地下连续墙质量检测技术总结

质量检测技术总结

向 沅 杰

广州市轨道交通建设监理有限公司 广州 510010

摘 要：本文结合地铁工程围护结构地下连续墙质量检测实例，对声波透射法技术应用、及对声波透射

法检测结果有异议时的处理进行初步探讨。

关键词：连续墙 声波透射 检测 异议 总结

1 引言

在当前地铁车站、风井等明挖结构的围护结构形式中，地下连续墙是常用的形式之一。作为围护结构而言，对地下连续墙施工质量的检测要求，目前规范没有严格规定，各地建设行政主管部门规定也不完全统一。在广州地区，执行《关于基坑支护质量检测工作的通知》（穗建质[2010]897号）规定：混凝土地下连续墙采用声波透射法检测墙身结构完整性，检测槽段数不少于总槽数的10%，造价人才网且不得少于3个槽段。

2 工程概况

广州轨道交通十三号线首期工程施工九标【新塘站-官湖站】区间32#中间风井位于增城市新塘镇荔新公路与规划107国道相交的“十”字路口以北地块内，其西端为盾构接收端（新塘站后明挖段-32#中间风井），东端为盾构始发端（32#中间风井-官湖站）。中间风井为明挖暗埋的二层框架结构，长42m，宽28m，深24m。围护结构采用800厚地下连续墙+1道混凝土支撑+3道钢支撑形式，地下连续墙深约30m，共分设22个槽段，其中“L”型槽段4个，“—”型槽段18个。

3 声波透射法检测技术

3.1 检测原理

超声波透射法检测是采用超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特性。当混凝土内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低。当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射，根据波的到达时间和波的能量衰减特性、频率变化以及波形畸形程度等特征。可以获得测区范围内混凝土的密实度参数，记录不同侧面、不同高度上的超声波动特性，经过处理分析，就能判别测区内混凝土内部存在缺陷的程度及位置。

为使声波透射法能顺利、准确地检测到地下连续墙身混凝土质量状况，须按检测规范规定的间距，在地下连续墙的钢筋笼中预埋2根以上声测管。 3.2 现场检测

检测前，将地下连续墙顶的泥浆等清洗干净，测量出相应声测声测管外壁间净距离；

之后将各声测管内注满清水，采用检查棒检查声测管畅通情况，确保换能器应能在全程范围内升降顺畅。

将发射器与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管的测点处。发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不应大于200mm，并应及时校核换能器的环保人才网深度。

图1 加密测点、斜测、扇形扫描示意图

对于每条声测线，应实时显示和记录接收信号时的时程曲线，读取声时、首波峰值，当需要采用信号主频值作为异常点辅助判据时，还应读取信号主频值。

地下连续墙墙身完整性检测时，环保人才网将同一槽段的相邻两根声测管组成一个监测剖面进行检测。在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测、扇形扫描进行复测（如上图），进一步确定墙声缺陷的位置和范围。在同一幅段内的各个检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。 3.3 墙身完整性判断

各测点的声时tc、声速v、波幅Ap及主频f应根据现场检测数据，并按照《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106—2003第10.4条的公式计算，并绘制声速-深度（v-z）曲线和波幅-深度（Ap-z）曲线，同时还可绘制辅助的主频-深度（f-z）曲线：

tci=ti-t0-t’ (10.4.1-1) vi=l’/tci (10.4.1-2) Api=20lg ai/a0 (10.4.1-3) fi=1000/Ti (10.4.1-4) 式中

tci ―第i测点声时（μs）；

ti ― 第i测点声时测量值（μs）； t0― 仪器系统延迟时间（μs）；

t’ ― 声测管及耦合水层声时修正值（μs）；

l’ ― 每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离（mm）； vi― 第i测点声速（km/s）； Api― 第i测点波幅值（dB）；

ai― 第i测点信号首波峰值（V）； a0― 零分贝信号幅值（V）；

fi― 第i测点信号主频值（kHz），也可由信号频谱的主频求得； Ti ― 第i测点信号周期（μs）。

定桩身完整性类别应应结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD判据、混凝土声速低限值以及桩身质量可疑点加密测试后确定的缺陷范围综合判定。

4 地下连续墙检测情况

地下连续墙于2012年6月底开始成槽，于2012年8月初完成全部槽段混凝土浇筑。在地下连续墙混凝土强度达到设计要求后，于2012年9月初组织检测单位按照广州地区关于混凝土地下连续墙质量检测的规定，选取“—”型槽段2个、“L”监理工程师论坛型槽段1个进行了地下连续墙墙身完整性检测。

