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1、第3卷第8期岩土工程界勘察测试与分析声波透射法在长桩测试中的应用卢红标,唐德高,严少华(工程兵工程学院,南京210007)[摘要]阐明了声波透射法的原理和方法,通过实测工程表明该方法是检测长桩桩身混凝土质量的一种行之有效的手段,并提出了现场准确可靠地采集和分析数据的措施。[关键词]声波透射法长桩测试置作出判断,并给出混凝土总体均匀性和强度等级的1前言评价指标。由于它的测试过程是连续和完整的,所以桩基础质量检测一般是用小应变法来检测。而在声波透射法是长桩质量检测的重要方法之一。一些长桩(一般在40m以上)的
2、检测中,小应变法由于2声波透射法对桩身质量的评判冲击能量损耗、扩散及仪器设备灵敏度等方面的原因,往往测试效果不理想。所以在一些重要工程中,常常2.1灌注桩混凝土缺陷的判断要用声波透射法来检测长桩的施工质量。在进行桩身质量检测时,沿桩的轴向逐点测量各一般来说,声波透射法主要目的是:1)检测桩身混深度断面上的混凝土的声时、波幅接收波频率、波形等凝土有无离析、断桩、孔洞和不密实等缺陷;2)对桩身声参数,并绘出桩在纵剖面上的“声时—深度”、“波幅整体强度及其匀质性等作出评价。—深度”曲线。1n声波透射法的基本原理
3、和方法是桩内预埋若干根mx=ǚxini=1声测管作为检测通道,将超声脉冲发射和接收探头置n2于声测管中,管中充满清水作耦合剂(图1),由仪器脉Sx=(ǚxi-nmx)/(n-1)i=1冲信号发生器发出一系列周期性电脉冲,加在发射探式中:mx—代表某一项参数的平均值;xi—某一头的压电体上转换成超声脉冲,该脉冲穿过混凝土,被项参数参与计算的实测值;n—参与计算的测点总数;接收探头接收并转换成电信号。由仪器中的测量系统S—某一项参数的标准差。x测出超声脉冲穿过桩体所需时间、接收波幅值、接收脉声速、波幅或频率的
4、临界值由下式判断:冲主频率、接收波形及频谱等参数。最后由数据处理M=μq-6系统按判断软件对接收信号的各种参数进行综合判断nμq=ǚqi/n和分析,即可对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位i=1式中:M—临界值,实测值低于M时可判定为异常值;μq—衰减量平均值;qi—第i点的衰减量;n—测点数。得到异常点范围后,可综合判断缺陷位置及性质。2.2桩身混凝土强度及均匀性的推定众所周知,混凝土为多相介质,其强度受混凝土的粘塑性、材料的颗粒结构和各种缺陷界面散射的影响,单一的声速法对推定混凝土强度的效果不太理想,
5、而声速—介质因子反映了含石量变化对声速与强度相关性的影响。强度、声速—介质因子综合法可用下式表示:βγR=αvQ+δcui式中:Rcui—各测点的推算强度;v—各测点的混凝土声速;Q—混凝土的介质因子;α、β、γ、δ—系数。图1声波透射法检测装置根据《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87)的[收稿日期]2000-06-01;[责任编辑]王延忠。33勘察测试与分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLD2000年8月规定,结构混凝土总质量水平,可根据统计周期内混凝现场测试时首先在声测
6、管中注满清水,发射和接土强度标准差和试件强度不低于要求强度等级的百分收探头的测试线上绑上测绳,并把探头放到管底。采率两项指标来划分。并规定将混凝土质量划分为优集信号时发射电压值和放大器增益值固定不变。发射良、一般、差3等。可按下式算出全桩混凝土强度标准与接收探头同步提升,提升高度应严格按测绳上的刻差和不低于规定强度等级的百分率:度,其累计相对高差不能大于2cm,并随时校正。每次n提升高度为20cm。依次测取各测点的声时及波幅,并22SR=(ǚRcui-nmRcu)/(n-1)i=1进行记录。每一对钢管全部
7、测点测完后,再随机抽取P=(n0/n)×100%10%的测点进行了复测。式中:S—强度标准差;R—全桩各测点混凝土Rcui通过测试、计算分析得到这两根桩的声时相对标的强度推算值;n—全桩测点总数;mRcu—全桩各测点准差平均为2.3%,波幅相对标准差为7.1%,均符合混凝土强度推算值的平均值;n0—全桩各测点强度推JGJ/T93-95第7.3.3.7条之规定(表2、图3)。算值中不低于要求强度等级的数量;P—测点总数中不低于规定强度等级的百分率。根据所算出的SR和P,即可划分桩的混凝土的质量水平。3工程实
8、例测试与分析本中心在江苏省吴江市某工地利用声波透射法对两根钻孔灌注桩的施工质量进行了检查。该桩桩身混凝土设计标号为C30,混凝土配合比为灰∶水∶沙∶石=图31#桩AB剖面声速—深度(a)、波幅—深度(b)1∶0.47∶1.43∶2.27,桩基的有关情况见表1。曲线图表1桩基情况简介表2两根桩的检测结果桩号施工日期直径(mm)桩长(m)检测日期检测强度强度桩均匀性11998.09.060.8060.01998.10.01质量评价
