聲波透射法在混凝土灌注樁樁身完整性檢測中的應(yīng)用效果

PAGEPAGE6聲波透射法在混凝土灌注樁樁身完整性檢測中的應(yīng)用效果摘要：用實(shí)例介紹聲波透射法在混凝土灌注樁（模型樁）樁身完整性檢測中的應(yīng)用效果,確定缺陷的范圍。試驗(yàn)證明，該方法能有效檢測混凝土缺陷及其位置。關(guān)鍵詞：聲波透射法；混凝土灌注樁（模型樁）；完整性檢測。一、前言聲波透射法是利用聲波的透射原理，對樁身混凝土介質(zhì)狀況進(jìn)行檢測，適用于在灌注成型樁過程中已經(jīng)預(yù)埋了兩根或兩根以上聲測管的基樁。通過在預(yù)埋聲測管之間發(fā)射并接收聲波，得到實(shí)測聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時(shí)、波幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對變化，從而判斷樁身完整性的一種檢測的方法。湖南省地質(zhì)工程勘察院于2003年10月制作混凝土模型樁2根。2005年5月25日，作者采用聲波透射法對該2根模型樁的樁身完整性進(jìn)行了檢測。二、聲波透射法檢測基樁完整性的工作原理混凝土灌注樁聲波透射法檢測的工作原理是在被測樁內(nèi)預(yù)埋若干根豎向相互平行的聲測管作為檢測通道，將超聲脈沖發(fā)射換能器與接收換能器置于聲測管中，管中注滿清水作為耦合劑，由儀器發(fā)射換能器發(fā)射超聲脈沖，穿過待測的樁體混凝土，并經(jīng)接收換能器被儀器所接收，判讀出超聲波穿過被測混凝土后的首波聲時(shí)、首波波幅和頻率等參數(shù)。超聲脈沖信號(hào)在混凝土的傳播過程中因發(fā)生繞射、折射、多次反射及不同的吸收衰減，使接收信號(hào)在混凝土中傳播的聲時(shí)、波幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)發(fā)生變化，與質(zhì)量正常的混凝土相比，首波聲時(shí)（t）將延長即超聲波在被測混凝土中的傳播聲速（V=L/T）將降低，同時(shí)，根據(jù)聲學(xué)原理，波幅（）呈指數(shù)衰減。這樣接收信號(hào)就攜帶了有關(guān)傳播介質(zhì)（即被測樁身混凝土）的密實(shí)缺陷情況、完整程度等信息。使用專用的數(shù)據(jù)處理與判斷分析軟件對接收信號(hào)的聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，即可對樁身混凝土的完整性、內(nèi)部缺陷性質(zhì)、位置等做出判斷。三、采用的儀器本次檢測所采用的儀器為北京市康科瑞工程檢測技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的NM-4A型非金屬超聲檢測分析儀，該儀器聲時(shí)測量精度為0.1μs，具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線及頻率測量功能。換能器采用北京科學(xué)城科技應(yīng)用研究所生產(chǎn)的CH-2型聲波跨孔測試換能器，它由CH-2T發(fā)射型及CH-2R型接收換能器組成。工作頻率為發(fā)射30KHz，接收1-30KHz，水密性大于1MPa。四、檢測方法本次檢測采用平測法。即將發(fā)射與接收換能器通過深度標(biāo)志分別置于兩根聲測管的相同深度測點(diǎn)處，然后以相同標(biāo)高同步升降，測點(diǎn)間距為25Cm。五、檢測結(jié)果（一）1號(hào)模型樁檢測結(jié)果罷手1叔號(hào)模型樁樁長僅6.00m婆，樁徑府900mm勿，混凝土標(biāo)束號(hào)稅C2捧0糟。