混凝土灌注樁聲波透射法檢測技術(shù)及其應(yīng)用

1、混凝土灌注樁聲波透射法檢測技術(shù)及其應(yīng)用混凝土灌注樁聲波透射法檢測技術(shù)及其應(yīng)用引言大直徑混凝土灌注樁越來越廣泛的應(yīng)用在公路、橋梁、港口等工程中，灌注樁的施工過程中，容易產(chǎn)生離析、局部夾層、斷樁、縮頸等樁身缺陷，無法從外觀進展檢查。如不通過檢測，將會削弱基樁的力學性能和耐久性，給工程質(zhì)量留下隱患。目前對灌注樁普遍采用無破損檢測法包括低應(yīng)變反射波法和聲波透射法。但是低應(yīng)變法因激振能量小，對深部缺陷及樁底反射不靈敏；樁身存在多處缺陷時，由于多個反本文由論文聯(lián)盟.LL.搜集整理射波互相干擾，形成復雜波列，故對樁身缺陷的類型、程度及位置都難以做出準確的判斷。與低應(yīng)變反射波法相比，聲波透射法有其鮮明的特點：

2、檢測全面、細致，聲波檢測的范圍可覆蓋全樁長的各個橫截面，信息量豐富，結(jié)果準確可靠，且現(xiàn)場操作簡便，不受樁長、長徑比的限制1。1聲波透射法的根本原理及檢測技術(shù)1.1聲波透射法檢測混凝土灌注樁的根本原理聲波透射法檢測灌注樁的原理可簡述為：在樁身中預埋假設(shè)干根聲測管，聲測管材質(zhì)可以是鋼管或PV管，管內(nèi)充滿清水作為聲耦合劑。然后將非金屬超聲波檢測儀的發(fā)射換能器和接收換能器分別置于聲測管中同一程度高度。檢測過程中，收、發(fā)換能器保持同步挪動，發(fā)射換能器發(fā)射超聲波埋藏通過樁身混凝土到達接收換能器，判讀出超聲波穿過混凝土的聲時、聲速、接收波首波的波幅以及接收波主頻等參數(shù)，對缺陷位置和缺陷程度進展判斷。1.2聲

3、波透射法檢測中聲測管的埋設(shè)數(shù)量23JGJ106-2022?建筑基樁檢測技術(shù)標準?與JTG/TF81-01-2022?公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程?中規(guī)定的聲測管埋設(shè)數(shù)量均是根據(jù)樁徑大小進展劃分。建筑標準中規(guī)定樁徑大于2000時埋設(shè)4根聲測管，而公路標準規(guī)定樁徑大于1500時就要求埋設(shè)4根聲測管，由此看出公路標準對于聲波透射法的要求更嚴格。1.3聲測管的埋設(shè)要求聲測管的材質(zhì)采用無縫鋼管或PV管；聲測管的底部應(yīng)封死；聲測管埋設(shè)完成后為了防止異物落下，必須加蓋；聲測管的管口應(yīng)高出樁頭300。1.4聲波透射法的檢測儀器我公司采用的儀器是武漢巖海公司的RS-ST1DP型非金屬超聲波檢測儀，采用跨孔透射法進展

4、樁身完好性檢測。RS-ST1DP型非金屬超聲波檢測儀由主機、收、發(fā)換能器、支架、套筒式管口滑輪組成。其中收、發(fā)換能器內(nèi)的壓電陶瓷易碎，粘接處易脫落，制止敲擊，檢測完畢后需放入海綿套筒內(nèi)保護，收、發(fā)換能器的構(gòu)造一樣可互換使用。1.5聲波透射法檢測前的準備工作聲測管內(nèi)注滿清水。標準中明確規(guī)定聲波透射法檢測中的耦合劑為清水。假設(shè)在聲測管中灌入泥水或污水，靜置一段時間以后，泥水發(fā)生沉淀使探頭無法下到管底，會影響超聲波的傳送與接收。遇見這種情況我們采用的方法是：使用硬質(zhì)PV管插入聲測管底部，將管底部的污水通過高壓水泵的壓力沖出，直到有清水翻出。聲測管通常埋設(shè)在樁基中，稍不注意都會在聲測管中夾有異物，這將

5、影響檢測探頭放到樁底，而且很容易導致探頭夾在管中，造成不必要的損失。因此檢測前用與換能器直徑類似的鋼筋頭測試繩通到管底，檢查聲測管是否暢通。對聲測管進展編號定位，通常將位置在北的聲測管定為A管。用鋼卷尺在樁頂面測量兩聲測管的外徑間距作為測距。這個測試值代表了整個測試剖面內(nèi)各測點的間距。因此，聲測管的平行度對測試精度的影響相當大。對儀器的參數(shù)進展調(diào)整。根據(jù)測距的長度調(diào)整延遲時間。延遲時間的選擇保證首波的起跳點間隔 屏幕左端1020。1.6聲波透射法檢測中的本卷須知檢測中采用的測試步距為25，當需要加密檢測時的測距可選為10；通過深度計數(shù)滑輪拽動收、發(fā)換能器的速度應(yīng)盡量一致，一般為3050/s；通

