孔器检测孔径时，对于桩的扩孔现象探测不出来，同时也无法反映孔径曲线。而检孔仪可准确地反映孔的成孔曲线。

（2）由于是直接接触式测量，就象拿两把尺子测量孔径，故对孔中的泥浆要求不高。在多种孔壁形状下曲线不会有缺失，解释清晰，可指导钻孔技术和灌注量的确定。

（3）本系统配套齐全，井深度、孔径、垂直度和沉渣厚度都能检测。

（4）采用笔记本电脑进行通讯、检测、管理，使资料存储、编辑功能强大，同时备有标准格式管理资料、为提交报告提供方便，笔记本电脑容量大，可满足存储资料的各种要求。

3.3 影响检测精度的原因及如何提高精度

（1）检测人员熟练程度不够，相互之间配合不够默契，同一指标需要多次检测，检测精度受影响。

提高检测精度方法：检测人员应加强对仪器说明书学习和对仪器的熟练操作程度，同时安排专门人员进行检测，检测人员之间加强配合。

（2）沉渣厚度测量时，人为沉渣曲线拐点选择不同，造成沉渣厚度读值不同。现场时采取测绳测量配合“双控”。

提高检测精度方法：采取多次电脑数值读取和测绳量测“双控”的方法保证精度，不同的人取值，取最不利的值作为沉渣厚度值，以达到沉渣厚度满足规范要求的目标。

（3）仪器自身为易损构件，现场搬运方法不当，测量腿和电缆通用接头受力易损坏，会降低测量精度。

提高检测精度方法：多配置易损坏通用元件，出现顺坏后及时更换，确保仪器完好，提高检测精度。

（4）现场仪器保管维护不力，通用接头出现问题，密封圈进水，井下仪器搬运方法不当加上现场振动、颠簸易造成仪器精度降低。

提高检测精度方法：加强仪器的保管，仪器由专人负责保管，任何人使用仪器必须经专人同意后方可领用；同时加强对仪器的保养，仪器在运输过程中，专车负责仪器运输避免仪器的剧烈振动、颠簸，绝不允许磕碰、乱扔乱摔等，现场测量时轻拿轻放，小心挪动，避免损伤易损元件。仪器使用后必须及时擦干，并检查一遍，对有漏水、接头松动等问题的地方及时采取处理措施。

（5）垂直度测量方法不正，测量时未修改输入扶正圈数值，测量时未在终止深度处停止，造成测量结果不准确。深度起算点选择不当，电缆起算点选择不当造成孔深测量与测绳测量相差太大。

提高检测精度方法：严格按厂家技术培训内容和仪器操作说明要求指导现场操作，垂直度测量时正确填写扶正圈数值并进行复核，缩短垂直度测量间距，每10m采一次样，以提高测量精度，同时下探孔器采取“双控”的方法保证不斜孔；

深度量测时，依据护筒顶标高啊、翻板顶标高和设计桩顶标高准确计算起算面位置。在孔深量测时，要求把绞车线扶好、缠好，避免仪器下降过程中发生晃动造成测量腿张开。仪器下放到位后，要猛提轻放，确保测腿全部张开，保证孔径测量的精度。

（6）检测仪的井下仪器部分长期在孔内泥浆（碱性环境）中作业，仪器传感元件受到弱碱性溶液的腐蚀，测量精度会逐渐降低。

提高检测精度方法：使用后要对井下仪器进行保养，用电吹风把微机检测仪内部的湿气吹干，用防水胶带缠好接头容易进浆的地方，保证仪器内部的绝缘处于良好状态。

（7）仪器长时间使用，未进行标定，导致检测出现误差。

提高检测精度方法：井下仪器长期使用过程中应定期进行标定，同时当检测结果整体偏大或整体偏小时也应及时进行标定，以保证井径仪的测量精度。在检测仪器下水前，通过量测已知护筒的直径来标定仪器的精确度。定期使用校正架对井径仪进行标定，修正孔径方程。

4 结语

（1）在孔径检测过程中，采用“双控”措施有效地提高钻孔桩成孔检测精度，确保施工质量。

（2）在成孔质量检测中易出现的问题，为以后接下来的成孔质量检测提供了成功经验；同时，对技术人员进行成孔质量检测培训，提高技术人员的整体技术水平。