超声波透射法检测桥梁桩基的试验及其应用

《超声波透射法检测桥梁桩基的试验及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、四川建筑科学研究第39卷第6期108SichuanBuildingScience2013年l2月超声波透射法检测桥梁桩基的试验及其应用黄锦雄，韩卫东，朱幸科(中交四航工程研究院有限公司，广东广州510230)摘要：以某大桥工程中混凝土灌注桩检测项目为背景，首先介绍了超声波透射法检测大直径灌注桩桩身的原理、检测方法，根据工程中试验数据，对在不同管距下的波速进行统计、分析，找出其变化规律，并以管距与波速的关系拟合得出回归关系式，将此式与南京水利科学院通过室内试验获得的研究成果进行对比，其结果有差别，但曲线的趋势一样，说明在实际工程中对波速的检测结果应修正；其次，建立了本工程

2、专用的强度一波速关系的曲线；最后，笔者通过现场工程检测实例，给出了桩基存在缺陷时声参量的特征。检测结果表明：声波透射法能够准确的判别长桩的多处缺陷，采用超声波透射法来检测桩身混凝土质量更为可靠。关键词：超声波透射法；大直径灌注桩；完整性检测；声学参数中图分类号：TU753．1文献标志码：B文章编号：1008—1933(2013)06—108—06时，将产生波的散射和绕射，根据波的初始到达时间0引言和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等近年来，随着高速公路、铁路的发展，大直径钻特征，可获取测得范围内混凝土的声学参数。测试孔桩的应用越来越广泛。在钻孔灌注桩的施工过程记

3、录不同测试剖面、不同高度上的超声波的特征，经中，由于地质条件等因素的影响，容易产生离析、夹过处理分析就能获得测试区内混凝土的参考强度和层、断桩、缩径等缺陷，这就像降低其耐久性，若不检内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。测，将会给工程质量留下极大的隐患。基桩完整性1．2桩身混凝土质量与超声波声参量的关系的检测手段较多⋯，如钻芯取样法、低应变法等，但超声波投射法的声参量与混凝土的物理力学指检测大直径、超长桩仍具有一定的局限性。而用超标之间的相关性就是基桩超声波检测的理论依据。声波透射检测法则具有仪器轻便、抗干扰能力强、观其声波传播的特性反映了混凝土材料的结构、密度以及应力、

4、应变关系J。超声波在混凝土中主要以测准确度高、结果直观可靠等优点，并且通过探头在纵波形式传播。根据弹性介质中波动理论，纵波波桩身中上下移动，能详细查明桩身内部缺陷性质、深速分别为：度、大小、严重程度等。本文结合某跨海大桥工程实例来说明对于大直径超长桩，采用超声波透射法来=[E(1一Ix)(1+)(1一Z)](1)检测桩身混凝土质量更为可靠。现将这些结论整理其中，E为介质的动弹模；P为密度；为泊松比。成文，供工程界同仁参考。声波在混凝土中传播时，会发生吸收衰减、散射衰减和扩散衰减，因而波的强度将逐渐减弱。其中1超声波透射法基本原理波的吸收计算公式为：1．1基本原理，：Io

5、e，Io：W由超声脉冲发射源在混凝土内发高频弹性脉冲一(2)波，用高精度接收系统记录该脉冲波在混凝土内传w=2~v3[4+(一)]播过程中表现的波动特征。当混凝土内部存在不连其中，P为固体介质的密度；A为波幅；W为频率；C续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波达到该为定容比热容；C为定压比热容；为波速；O／为吸界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当混凝土内部存在松散、蜂窝孔洞等缺陷收系数；to为波的初始强度；为粘滞系数。式(1)一(2)表明，桩身工程质量与超声波声参量相关。因此，在介质中存在缺陷时，超声波在传播收稿日期：2012-05—18的过程中

6、产生绕射、反射、衰减等现象，使其声时、作者简介：黄锦雄(1972一)，男，广东肇庆人，高级工程师，主要从事港口工程和岩土工程的施工技术管理和研究工作。声速、声幅等产生变化。根据这些声参量的不同变E—mail：hwd_000@163．com化，从而判定基桩的完整性。黄锦雄，等：超声波透射法检测桥梁桩基的试验及其应用1091)声速判据。用正常混凝土声速平均值减去22检测方法倍的声速标准差作为判断有无缺陷的临界值，即：超声波透射法用于基桩完整性检测时，整个过．Vo=Vm一20-(4)程由超声波信号的发射、传播、接收和实测波形的分2)波幅判据。用波幅平均值减6dB作为波幅析处理

7、等部分组成。临界值，当实测波幅低于波幅I临界值时，应将其作为超声波透射法用于基桩完整性现场检测的方法可疑缺陷区，即：是双孔法，主要采用平测法、斜测法和扇形扫测的观A=A一6(5)测。声测管的埋设数量应符合表l要求。3)PSD判据。采用斜率法作为辅助异常判据，表1声测管埋设数量要求当PSD值在某测点附近变化明显时，应将其作为可受检桩设计桩径管／mm根管疑缺陷区，即：D≤8oo2800200o至4Zi—Zi一1式中，ti为第个测点声时值；i为第i个测点深度。声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置，声测