经检测及判定，2个“—”型槽段地下连续墙墙身完整性等级为“Ⅰ”类，而“L”型槽段（TQ3）地下连续墙墙顶以下2.1～2.4m范围有

明显缺陷，墙身完整性等级判定为“Ⅲ”类。 TQ3槽段超声波管埋设及导管平面布置图

TQ-3槽段检测曲线图（槽身完整性在距离顶部位置出现异常）

表1 根据以上检测各项指标、检测出图和相关要求得到如下检测结果表：

槽段墙厚墙深测试深度（m） 28.5 0.8 28.559 28.5 28.5 AB BC 剖面 平均声声速异声速标离散地下连续墙混凝土常判定准差系数 主要缺陷描均匀性％ 述 完整 2.1～2.4有明显缺陷 2.3～2.4有明显缺陷 等级 A A 类综合评别 判类别 1 3 号(#) （m） （m） 速km/s 值km/s km/s 4.471 4.178 0.045 1.0 4.264 4.178 0.078 1.8 TQ3 III CD 4.215 4.178 0.034 0.8 A 3

对疑似缺陷槽段开挖至缺陷部位后，参建各方进行了现场查看，未发现墙身表面有缺陷现象。从地质资料显示，该槽段自现有地面以下7m左右均为人工回填块石及回填土层，现场开挖后可见地面以下3m左右范围内有回填片石、块石，3m以下为回填土。翻查监理、施工方的施工记录，该墙在7月21日23:55~7月22日3:49进行混凝土浇筑，历时3小时54分，墙体浇筑高度29.1m，浇筑混凝土方量为147m3，理论128.5m3，平均扩散系数为1.14，浇筑过程正常。

结合现场查看结果、施工及监理单位的施工记录资料，参建各方对检测结果进行了专题分析，对检测结果提出异议。同时，会议决定按《关于建筑工程地基基础检测工作的通知》（穗建质[2010]574号）规定：当对检测结果有异议时，应在原试验点附近重新选点进行试验或在原受检桩上进行验证检测，验证检测的抽检数量宜根据实际情况确定，可以采用以下方法：（四）可采用钻芯法、高应变法验证低应变法检测结果。

5 确定处理过程

根据专题会议要求，委托由业主招标确定具有抽芯法检测资质的检测单位按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）、《广东省建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）、《关于建筑工程地基基础检测工作的通知》（穗建质[2010]574号）等规定，对TQ-3连续墙的完整性进行抽芯法验证检测。抽芯位置为：在声波透射法检测反映有缺陷的断面中部，各设一钻孔，抽芯至地下连续墙底部

并进入岩层500。 抽芯钻孔位置示意图

在监理工程师现场旁站见证下，检测单位按预定方案完成了TQ-3地下连续墙的现场钻芯取样，同时按规定分别在每孔芯样的上、中、下部位各取1组试件进行抗压试验，其中上部抗压试件取样位置在声波检测显示的缺陷处。从现场芯样看，芯样连续、完整、胶结好、侧面表面光滑、骨料分部均匀、表面未见气孔及夹渣等缺陷，混凝土表观质量完好，而且连续墙底部沉渣少于100mm。抗压试件送检测中心进行检验，检测结果表明，抗压强度均符合设计要求。综合各种检测结果，最终验证检测结果判定：TQ-3地下连续墙完整性等级为“Ⅰ”类，符合设计要求。

6 地下连续墙质量检测总结

综合对比声波透射法、抽芯法检测结果，两者存在一定差异，结合施工记录及监理过程记录资料分析，以及以往地铁工程地下连续墙施工、检测经历，笔者有以下体会：

1、TQ-3槽段为转角槽段，声波透射法显示的缺陷位置主要位于转角部位，尽管抽芯法验证该钻孔位处无缺陷，但在未取芯之处仍可能有一定缺陷，这一缺陷的形成与混凝土浇筑时导管的布置位置有关系。在浇筑“L”混凝土时，宜在转角处增加一导管，以利水下混凝土浇筑时，混凝土能均匀上升、密实分布。

2、混凝土浇筑过程中，要认真控制导管的埋置深度。导管埋深过大或灌注时间过长，会导致已灌混凝土流动性降低，增大混凝土与导管壁的摩擦力；埋深过浅，则会出现泥浆倒灌，影响混凝土浇筑连续性。

3、工程地质条件较差时，如果不重视控制泥浆指标，及液面高度，或在混凝土浇筑过程中局部停滞时间过长，易发生槽壁坍塌、流砂等，导致土质、泥沙进入墙身混凝土中形成断桩、夹渣。

4、对地铁工程地下连续墙槽段质量检测涉及的检测规范规定、检测方法及判定方法、质量验收规范等，监理人员应牢牢掌握，熟练地应用在施工过程、检测过程的监理监督中。

5、当检测发现异常时，应及时分析原因，严格执行相关规范、规定的要求，认真、及时、负责地组织、推进各项处理工作，及时闭合发现的工程质量缺陷或质量问题。