樁內(nèi)預(yù)埋兩服對聲測管，即綢一對哥55mm群鋼管，吉管提距酷700摘出m粉m晌，陶編號(hào)籌為生A傘B窄；另一對癥為嘩55mmPV轟C運(yùn)管，王管范距而760竟網(wǎng)m背m遼，居編號(hào)側(cè)為肝C兩D啄。毀A綢B側(cè)管口與索C宵D啦管正交設(shè)置。寸是設(shè)計(jì)制作的承樁身完整的模渣型樁。撕實(shí)際檢測供的嶼1吵號(hào)模型頃樁奇A須B研、伏C夏D它兩個(gè)剖面的聲拒速置-汽深度曲線、波憤幅算-無深度曲線把、涌PS走D稅曲線以及波列映圖分別如圖一低、圖二所示。高圖派一爪弦役逗呀洋潔互圖二險(xiǎn)從圖一可以看牽出，=1\*GB3挎①都A和B持剖面聲速平均柴值為遙4.158K塔m蒙/饒s工，判定缺陷的拼聲速臨界值為遭4.038K燥m刃/抵s寫，聲速曲線均重在聲速臨界值宮曲線以上；=2\*GB3強(qiáng)②洪A態(tài)B閉剖面聲波波幅英平均值副為蚊116.03道d刊B蠅，判定缺陷的裙波幅臨界值為擠為鋼110.03知d繭B李，波幅曲線均幅在波幅臨界值詠曲線以上；=3\*GB3帝③壽C記D恥剖面聲速平均奇值為時(shí)4.286K怖m(xù)家/春s辨，判定缺陷的考聲速臨界值為掏4.094K蔥m潔/腥s標(biāo)，聲速曲線均雅在聲速臨界值才曲線以上；=4\*GB3襲④呈C端D腿剖面波幅平均瓶值啦為鴉124.73司d立B管，判定缺陷的容波幅臨界值錦為塑118.73尼d匙B市，波幅曲線均癥在波幅臨界值念曲躁線以上。癢答煤從圖二可以看桿出擇，著A欣B牢、倦C蒜D基兩個(gè)剖面的波挑列完整，首波潮聲時(shí)、波幅清屈晰可讀。腐賤裳經(jīng)以上分析判派斷，該樁為完呆整樁，與實(shí)際棍制作手的學(xué)1銀號(hào)模型樁情況栽一致。仰（二楊）名2傳號(hào)模型樁檢測繳結(jié)果掃2福號(hào)模型樁樁長變9.00m照，樁徑固900mm炊，混凝土標(biāo)轉(zhuǎn)號(hào)毛C2敬0摸。樁內(nèi)預(yù)埋兩始對聲測管，即段一對接55mm想鋼管，屑管完距專730能龜mm膝，靠編號(hào)刊為止A強(qiáng)B矛；另一對撐為最55mmPV頭C訴管，垃管涼距飄720趁梨m恰m們，酸編號(hào)稼為悅C叫D護(hù)。例毒A馳B飛管級(jí)與馬C濤D稅管正交設(shè)置。找該模型樁在制顫作時(shí)人為設(shè)置祝了肢3埋處缺陷，分別耀為：案=1\*顫GB3紋游①也在卸2.80起m波處放置一抄塊尺300挖㎜雪×30啦0狠㎜咬×40盾0飛㎜的長方形木坊塊；燙=2\*洋GB3影腳②區(qū)在偉4.30醉m僻處放置一個(gè)盛閑滿娛1略0舉㎏清水的塑料戚桶；廢=3\*殃GB3話欠③損在錄6.30m-辨6.60錯(cuò)m添之間用粘土設(shè)隱置一樁身嚴(yán)重披夾泥的缺陷。龜實(shí)際檢測犬的桑2詢號(hào)模型脆樁漂A擦B箏、體C憐D偵兩個(gè)剖面的聲危速負(fù)-失深度曲線、波龍幅塘-躍深度曲線榨、懇PS障D貫曲線以及波列銷圖分別如圖三閑、圖四所示。淺堵我圖泊三秤小膝側(cè)尚喜憤圖優(yōu)四桑慢過繭時(shí)哥狗彈估祝裂閣鳥從檢測數(shù)據(jù)可望知貫，仍A盤B疏、鋼C耐D飄兩個(gè)剖面悔在擴(kuò)2.75糾m境、洽4.25亂m挪、罰6.25m搭及滴6.50佩m栗處的聲速及波仗幅值如表一所般示。表一駝A幻B資剖面鋸聲速臨界菠值蝴3.835貞Km/s月C哈D辮剖面標(biāo)聲速臨界閉值羅3.877探Km/s壩波幅臨界只值井104.20叛dB捆波幅臨界嘉值暢113.94頓dB竹位置待（久m茄）洗聲域速申(竹Km/s)旁波苦幅幟(沃dB)氧位置良（朽m牛）罩聲皂速袋(禾Km/s)路波叔幅約(底dB)僑2.75福3.925凍109.17炎2.75驕3.991敘107.17葵4.25舒3.724怠100.79功4.25猛3.629刷112.90疾6.25賭2.911恢64.85喉6.25勁2.546橫67.99綿6.50拘2.967瓦76.09恨6.50衫2.130郊69.22禍從表一比較可家以看出，唐=1\*摟GB3曾按①匯A談B阿剖面在誰2.75m仙處聲速高于聲頭速臨界值，波鄭幅亦高于波幅暗臨界值場；解C排D棵剖面在爆2.75m愧處聲速高于聲遺速臨界值，波相幅稍低于波幅衰臨界值。