声波透射法检测在桥梁桩基中的应用.pdf

《声波透射法检测在桥梁桩基中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2期福建地质GeologyofFujian155声波透射法检测在桥梁桩基中的应用李清华(福建省建设工程物探试验检测中心，福州，350011)摘要通过对两个桥梁桩基声波透射法的检测，并采用不同方法进行验证，发现了检测过程可能出现的问题，提出了使用该方法应该注意的事项。关键词声波透射法桩基检测近年来，随着公路铁路基本建设的迅速发展，大直径冲(钻)孔灌注桩在大中型建筑物的基础设计中被普遍采用，这是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层(持力层)中，从而极大地减少基础沉降或建筑物的不均匀沉降，实践证明这是一种极为有效、安全可靠的基础形式。冲(钻)孔灌注桩一般为水下灌注混凝土，

2、施工工序多，质量控制难度大，稍有不慎极易产生桩身离析、缩径、断桩等质量事故。在进行下一道工序之前，必须进行桩身的完整性检测和质量评价，以确保工程质量的安全可靠。因此，采用有效的无损检测方法对桩身混凝土质量检测是相当重要的。目前桩身混凝土完整性检测手段主要有低应变法、声波透射法和钻芯法，声波透射法以其检测准确性高、经济简便而逐渐被应用于较大直径钻孔灌注桩检测中。1声波透射法检测的基本原理声波透射法是在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。声波透射法适用于对已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身

3、完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置[1]。按照声波换能器通道在桩体中不同的布置方式，声波透射法检测混凝土灌注桩可分为桩内跨孔透射法、桩内单孔透射法、桩外孔透射法3种方式。其中桩内跨孔透射法是声波透射法检测灌注桩混凝土质量最主要的形式[2]。2声波透射法检测的优缺点与其它桩身完整性检测方法对比，声波透射法检测的优点如下：①仪器轻便、抗干扰能力强；②观测准确度高、结果直观可靠；③不受桩长限制，可以在桩身内部上下移动测试；④无盲区，包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度；⑤可详细查明桩内收稿日期：2013-01—02作者简介：李清华(1969一)，男，工程师，现从事桩基检测、岩土工程

4、勘察等工作。156福建地质GeologyofFujian第32卷部缺陷与性质、深度位置、范围大小、严重程度；⑥可估算混凝土强度等[3]。同时声波透射法检测也存在局限性：①首先要预埋声测管。在实际施工过程中，有的工程桩将声测管绑扎在钢筋笼上，有的工程桩在设计时，下半部没有钢筋笼，造成预埋声测管没有完全放到桩身底部，导致桩底混凝土情况无法探测；②由于声测管不可能埋入岩层中，故桩底嵌岩情况不能检测；③对于超长桩，由于安装声测管存在各方面的不可预料的因素，常会导致堵管而无法测试。3声学参数与混凝土质量的关系3．1声波波速与混凝土强度的关系声波波速与混凝土的关系主要受以下几个因素的影响

5、：①混凝土原材料性质及配合比的影响；②混凝土龄期影响；③温、湿度等混凝土硬化环境的影响；④施工工艺影响。对同一工程混凝土，其构件的声速高低基本上可以反映其强度的高低。3．2混凝土内部缺陷对声波波速的影响当声波在传播路径上遇到缺陷时，若该缺陷是空洞，则其中必填充空气或水。由于混凝土与空气的阻抗相差悬殊，界面的声能反射系数近于1，因此，声波难以通过混凝土或空气界面。但由于低频超声波漫射的特点，声波又将沿缺陷边缘而传播，由于绕射传播的路径比直线传播的路径长，所测的声时就比正常混凝土要大。计算测点声速是以换能器间的直线距离作为传播距离，结果有缺陷处的计算声速就减小。当混凝土内缺陷是由

6、较为松散的材料或水组成，由于这些材料的声速比正常混凝土小，也会使这些部位测点的声时增大。在这种情况下，超声波分两条路径传播，一是绕过缺陷分界面传播；二是直接穿过低声速材料。不论哪种情况，在该处测得的声时都将比正常部位长，在有缺陷部位测得的声速要比正常部位小。3．3接收声波波幅与混凝土质量的关系接收声波波幅是表征声波穿过混凝土后能量衰减程度的指标之一。当混凝土中存在低强度区、离析区以及存在夹泥、蜂窝等缺陷时，对声波吸收衰减和散射衰减增大，使接收波波幅明显下降。3．4接收波频率变化与混凝土质量的关系接收波主频率实质上是介质衰减作用的一个表征量，当遇到缺陷时，由于高频衰减严重，使接

7、收波主频率明显降低。3．5接收波波形的变化与混凝土质量的关系接收波波形由于声波脉冲在缺陷界面的反射与折射，形成射线不同的波束，这些波束由于传播路径不同，或由于界面上产生波形转换而形成波速较小、横波等原因，使到达接收换能器的时间不同，因而使接收波成为许多同相位或不同相位波束的叠加波，导致波形畸变‘“。4推断桩身缺陷的范围和程度4．1缺陷范围的推断依据首先对比各声波检测剖面是否存在同一高程的缺陷。如果不存在同一高程的缺陷，则该缺陷在桩身横截面的分布范围不大，其纵向尺寸将由缺陷在该剖面纵向投影的尺寸确定。如第