聲波透射法基樁檢測的綜合判讀實(shí)例

1、聲波透射法基樁檢測的綜合判讀實(shí)例聲波透射法基樁檢測的綜合判讀實(shí)例1、引言樁基施工是各種工程建立的重點(diǎn)，關(guān)乎到橋梁工程的性能，而樁基的缺陷、性能檢測成為了影響樁基施工的關(guān)鍵。聲波透射法是常見的樁基檢測手段，通過向介質(zhì)發(fā)射物理特性調(diào)制的聲波，觀察傳播波形和聲學(xué)參數(shù)的變化，來驗(yàn)證被測對象的內(nèi)部構(gòu)造、幾何特征、宏觀缺陷、力學(xué)性質(zhì)等，進(jìn)而到達(dá)樁基檢測的目的。文章將基于實(shí)際的工程案例，分析聲波透射法在樁基檢測中的綜合判讀，為拓展相關(guān)的研究奉獻(xiàn)一份力量。2、聲波透射法樁基檢測的原理與數(shù)據(jù)分析2.1檢測原理聲波透射法樁基檢測的根本原理是超聲脈沖發(fā)射源在混凝土內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波，然后記錄和分析脈沖在混凝土樁基

2、中的波動(dòng)特征，當(dāng)樁基中存在缺陷或破損，那么缺陷面有波阻抗界面，產(chǎn)生波的反射和透射。由于樁基缺陷中的孔洞、蜂窩、松散等都會表達(dá)在聲波的變化上，經(jīng)過分析之后，就能判別樁基內(nèi)部存在缺陷的部位、大小和性質(zhì)，并且不受高度、剖面的限制。2.2數(shù)據(jù)分析聲波透射法運(yùn)用的數(shù)據(jù)主要包括波幅A、時(shí)間T、聲速等，并研究實(shí)測的波形，分析樁基中缺陷的性質(zhì)、位置、大小等，并評估樁基的強(qiáng)度。2.3樁基內(nèi)部缺陷對聲波波速的影響聲波透射法正是利用了樁基內(nèi)部波形的變化特征來判斷的，內(nèi)部缺陷對聲波波速的影響比擬顯著，當(dāng)樁基構(gòu)筑材料松散時(shí)，聲速小于正常值，測點(diǎn)的聲時(shí)偏大，聲波就會直接穿過低聲速材料或繞過缺陷分界面?zhèn)鞑ィ划?dāng)內(nèi)部存在空洞時(shí)

3、，如有水或空氣，樁基材料和其他介質(zhì)的阻抗特性相差明顯，聲能反射系數(shù)接近1，聲波無法穿過混凝土/空氣截面，會沿缺陷邊緣傳播，傳播的途徑增長，聲時(shí)增加，聲速就相應(yīng)的減?？偠灾?，無論是那種缺陷，聲波都會相應(yīng)的減小，判斷也較為容易。2.4樁身完好性判讀在采用聲波透射法檢測樁基時(shí)，根據(jù)樁身的完好性，將其分為四類，一類樁基為完好型的，沒有缺陷，無聲速減孝剖面聲學(xué)參數(shù)異常；二類樁基存在細(xì)微缺陷，但對于構(gòu)造無明顯影響，也能發(fā)揮正常的承載才能，無聲速減小異常，只有個(gè)別測點(diǎn)出現(xiàn)異常；三類樁基存在明顯的缺陷，構(gòu)造和承載才能都有明顯削弱，部分聲速明顯減小，在多個(gè)測點(diǎn)聲學(xué)參數(shù)異常；四類樁基缺陷嚴(yán)重，樁身混凝土普遍出現(xiàn)

4、聲速減小和聲學(xué)參數(shù)異常。3、檢測程序3.1聲測管的埋設(shè)聲測管的規(guī)格、材料需符合要求，上端加蓋、下端封閉，管內(nèi)無異物，連接處圓滑過渡，管口高度宜一致。聲測管巖樁基周圍均勻分布，管底和接頭嚴(yán)格密封；聲測管埋沒至樁底，在下沉?xí)r，每下沉一節(jié)鋼筋籠，需注入一次清水，當(dāng)下沉完畢后，需保證管內(nèi)注滿清水，每4左右測量聲測管間距，并做好記錄工作。此外，聲測管應(yīng)比檢測面高30公分。3.2檢測準(zhǔn)備工作本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理檢測準(zhǔn)備工作包含四個(gè)方面，分別是聲測管的貫穿檢測、明確檢測的樁號、工程地質(zhì)參數(shù)、樁基灌注28天后的強(qiáng)度，只有將這些技術(shù)指標(biāo)和準(zhǔn)備工作做到位之后，才能確保樁基檢測工作順利開展。3.3現(xiàn)場檢測