練實(shí)際模型樁制航作時(shí)，在該處怖放置的是一扣塊治300經(jīng)㎜訓(xùn)×30偵0株㎜內(nèi)×400擊㎜的長方形木區(qū)塊，羽沿橡木紋方向直茶立于樁的中間病。任根據(jù)爭作者劣對幾種木材順杏木紋方向和橫步穿木紋方向超冷聲波聲速的實(shí)挺際吵實(shí)驗(yàn)，依木材梨材質(zhì)不同，順嫂木紋方向聲速必在釀408攪7音－廊4946m/蘆s椅不等，橫穿木楚紋方向聲速礎(chǔ)在聲34戰(zhàn)7鈴6療－筑3864m/渾s纏之間不等。但季是，對于木材誤材質(zhì)疏松或材燭質(zhì)已經(jīng)開始腐速朽的、或材質(zhì)嘴本身有缺陷的露木材曉，對橫穿木紋賀方向哀的捎聲速影響較大太，僅來在倆122井6騙－鑼1825m/豬s菜，噸而對順木紋方閱向的聲速則相辛對影響較小。題可見，由于在檔此處所放置的移木塊筍材質(zhì)較好，多其聲速與混凝櫻土的聲速差別勻不大，訪因此，在采用桑聲波透射法檢深測時(shí)，不能很創(chuàng)好的將木塊區(qū)盼別出來。竟=2\*局GB3究樸②擋A恰B具、絕C火D映兩剖面規(guī)在騾4.25凈m水處聲速均低于宮聲速臨界值，飯波幅亦均低于窄波幅臨界值。灶實(shí)際模型樁樁藝制作時(shí)，在該戴處放置的是一乞個(gè)盛畜滿劇1割0董㎏清水的塑料友桶?？梢?，在獄采用聲波透射具法檢測時(shí)，對傷該處用盛滿清犧水的塑料桶所驟設(shè)置的樁身缺像陷反應(yīng)比較明薪顯。癥=3\*洞GB3絞掃③憲A亡B符、蘆C浩D穩(wěn)兩剖面般在錄6.25選m拳及控6.50附m擾處聲速均大大賠低于聲速臨界課值，波幅亦大戀大低于波幅臨此界值。實(shí)際模訊型樁樁制作時(shí)妥，該處設(shè)置的樓是一段樁身嚴(yán)宜重夾泥的缺陷懇。可見，在采標(biāo)用聲波透射法釘檢測時(shí)，對該株處樁身嚴(yán)重夾址泥的缺陷反應(yīng)凝非常明顯。巴從圖四可以看揪出搬，似A構(gòu)B奇、散C賄D騙兩剖面在焦6.25m滋及逐6.50m春處，波形雜亂娛、首波到達(dá)時(shí)稍間推遲、波幅育減小，是樁身漫混凝土嚴(yán)重夾票泥的異常反應(yīng)偽。丟（三）工程樁卡檢測實(shí)例頭200劍5多年振6笑月藥作者在某細(xì)橋梁問樁基施工工地拆進(jìn)行工程樁檢紙測時(shí)，發(fā)現(xiàn)一幟根樁耗（樁純長碎15.60蘿m透，樁僑徑奪1800m蘭m狗，灌注運(yùn)C30魂混凝土）賊被檢測的三個(gè)備剖面突在城14.30m凍-14.90閱m崗區(qū)段聲速、波粉幅均出現(xiàn)較大鳥異常，判斷為愚該區(qū)段混凝土肺存在離析現(xiàn)象遍，建議采用鉆源芯法作進(jìn)一步嘗檢測。禮后經(jīng)鉆芯檢測收發(fā)現(xiàn)該區(qū)段混唯凝土石粗骨料與細(xì)骨腦料分布不均勻巴，粗骨料多，膛細(xì)骨料少，釘水泥漿不夠，磁從鉆孔中取不芒出完整砼芯，墻證明該區(qū)段混萬凝土械存在拾離析現(xiàn)象，膠搭結(jié)差，與聲波俗透射法的檢測晃結(jié)果株一致。惡另一根樁（樁工長邀11.30冶m趁，樁拉徑總1600m雙m旱，灌注沃C30班混凝土棄）被檢測的三菌個(gè)剖面扮在睬8.50m-貪9.30m丑區(qū)段聲速、波邁幅均出現(xiàn)高異常，判斷為匙該區(qū)段混凝土鏡膠結(jié)差，建議悲采用鉆芯法作塌進(jìn)一步檢測?？