超声波透射法在工程检测中应用.docVIP

超声波透射法在工程检测中应用 　　摘要：随着我国桥梁建设的发展，目前已经建成和在建的特大型桥梁工程越来越多，跨江、跨海大桥，桥梁基础桩基数量越来越多、桩径越来越大，施工技术难度也逐步加大。因而在施工过程中不可避免地会造成桩身缺陷，而影响到桩基的完整性、使用性。随着科学技术的飞速发展，声波透射技术在工程建设方面得到了非常广泛的应用。声波透射技术能直观、准确地反映基桩的密实度，判断基桩缺陷的性质及位置，同样能够不受基桩长度限制进行准确无误的判断。文章主要对超声波透射法在基桩工程检测中的应用进行了探讨。 　　关键词：超声波;透射法;桩基工程;检测 　　引言 　　桩基是结构物的主要承重部分，其质量直接关系到结构物使用的安全性及长久性，因此，其质量检测显得尤为重要。目前，桩基检测手段较多，超声波透射法是主要检测方法之一。声波透射法是利用声波的透射原理，对桩身混凝土介质状况进行检测，适用于已经预埋了两根或两根以上声测管的基桩。通过在预埋声测管之间发射、接收声波，得到实测声波在混凝土介质中传播的声时、波幅和频率等声学参数的相对变化，从而判断桩身完整性的一种检测方法。 　　1超声波透射法检测原理、方法 　　1.1超声波透射法检测原理 　　混凝土是一种集结型的复合材料，其内部存在着广泛分布的复杂界面。当混凝土的组成材料、工艺条件、内部质量及测试距离一定时，其声波传播速度、首波幅度和接收信号主频等声学参数一般符合统计正态分布。如果某部分混凝土存在空洞、不密实或裂缝等缺陷，便破坏了混凝土的整体性，与无缺陷混凝土相比，声时值会偏大，波幅和频率值会降低。 　　超声波透射法检测适用于灌注成型过程中已经预埋声测管的混凝土灌注桩完整性检测。在基桩施工前，依桩径大小（小等于1.5m埋设3根，大于1.5m埋设4根）预埋一定数量的声测管（一般采用钢管或镀锌管，底端封闭、顶端加盖），作为换能器的通道。 　　1.2现场检测步骤 　　（1）发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中测点处。（2）发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250mm，注意保持两换能器相对累计高差小于20mm。（3）实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。（4）将多跟声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。（5）在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测、扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。（6）在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。 　　2超声波透射法在桩基检测中的应用 　　（1）混凝土灌注桩易出现各种各样的质量问题，如断裂空洞、缩径、离析、沉渣过厚、混凝土强度偏低等。如何测定缺陷的位置，并准确地对其进行评价成为基桩质量检测的一个核心问题，超声波检测法在灌注桩检测中具有绝对的优势。超声波透射法是检测混凝土灌注桩桩身缺陷、评价其完整性的一种有效方法，当超声波经混凝土传播后，它将携带有关混凝土材料性质、内部结构与组成的信息，准确测定超声波经混凝土传播后各种声学参数的量值及变化，就可以推断混凝土的性能、内部结构与组成情况。 　　（2）基桩的超声波透射法检测需要分析和处理的主要声学参数是声速、波幅、主频，同时要注意对实测波形的观察和记录。如何在这些数据的基础上，对桩的完整性、连续性、强度等级等做出判断，是超声法检测的关键。经比较后，采用声场阴影区重叠法。 　　（3）对被测信号进行快速傅立叶变换，就要对时域信号进行截断，即在时域对信号设置窗函数，截断会使谱分析精度受到影响。如果时域信号是周期性的，而截断又按整周期取数，信号截断不会产生问题，因为每周期信号都能代表整个周期信号变化情况。若不是整周期截取数据，则会产生频谱泄漏影响测量结果。目前减少频谱泄露的方法主要有两类：第一类是通过减少同步误差来降低频谱泄漏，即采用整周期截断;二类是在同步误差一定的情况下。通过对采样数据的处理或对测量结果的修正来减少测量误差。加窗函数属于第二类方法，而当前主要使用加窗来减少误差。 　　3判定混凝土缺陷性质与位置的方法 　　在工程建设中油于混凝土灌注桩具有隐蔽性强、缓凝土成型复杂等特点，给施工操作带来了不小的难度，一旦施工操作出现不当便极有可能造成灌注桩离析、夹泥层至是断桩的情况。通过应用声波透射法能将混凝土存在的这些缺陷性质与位置进行有效的检验和正确的判断。 　　3.1判定混凝土缺陷性质的方法 　　声波是一种在不同介质传播中具有的声学参数也不同的弹性波，通过对不同介质中声波参数进行计算处理，能将基桩混凝土的完整性进行准确、直观地判断。 　　（1）声波声速与混凝土质量之间的关系。出声波的声速与混凝土的内部结构