超声波透射法检测桥梁桩基试验及其应用.doc

超声波透射法检测桥梁桩基试验及其应用 　　【摘要】 在介绍超声波透射法对桥梁灌注桩完整性检测基本原理的基础上，结合灌注桩检测实例，总结检测过程中的经验教训，对灌注桩检测和施工养护进行分析和探讨。结果表明超声波透射法能较好地反映桩身的完整性，特别是声测管数为4根时，基本可以覆盖整个桩身剖面，足以满足检测要求和工程需要。 　　 【关键词】 桥梁;灌注桩;完整性检测;超声波透射法 　　 一、前言 　　 桩基础作为基础构件，主要承受上部荷载并将其传递至下端土体中，其质量优劣严重影响主体结构的使用和安全，加之桩基础属于隐蔽工程，其成桩质量受地质条件、成桩工艺、机械设备等因素的影响，故加强桩基础质量检测十分必要。 　　 桩基础的评判标准主要是桩基承载力和桩身完整性，其中桩基承载力的大小直接决定桩基能否承受并传递上部荷载。桩基完整性是一种综合定性指标，反映桩身材料的密实性、连续性等性质及桩基桩身截面的尺寸相对变化。桩身完整性好的桩基都有较好的桩基承载力，因而对桩基完整性的检测结果能直接反映桩基的等级。中国现行规范中常用的桩基检测方法包括高低应变法、静载试验法、钻芯法、超声波法（即折射法和透射法）。下面以桥梁桩基检测为例，对超声波透射法进行探讨。 　　 二、超声波法的检测原理 　　 1、回波法 　　 这一方法同样适用于金属探伤方面。由于材质方面的不同，回波法也受到了影响，混凝土的非匀质性导致了回波法不能够在桩基检测中得以应用。因此，用途较为广泛的是投射法，而超声波透射法的基本原理则是，事先在桩基的内部进行装入管道，由此形成了检测的通道，便于探头等设备的安装，应注意的是，探头等设备需要装在声测管中。在仪器的使用过程中，会接收到周期性的电流脉冲，在经过一系列的转换后，会形成叫做超声脉冲的一种物质，这种物质能够穿透需要进行检测的桩基，然后经过换能器再进行吸收，最终转换成电信号的形式。从设备的显示屏中可以看到详细的时间、波幅等参数，这些参数可以宏观地描述检测中的设备的缺陷所在之处以及缺陷的形成原因，加快了检测的速度以及工程的进度。 　　 2、检测方法 　　 主要有：平测法，斜测法以及扇形扫测法，这些方法时根据发射与接收设备的高度和转换程度进行整合的。应用较为广泛的是平测法与斜测法。在测试过程中，应保持测试的高程不变，并对测试物体的每一个我们能够接触到的面进行独立检测，同时应注意的是，对于不同高程的换能器，其差别越大则测试结果就越准确，可以精确地测定缺陷的具体位置，但高程增加对所接收的信号强度也有所影响，增加了高程，接收信号的强度会减弱，导致在测试缺陷具体位置的时候不能掌握最精准的位置，影响了最终的位置判断。操作人员应注意的是，在进行有关测试之前，应调整相关仪器的零件位置以确保能够探测到最精准的缺陷所在之处。 　　 三、超声波透射法检测原理、方法、判定 　　 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）现场检刚前准备工作 　　 采用标定法确定仪器系统延迟时间。 　　 计算声测管及藕合水层声时修正值。 　　 在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。 　　 将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况;换能器应能在全程范围内升降顺畅。 　　 （2）现场检刚步骤 　　 将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。 　　 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 　　 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。 　　 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。 　　 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。 　　 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、检测数据的处理与判定 　　 检测按《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/TF81-O1-2004）中有关超声波法规定进行： 　　 （