蚝蠼?jīng)鉆芯檢測娛發(fā)現(xiàn)該區(qū)段混純凝土存在蜂窩堪麻面、鋪氣孔晚，膠結(jié)較差，秋與聲波透射法遮的檢測結(jié)果扇一致。六、結(jié)論牧通過采用聲波既透射法在預(yù)制綱的混凝土模型租樁羞和工程樁的疊樁身完整性進(jìn)惰行檢測，檢測考數(shù)據(jù)經(jīng)分析喊與判斷秤（或經(jīng)鉆芯驗(yàn)孝證）依，說明麥采用丙聲波透射法對欲混凝土樁的樁排身完整性淡進(jìn)行檢測，=1\*GB3仆①炭準(zhǔn)確性高，結(jié)農(nóng)論可靠莖；=2\*GB3進(jìn)②案對于憤樁凝身混凝土中包寒裹的木塊列，視其材質(zhì)、資腐朽程度及放屆置方向不同，亂在采用聲波透章射法檢測時(shí)會(huì)僑有不同的訪檢測豎結(jié)果。本文中婆，因在模型樁務(wù)中放置的木塊折材質(zhì)較好，嘴其聲速與混凝然土的聲速差別禽不大，因此，拒在采用聲波透節(jié)射法檢測時(shí)，勢不能很好的將殖木塊區(qū)別出來狹；=3\*GB3禽③測對樁身混凝土互中包裹的盛滿棒水的塑料桶有種比較明顯的聲脾速、波幅異常哲反應(yīng)薪（如圖三、來圖四）騙；=4\*GB3邊④燭對樁身混凝土前中夾泥的情況校，則有非常明覽顯的聲速、波獵幅異常反應(yīng)欠（如圖三、圖許四）扛；=5\*GB3閘⑤夠通過對工程樁階的實(shí)際檢測，粒效果良好。參考文獻(xiàn)場[1]陷謙陳凡，徐天平夢，陳久照，關(guān)數(shù)立軍?；鶚顿|(zhì)至量檢測技術(shù)。本中國建筑工業(yè)栽出版社慨。致200從3徑年。賠[2]局柱中華人民共和掃國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，傳建筑基樁檢測傍技術(shù)規(guī)范?。躂GJ106僑-200濟(jì)3芹）。中國建筑棉工業(yè)出版社述，鄉(xiāng)200族3圣年。團(tuán)There題sulto窩fappl召yingc首rossho制leson盡iclog蘇ging測toins蝕pectt沖heint桃egrity秤ofca亦st-in-歡place微pile焦Bianz膚hao-ji掩n,Tan貼ghai-祖jun界（儉Hunan襪Instit構(gòu)uteof喜Geolo記gical移Engine垮e(cuò)ring芳Explor糾ation,菠Hunan名Zhuzho斯u,412膚003,蒸China.振）乖A尋bstrac貪t魂:Cros柜shole療sonic刑loggin騾gbein哨g泄introd啞uced刻byIn計(jì)stance尸inth獄isart足iclet裙oappl去yingt缸o(hù)insp革ectth酸einte慌grity因ofcas寨t-in-p窯lacep懶ile(mo枝delpi窄le)an蹈dtod榨etermi葡nethe疲range敵ofdi燦sfigur悼ement侮.this輩method鍛arep勿roved真byexa巷minati暗onto棵bever飯yeffi么ciency團(tuán).叮K激eywor斥ds干:Cros踏shole撞sonic亞loggin石g;cas變t-in-p段lacep自ile(mo寸delpi虎le);in塌spect英ofint東egrit善y縮。幼作者簡介：卞辮兆津，男浪，庫196鬧4萬年繪3魂月出生。湖南勝省地質(zhì)工程勘數(shù)察院，高級(jí)工臂程師，現(xiàn)從事族地球物理勘探性及基樁檢測工倦作。湖南省株默洲市向陽村水戰(zhàn)文一隊(duì)院內(nèi)，暴郵架編灘41200益3計(jì)，電穿話仍073324青9075使0向，傳擾真蘆073324庸9170