文档介绍：浅谈桥梁桩基础声波透射法检测技术
摘要:桩基础在桥梁施工中占据着重要的位置。由于桥梁桩基施工的隐蔽性,在施工过程中存在不可预见性的因素较多,如果这些问题不及时解决,将直接影响到桩基的工程质量。桩基质量检测技术涉及到力学、振动学、桩基施工技术和计算机技术等诸多学科知识,它既不同于常规的建筑材料试验,又不同于普通的建筑结构测试,从检测技术来看,主要是对桩基和周围地质的检测,检测方法、频率也不断加强,目前常用的有静荷载试验、高应变、低应变、声波透射法、钻孔取芯法等方法。
关键词:桩基础;声波透射法;检测技术
中图分类号:+1 文献标识码:A 文章编号:
引言:
声波透射法是根据超声波的透射原理检测桩身混凝土的完整性,目前已成为桩基检测中行之有效的方法。声波透射法的基本方法是在桩基灌注混凝土之前,在桩内预埋若干根声测管作为声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的间距逐点检测声波穿过桩身各横截面的声学参数,然后对这些检测数据进行处理、分析和判断,确定桩身混凝土缺陷的位置、范围、程度,从而推断桩身混凝土的连续性、完整性和均匀性状况,评定桩身完整性等级。
声波透射法的检测对象是灌注桩内声测管之间的混凝土质量。混凝土是由多种材料配制而成的非匀质弹黏性材料,对超声脉冲波的吸收、散射衰减较大,当其组成材料、内部质量以及超声波距离相等时超声脉冲波在其中传播的速度、首波波幅和频率等声学参数的测量值应基本一致,波形稳定。如果桩身某部分混凝土存在诸如:空洞、裂缝、夹泥、离析、蜂窝,以及因缺少水泥而形成的松散等缺陷情况时,其空间内空气所占比例相应增大,而空气的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率,超声脉冲波将在“固- 气”界面上几乎产生全反射,绕过或穿过缺陷区的部分超声脉冲波到达接收换能器时,声时值增大,首波幅度降低,频率降低,波形发生畸变。可根据声时及声程的变化,计算出声波速度的变化,判别和计算缺陷程度的大小;并且超声脉冲波在缺陷界面产生散射和反射,到达接收换能器的声波能量(波幅)显著减小,可根据波幅变化的程度判别缺陷的性质和程度;另外超声脉冲波中各频率成分在缺陷界面衰减程度不同,接收信号的频率明显降低,可根据接收信号主频或频率谱的变化分析判别缺陷情况;超声脉冲波在缺陷界面反射和折射,形成波形不同的波束,或由于界面上产生波形转换而形成横波原因使得到达接收换能器的时间不同,使接收波成为许多同向位或不同向位波束的叠加波,造成接收信号波形畸变,以此也可参考分析判断缺陷。声波透射法正是基于以上原理,采用带波形显示功能的超声波检测仪器和频率为 20kHz~150kHz 的声波径向换能器,测量超声脉冲波在混凝土中传播的速度(简称波速)、首波幅度(简称波幅)、和接收信号主频率(简称主频)等声学参数,并根据这些参数及其相对变化,判定桩身混凝土的均匀性或缺陷情况。通过数理统计方法分析接收到的超声脉冲波的波速、波幅、主频和波形等测量值,判定桩的完整性。
灌注桩的声波透射法检测方式有双孔检测、单孔检测和桩外检测三种。应用最广泛的是双孔检测,其包含有平测、斜测扇形扫测等方式。声波透射法检测在具体实践中一般分为全桩身各剖面扫测和有怀疑部位细测两步进行。对声时增加,波形衰减的异常区将测点间距由 25cm 加密至 10cm,在测读声时的基础上