声波透射法对桥基桩质量检测的判断及分析

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1、第17卷第1期土工基础Vol.17No.l2003年3月SoilEng.andFoundationMar.2003声波透射法对桥基桩质量检测的判别及分析’杨明亮‘全元元2李建民3姜生高1(1.中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071;2.湖北天宇工程造价咨询有限公司.武汉4300713中原石油勘探局工程建设总公司.河南457001)摘耍本文讨论桥梁基桩工程中超声波透射法检测的原理、方法，对桩墓缺陷和完整性进行判别及分析，对缺陷桩进行承载力校核等。关键词超声波透射法，桩基检测，桩的完整性中图法分类号:TU473文献标识码:A文章

2、编号:1004-3152(2003)01-0061-05频率等)与混凝土介质的物理力学指标(动弹模、密1概述度、强度等)之间的相联关系就是声波透射法检测的理论依据。当混凝土介质的构成材料、均匀度、养超声波(简称声波)透射法测试是弹性波测试方护方法、施工条件等因系基本一致时，声波在桩体传法的一种，其理论基础建立在固体介质中弹性波的播中运动学特征和动力学特征一致;反之在施工中传播理论上，以人工激振的方法向介质(岩石、岩体、由于塌孔、离析、夹泥等现象出现，声波在传播中，混凝土构筑物)发射声波，在一定的空间距离上接必将在运动学特征和动力学特征

3、上发生变化。收介质物理物性调制的声波，通过观测和分析声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数，3测试方法解决一系列岩土工程中的有关问题。某高速公路桥梁的基桩验收过程中，全部基桩某高速公路的中小桥一般采用1.2m的桩径，都采用超声波进行桩身质量检测，评价桩身介质的大桥特大桥一般采用1.5m的桩径，甚至2.0m以完整性。笔者长期从事检测工作，对声波透射法检上的桩径。施工时，在桩体中预埋3根孔径50mm测桥基桩质量的测试方法和判别规定进行了分析、的钢管做声测管，预埋管绑扎在钢筋笼的内测，且研究，积累了一些工程经验。沿基桩平行设置，管

4、底密封，管内注满清水。桩基混凝土养护期超过7天，方可进行跨孔对穿测试。2测试原理检测前将三根测管按顺序进行编号(A,B,C),得到A一BA一C,B一C三条测线(也称为剖面)，声波在桩体硷中的传播特性反映了硷材料的结量测两测管中心之间的距离，然后分别对A一B,A构、密度及应力应变关系。根据波动理论，知跨孔-C,B-C剖面进行同高程对测。测试时由下而对穿测试其弹性波的波速可近似为:下，每次测距40mm，当发现桩体异常时.测距加密E(1一H)Vp-(1)为lomm测读一次。p(l+p)(1一2p)式中:E一介质的动态弹性模量;p一密度;P-

5、声波透射测试方法有平测法、斜测法和扇面测泊桑比。法三种，一般采用平测和斜测两种方法(见图1)}声波在桩体硷中的传播参数(声时、声速、波幅、平测法是将发射和接收两换能器始终保持在同收稿日期2002一07一11十工基础2003一标高上，进行测试，通过平测可知道缺陷在垂直器等间距移动，两换能器高程差不停变换，形能一方向上的区域大小和严重程度，但不能确定缺陷在扇面。该方法比斜测法操作复杂且数据处理较麻水平方向仁的大概部位。烦，只针对可能有较严重缺陷的桩采用这一测试方斜测法是发射和接收两个换能器不在同一标高法。卜，进行测试。在斜测过程中，采用固

6、定的相差高声波透射测试方法具有能判断缺陷在垂直方向程(即高差同步)，且同一剖面进行两次单独的测试。上具体部位、在水平方向上的大致范围等优纷.是一般来说高程相差越大，越能缩小缺陷在水平方面反射波法，钻孔取芯无法比拟的，但不足之处在于:的范围，但是高程相差越大，测试信号就越弱，各种①对竖向缺陷范围比水平方向缺陷范围容易更干扰信号就越强，就越容易形成误判。所以测试时准确的确定。在保证信号较好的情况下，可适当增大两换能器间②采用平测法时，容易将水平向(如桩横截面方的高程差。斜侧法常作为平测法的补充测试方法，向)较大而竖向(如沿桩身方向)很小的

7、缺陷给漏一个测线一般需测两次，即第一次发射换能器比接掉。收换能器标高高，第二次使发射换能器比接收换能③存在一定范围的测试盲区，即只能测出声测器标高低，但高差绝对值保持一致。通过料测，可管之间一定范围内硷是否有缺陷，不能准确测出桩以缩小缺陷在水平方向上的范围。身整个断面是否有缺陷。例如桩中心是否有较小缺扇形AN法即固定某一固定换能器，将另一换能陷.桩周是否有局部缩径、扩颈等缺陷。(e)平测法(b)斜溯法(第1次)(c)斜洲法(第2次)(d)缺陷分析困1声波盆射洲试方法点的波形.而后根据波形才确定声时值和声幅值，若4测试数据处理及缺陷判定

8、桩荃硷是均质的，声波波形有两头小、中间大、同频率(如图2所示)等特征，若声波经过缺陷，声波波形测试数据的分析处理及缺陷判定严格按照(中就会明显变化，当缺陷特别严重时表现在波形上为华人民共和国行业标准墓桩低应变动力检测规程