6、過套筒式管口滑輪使收、發(fā)換能器置于聲測管中央，防止碰到聲測管；收、發(fā)換能器以一樣的步長向上提升，其累計相對高差不應(yīng)大于20，并隨時校正，為了使兩個換能器同步升降，在檢測中需要有經(jīng)歷的工人進展配合，發(fā)射與接收換能器的相對高差超過規(guī)定值后，主機將無法接收到信號；儀器根據(jù)當前設(shè)置的狀態(tài)參數(shù)采集聲波信號。調(diào)整放大倍數(shù)和延遲時間，采集到理想的波形，使得儀器能正確的判讀首波，如圖1所示。假設(shè)波形不理想，判讀不穩(wěn)定，采樣時調(diào)整放大倍數(shù)，使信號幅度到達約滿幅度的1/53/5。圖2所示的波形相當于噪音未采集到首波，這種情況下需要適當調(diào)整放大倍數(shù)使首波到達滿幅度的1/53/5。2聲波透射法的聲學參數(shù)2.1聲速聲速

7、的測試值較為穩(wěn)定，結(jié)果的重復性較好，受非缺陷因素的影響小，在同一根樁的不同剖面以及同一工程的不同樁之間可以比較，是斷定混凝土質(zhì)量的重要參數(shù)。實測時聲速不是直接測試量，而是根據(jù)測距和聲時計算的，聲速的測試精度取決于測距和聲時的測試精度，再次強調(diào)聲測管的平行度的重要性。2.2波幅對混凝土缺陷很敏感，是斷定混凝土質(zhì)量的一個重要參數(shù)。測試時通常以首波的波幅為準。但波幅的測試值受儀器系統(tǒng)性能、換能器耦合狀況、測距等諸多非缺陷因素的影響，波幅的測試值沒有聲速穩(wěn)定。2.3主頻主頻的變化能間接反映混凝土質(zhì)量的好壞，但其變化也受測距、儀器設(shè)備狀態(tài)等非缺陷因素的影響，測試值不穩(wěn)定，因此，主頻漂移指標僅作為聲速、波

8、幅的輔助判據(jù)。2.4接收波波形是反映混凝土質(zhì)量的一個重要方面，它對混凝土內(nèi)部的缺陷較敏感?，F(xiàn)場檢測時除逐點讀取首波的聲時、波幅外，還應(yīng)注意整個接收波波形的變化，及時做出調(diào)整。3工程實例分析我公司使用的儀器是武漢巖海公司消費的RS-ST1DP非金屬超聲波檢測儀。檢測過程中，當有2根以上聲測管時，將聲測管按順時針旋轉(zhuǎn)方向進展編號和分組，防止記錄有錯，并依次放入一對換能器。根據(jù)聲測管間距調(diào)整適宜的延時時間，使得采集到的首波在儀器屏幕適宜的位置。采用一發(fā)一收平測，測點間距為250，從樁底至樁頂逐點檢測出聲時、聲速、波幅以及主頻等聲學參數(shù)，根據(jù)聲學參數(shù)來斷定樁的質(zhì)量。3.1完好樁某市政橋梁工程4號墩的5

9、號樁，樁徑為1200，樁長10。該樁3個剖面的聲時-深度、波幅-深度、聲速-深度曲線近似一條直線，各檢測剖面的聲學參數(shù)均無異常，無聲速低于低限值異常，分析結(jié)果4-5#樁為類樁。其中圖3為B剖面的波形曲線。3.2樁內(nèi)有泥團某跨海大橋3號墩的1號樁，樁徑為2000，樁長30。該樁埋設(shè)4根聲測管，僅在BD剖面存在聲速與波幅下降的現(xiàn)象，可斷定樁內(nèi)有泥團，假設(shè)是泥團包裹聲測管，至少兩個剖面會出現(xiàn)聲速與波幅下降的現(xiàn)象。圖4為BD剖面的波形曲線。3.3樁身局部夾層某高速公路橋梁工程0號墩2號樁，樁長9.0，樁徑為1200。在檢測過程中發(fā)現(xiàn)，B剖面在均樁頂7.147.64范圍內(nèi)聲學參數(shù)出現(xiàn)異常。經(jīng)對其加密檢測，在同一位置處聲速降低，波幅出現(xiàn)陡降。經(jīng)鉆孔取芯以及灌注技術(shù)人員證實，B剖面在7.147.64范圍內(nèi)存在泥水混合物。其中圖5為B剖面的波形曲線。3.4斷樁斷樁是樁基缺陷最嚴重的情況。其斷樁部位的聲時陡增，聲速陡降，波幅嚴重衰減，甚至衰減100%，即無波形或者接收換能器無接收信號出現(xiàn)。圖4為某高速公路基樁1號墩2號樁的聲波透射法檢測圖，該樁檢測長度為25.3，AB、B、A剖面在16.1619.76范圍內(nèi)聲速陡降，波幅衰減100%，接收換能器無接收信號出現(xiàn)，可判斷為斷樁。經(jīng)施工技術(shù)人員證實當天灌注混凝土時等待