JJC-1E型孔径检测系统成孔质量检测

■王建坤 ■中铁十四局集团第三工程有限公司，山东 兖州 272100

桩基位于地面或水面以下，施工具有隐蔽性，其质量直接决定着桥梁的使用寿命，而桩基的成孔质量对桩身整体质量有着重要的影响。传统的孔径检测工艺中，孔深利用测绳量测，孔径、垂直度利用普通检孔器下放到孔底检测，孔底沉渣利用锥形和平底测具测量比较孔深得出，对于以上基桩成孔质量的检测方法都比较粗略，只能估计数据，不够精确，无法测出实际的孔径、垂直度、扩孔系数，没有量化，因此为了消除基桩成孔检测中存在的不稳定问题，以保证桥梁体质量和人民生命财产安全，对桩基成孔质量检测施工技术进行运用和推广，保证钻孔灌注桩的顺利浇筑，具有很强的必要性、迫切性和现实意义，为此引进JJC-1E型灌注桩孔径检测系统，进行成孔质量检测。

1 孔径检测系统原理

1．1 孔径测量

孔径测量采用接触式数字综合探管进行量测。测量时探管带动4条测量腿紧贴孔壁作向上移动，测量腿上安装有传感器，当被测孔径大小变化时，4条测量腿将相应的扩张和收缩，测出在2个正交方向孔径变化，经放大器放大后计算出孔径值的实际变化量。测量腿由弹簧支撑着，测量腿下放时被束缚盒收紧，达到孔底时向上抖动一下电缆，利用泥浆的瞬间反力将开腿盘拉下，由于弹簧的作用测量腿打开，沿井壁向上运动，孔径的变化通过测量腿倾角的变化将变化值通过传感器转变成电信号，信息连续采集，通过串口送至电脑进行处理。

由以上可知，所测量孔径与测量信号△V成性函数关系。

1．2 垂直度测量

成孔垂直度测量采用二维重力加速度计传感器，采用液体摆，稳定可靠，可将采集信号直接传给电脑，其电压输出值大小与传感器倾斜的角度呈线性关系。倾斜计算公式如下:

X、Y:正交的二维传感器信号;

X0、Y0、K:仪器常数(仪器常数X0、Y0是在井斜仪校正台上标定后确定的，当仪器维修后，或受撞击误差大于 ±0．1°需重新返厂标定。);

孔下仪器探测管外径只有54mm，有时满足不了1%的精度要求，可根据设计孔径和设计孔深来选择扶正圈配套使用，提高测量精度，测量可每5m一采集信息，测量结束后电脑可计算出偏心距垂直度。

1．3 沉渣测量

钻孔灌注桩泥浆多为钻机钻进过程中自然形成，它的粘度和含砂量决定于土层的性质及破碎程度和循环处理的工艺，这些都会造成桩孔中泥浆的不均匀，尤其是桩孔底部未被完全破碎的土块及含砂量大、胶体率差的泥浆都会被大量沉淀下来，在孔底，比重较大的泥浆与上部颗粒悬浮较好的泥浆之间存在着较明显的电特性差异。沉渣测量采用电阻率法，在泥浆中由仪器提供一个不受土层影响的交变电场，测量此时的泥浆阻率，均匀泥浆电阻率为一恒值而在沉渣界面上电阻率会发生变化，测量电阻率随深度的变化，经计算可利用曲线的拐点确定沉渣厚度。

2 检孔主要过程

JJC-1E型灌注桩检孔仪检测系统主要检测孔径、孔深、垂直度和沉渣厚度，主要流程如下:

检测场地的平整清理→仪器安装就位→在电脑中输入检测参数→下放孔径仪→向上抖动电缆打开测量腿→测量孔径→提出孔径仪更换测斜仪→下放并定距测量桩孔各高度顶角值→测量垂直度→提出测斜仪更换测沉渣仪→下放到底测量沉渣厚度→完成检孔。

3 成孔检测实例

3．1 应用实例概况

中铁十四局集团第三工程有限公司施工的宝汉高速公路汉中至陕川界项目一标段，全线长6．004km，其中邹寨大桥桥长826．6m，共38孔，下部结构为钻孔灌注桩基础，共186根，桩径分为1．5m、1．8m两种，上部结构为预应力混凝土结构连续箱梁。本桥桩基成孔质量检测采用JJC-1E型检测仪检测。

3．2 成果分析

现以首件26号-1桩基为例进行分析介绍。26号-1桩径1．8m，设计孔深43．5m，桩基施工过程未出现异常情况。

26号-1桩基成孔测量结果，该桩孔径曲线没有出现明显突变，实测孔深43．6m，达到设计要求，孔径最大值1831mm，最小值1796mm，平均值1815．2mm，孔径偏差符合规范允许偏差要求。沉渣厚度9．6mm，垂直度0．654%，符合规范允许要求。26号-1桩基混凝土设计方量为110．95m3，计算方量 112．83m3，实际浇注方量 114．82m3，结果基本吻合，能满足精度要求，其他各桩均可按同样方法计算。

从以上检测报告中可知，使用灌注桩孔径检测系统可以得出实钻孔径、孔深、垂直度和沉渣厚度，还可以结合桩基孔径及地质变化情况指导后续钻孔作业等。

4 检测效果

邹寨大桥基础工程已经全部完工，各桩质量检测结果均为I类桩基。各桩在终孔后均采用JJC-1E型灌注桩孔径检测仪系统进行检测，从各桩的下笼灌注过程及成桩质量检测结果上反应出孔底及冲孔情况与JJC-1E型灌注桩孔径检测系统检测结果基本相符。

5 结语

钻孔灌注桩属于地下隐蔽工程，无法直观的对其整个施工过程进行完全透明监控，因此配备相应的检测设备对其各个环节进行监测是非常必要的，JJC-1E型灌注桩孔径检测仪系统在灌注桩成孔检测方面有着比较完美的表现，不仅能准确的检测成孔孔径、孔深、垂直度和沉渣厚度，且整个检测过程快捷，成孔质量检测能够给钻孔施工给予必要的监督与指导，以保证桩基质量和人民生命财产安全，现在已经成为钻孔灌注桩施工过程中不可或缺的一个重要环节。

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