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超高层钢管混凝土的检测 付体军 （贵州建工集团第四建筑工程公司） 内容摘要：通过对超高层钢管混凝土检测方法的分析，解决施工过程中钢管混凝土的检测问题。 关键词：超高层、钢管混凝土、检测点 工程概况： 某大厦观光综合楼工程总建筑面积为3.5万m2，黄海高程1303.5m，设2层地下室，地上建筑43层。地上建筑总高度201m，主体大屋面高度148.4m，地下室埋深11.2m，场地占地平面近似呈长方形。 二、检测方法及原理 在钢管混凝土施工前将进行1：1模型钢管混凝土模拟试验，优化施工工艺，使施工工艺能确保钢管混凝土的浇筑质量。 钢管混凝土柱施工完毕后，等混凝土终凝后，开始对混凝土进行检测。检测首先采用常规的敲击法，然后对可疑部位进行超声波检测。 超声波检测的原理是：超声波检测钢管混凝土的基本原理是在钢管外径的一端利用发射换能器产生高频振动，经钢管圆心传向钢管外径另一端的接收换能器。超声波在传播过程中遇到由各种缺陷形成的界面时就会改变传播方向和路径，其能量就会在缺陷处被衰减，造成超声波到达接收换能器的声时、幅值、频率的相对变化。 超声波检测方法主要包括：波形识别法，首波声时法以及首波频率法。 三、检测方法分类分析 序号 类 型 结 果 1 声时短、幅值大、频率高 表明超声波穿过的钢管混凝土密实均匀，没有缺陷。 2 声时长、幅值小、频率低 表明钢管混凝土中存在着缺陷，而且缺陷的位置是在有效接收声场的中心轴线上即收发换能器的连线。 3 声时短、幅值小、频率低 钢管混凝土中的缺陷不在有效接收声场的中心轴线上，而是在有效接收声场覆盖的空间内，以致声线仍然通过有效接收声场的中心轴线，声时不会改变，然而有效声场空间里的缺陷使得声能受到衰减，导致幅值变小频率下降。 钢管混凝土中的缺陷虽然在有铲接收声场的中心轴线上，但是缺陷足够小。 钢管混凝土本身并没有缺陷，但是由于换能器与钢管外壁耦合不良，也会造成幅值变小、频率下降而声时变化很小的现象。这种现象是在检测过程中由人为因素造成的，它不能反映钢管混凝土的真实情况，必须杜绝它的出现。 四、检测仪器 1、本工程采用超声波系统进行钢管混凝土外部检测，该系统各技术指标如下表所示： 体 积 252mm×185mm×58mm 重 量 约2kg(含内置电池） 工作温度 0℃～+40℃ 供电方式 AC：220 10%，内置锂电供电 声时测读精度 ±0.1μs 声时测读范围 0～19999.9μs 放大增益 82dB 幅度分辨率 3.9‰ 放大器带宽 10kHz～250kHz 接收灵敏度 ≤30μV 采样周期(μs) 0.05～6.4，八档 最大采样长度 32k 发射电压(V) 65～1000，五档 发射脉宽 20μs～20ms可调 通道数 1 信号采集方式 连续 显示方式 640×480,TFT彩显 数据存储空间 32Mbytes（3.5万波形+数据） 通用接口 并口 支持打印机 HP系列及其兼容激光打印机 2、超声波检测仪技术要求及检验和操作 序号 项 目 内容 1 超声波检测仪技术要求 进入现场进行钢管混凝土检测的超声波检测仪应通过技术鉴定并必须具有产品合格证。 仪器应具有良好的稳定性，声时显示调节在20～30μs范围内时，2h内声时显示的漂移不得大于±0.2μs。 2 换能器技术要求 换能器宜采用厚度振动形式压电材料。 换能器的频率宜在50～100kHz范围以内。 换能器实测频率与标称频率相差应不大于±10%。 3 超声波仪器检验和操作 操作前应仔细阅读仪器使用说明书。 仪器在接通电源前应检查电源电压，接上电源后仪器宜预热10min。 换能器与标准棒耦合良好，有调零装置的仪器应扣除初读数。 在实测时，接收信号的首波幅度均应调至30～40mm后，才能测读每个测点的声时值。 4 检测仪器维护 如仪器在较长时间内停用，每月应通电一次，每次不少于1h。 仪器需存放在通风、阴凉、干燥处，无论存放或工作均需防尘。在搬运过程中须防止碰撞和剧烈振动。 换能器应避免摔损和撞击，工作完毕应擦拭干净单独存放。换能器的耦合面应避免磨损。 五、现场实施 1、检测工作流程 2、检测点的布置 钢管混凝土超声波检测点的布置 检测时根据需要采用对测法,如下图所示: 2、数据整理分析 1）测位混凝土声学参数的平均值mx和标准差sx应按下式计算： 式中：Xi——第i点的声学参数测量值； N——参与统计的测点数。 2）异常数据可按下列方法判别： A、将测位各测点的波幅、声速或主频值由大至小按顺序分别排列，即X1≥X2≥……Xn≥Xn+1≥……，将排在后面明显小的数据视为可疑，再将这些可疑数据中最大的一个（假定Xn