5、現(xiàn)場檢測根據(jù)檢測方案進(jìn)展，如核對樁號、儀器調(diào)試、參數(shù)設(shè)定、聲測管注水、手測法將探頭置于同一高程、發(fā)射與接收換能器同步升降、觀察波形變化、參數(shù)分析等，現(xiàn)場檢測除了要按照既定的作業(yè)程序執(zhí)行之外，還對檢測人員的專業(yè)技術(shù)程度有一定的要求，如根本的儀器維護(hù)操作技能、波形分析才能等，防止工作上的沖突或延誤。4、工程實(shí)例分析4.1工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況本文研究的工程實(shí)例以南方某公路橋鉆孔灌注樁480根為例，絕大部分采用聲波透射法進(jìn)展檢測，工程地質(zhì)與水文概況詳細(xì)為：層淤泥，流塑狀態(tài)，=40KPa；層粘土，軟塑狀態(tài)，=100KPa；層淤泥質(zhì)黏土，流塑狀態(tài)，=70KPa；層淤泥質(zhì)粘土，流塑狀態(tài)，=70KPa；層含

6、卵石圓礫，中密，=350KPa；地下水對樁基混凝土不具有侵蝕性。4.2檢測方法與過程此大橋10#墩灌注的混凝土為25等級，樁徑為1.30，長度為48，采用聲波透射法進(jìn)展檢測。預(yù)埋三根聲測管，編號為A、B、，分別對AB、A、B三個(gè)面進(jìn)展檢測。10-2號樁在距樁頂下3.8-5.5處，聲測檢測AB、B面聲時(shí)，PSD、波幅均超出判據(jù)。在檢測分析中，會受到其他因素的干擾導(dǎo)致誤判，因此一般采用扇形測、斜測對樁基缺陷部位進(jìn)展核驗(yàn)。扇形測過程中，需要注意探頭的位置，如A管探頭距樁頂大約3.8時(shí)，B管探頭在3.5以上可以獲取真實(shí)的聲學(xué)參數(shù)；當(dāng)A管探頭距樁頂為5.4左右時(shí)，B管探頭在5.7以下可獲得真實(shí)的聲學(xué)參數(shù)

7、。斜測在B管探頭進(jìn)入缺陷處有異常聲學(xué)參數(shù)，當(dāng)提升至3.5以上時(shí)，無論如何調(diào)整儀器，都不能獲得正常的聲測波形。此外，還有一種檢測方式為平測，此處不做闡述。圖1：灌注樁平測、斜側(cè)、扇形測示意圖從檢測后的數(shù)據(jù)分析可以知道，在樁頂下A管附近缺陷范圍大概為4.3-5.0；B管附近缺陷范圍為3.7-5.5。根據(jù)缺陷類型的判別，可以將此類缺陷歸結(jié)到三類缺陷中，即樁基的缺陷比擬嚴(yán)重。4.3綜合判讀分析針對所檢測的樁基信息進(jìn)展搜集，如樁基位置、地質(zhì)條件、原始鉆孔灌注記錄等，在分析中發(fā)現(xiàn)鉆孔和灌注都沒有問題，也沒有灌注缺乏的情況，灌注過程中無異常。然后采用聲波透射法與低應(yīng)變檢測進(jìn)展核驗(yàn)，低應(yīng)變檢測在3.7-5.5

8、處沒有發(fā)現(xiàn)問題，判別為一類樁。為了減少誤判，施工單位對10-2號樁進(jìn)展開挖驗(yàn)核，在樁頂下3.7處沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，而聲測管B周有3厚的離析形成的砂土堆積物，一直延伸到5.5處，此檢測結(jié)果和聲波透射法的檢測結(jié)果吻合。據(jù)開挖驗(yàn)證后認(rèn)為，在B聲測管周3缺陷對樁基的承載才能和構(gòu)造缺乏以產(chǎn)生很大的影響，仍能滿足根本的使用功能，因此不需要進(jìn)展修復(fù)，可以將此樁基歸類到二類樁。開挖驗(yàn)證最為直觀準(zhǔn)確，也是最終的斷定手段，斷定10-2號樁3.7-5.5聲測管壁附近存在3厚離析，屬合格樁。4.4原因分析本文針對10-2號樁基檢測進(jìn)展分析，分別采用了聲波透射法、低應(yīng)變檢測和開挖驗(yàn)證，聲波檢測和開挖驗(yàn)證的缺陷深度高度一致，但也存在一定程度上的誤判，主要原因是在進(jìn)展扇形測和斜測時(shí)，信號損失快，聲測波幅減小，引起接收信號的畸變，導(dǎo)致聲學(xué)參數(shù)異常。聲波透射法斷定為三類樁，而開挖驗(yàn)證斷定為二類樁，屬合格樁，可見存在一定程度誤判。而低應(yīng)變檢測法斷定為一類樁，沒有發(fā)現(xiàn)其中明顯的缺陷，誤判更為嚴(yán)重。聲波透射法檢測效率較高，但仍然需要結(jié)合其他的先進(jìn)技術(shù)，來提