超声波法与低应变法在桥梁基桩检测中的综合应用-谷林峰

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1、第39卷第21期山西建筑Vol．39No．21·170·2013年7月SHANXIAＲCHITECTUＲEJul．2013文章编号:1009-6825(2013)21-0170-03超声波法与低应变法在桥梁基桩检测中的综合应用谷林峰(广西金盟工程有限公司，广西南宁530001)摘要:简要介绍了基桩超声波法和低应变法检测的基本原理与工作方法，论述了两种检测方法的优缺点，并通过大量实际检测经验说明充分理解和利用两种方法的特点，综合两者的优势应用于桥梁基桩检测中，有利于提高检测效率和准确度。关键词:超声波法，低应变法，检测，完整性中图分类号:U445．55文献标识码:A近年来，随着国家社会经济的飞速

2、发展，我国在交通基础建播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面或桩身截面积发生变化时设投资上也在不断的加大，各种大型桥梁的修建也越来越多，相(如桩底、断桩和严重离析等部位)或桩身截面积变化(如缩径或应的作为桥梁基础主要形式的灌注桩的应用也越来越多。作为扩径)部位，应力波将产生反射。经接收放大、滤波和数据处理，桥梁重要组成部分的灌注桩，属于隐蔽工程。成桩质量常受施工可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此判定桩身完整性、缺工艺、地质条件、气候条件及现场技术人员的施工经验等多种因陷的程度及位置。典型时域信号见图3，图4。素的影响，成桩质量控制难度大，容易产生各种缺陷桩。基桩完整性检测作为检验桩基质量的重要

3、手段，已成为公路桥梁建设必不可少的一个环节。超声波法与低应变反射波法是目前我国桥梁基桩完整性检测最常用的两种方法，作为两种高效、无损的检测方法，由于检测原理、方法、条件的差异，其检测过程也有各自的优缺点和极限性。为了高效、准确、科学的评价桩基质量，有必要充分了解两种检测方法的优缺点，扬长避短，综合应用于基桩完整性检测中。［1，2］1检测原理1．1超声波法的检测原理超声波法是根据超声波的透射原理检测桩身完整性。当混凝土无缺陷时，混凝土可作为一个连续体，超声波脉冲可在其中［3］2两种检测方法的特点分析正常传播，波形表现为首波陡峭，振幅大，波形无畸变，包络线呈超声波法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩

4、桩身的完整半圆形(见图1)。当混凝土中存在夹泥、空洞、离析等缺陷时，混性检测。检测前在桩身中预埋若干根声测管，在管内注满清水作凝土连续性中断，缺陷与混凝土之间形成界面。在这个界面上，为耦合剂。然后将超声脉冲发射和接收换能器分别置于两根声超声波传播的状态发生改变，产生反射、散射和绕射，导致经过缺测管的同一高度。测试过程中两个换能器同步移动，发射换能器陷位置的超声波脉冲声学参数发生变化，波形产生畸变，表现为发射的超声脉冲通过桩身混凝土被接收换能器接收。当桩身出首波平缓，振幅小，包络线呈喇叭形(见图2)。综合这些因素，可现缺陷时，可以通过加密平测，斜测，扇形扫测确定桩身缺陷的位以判断混凝土内部缺陷范

5、围及程度。置和范围。一般情况下，超声波法的检测结果比较准确、可靠，不受桩长、桩径、场地工程地质条件及缺陷复杂程度的影响，但同时也存在一定的检测盲区。如图5所示，阴影部分为超声脉冲传播路径，阴影部分的外侧为检测盲区，对于桩身在该部位的轻微缺陷有可能漏判。另外在实际的施工过程中，由于保护措施不够，常导致声测管堵塞和倾斜，致使检测数据不全或异变。低应变法适用于各种混凝土桩的完整性检测，检测时测量传1．2低应变反射波法的检测原理感器采用耦合剂牢固安装于灌注桩距桩中心约2/3半径处，激振低应变反射波法是建立在一维应力波理论的基础上，其检测点位置选择在桩中心。的基本原理是在桩顶施加一竖向激振，弹性波沿着桩

6、身向下传低应变检测反映的是桩身阻抗的变化，是对桩身缺陷部位缺收稿日期:2013-05-14作者简介:谷林峰(1981-)，男，工程师第39卷第21期2013年7月谷林峰:超声波法与低应变法在桥梁基桩检测中的综合应用·171·陷程度的定性反映，对于缺陷的类型、方位、范围的大小难以准确的判断。而且由于桩身混凝土强度与混凝土波速之间没有严格的对应关系，对桩长的检测结果也存在一定的误差。此外，低应变法检测结果的准确性还易受到桩长、桩径、场地工程地质条件、缺陷复杂程度及检测技术人员理论水平及经验等条件的影响。针对以上两种检测方法的特点，在桥梁基桩完整性检测中应该以超声波法为主，以低应变法检测为辅。对于大

7、直径、超长的水下灌注桩应100%预埋声测管，并给以声测管严密的保护措施，尽量避免声测管堵塞、倾斜。若个别声测管堵塞或超声波法检测有异常时，可采用低应变法复测，以综合判定桩身完整性等级。对于人工挖孔干灌桩，可部分预埋声测管，检测时全部基桩均应进行低应变法检测。未预埋声测管的基桩低应变检测结果可对照参考已预埋声测管的基桩的低应变检测结果并结合其超声波法检测结果综合分析判断桩身完整性。3工程实例某桥梁的