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随着无损检测技术的迅速发展和日臻成熟,基桩的声波透射法检测已成为工程质量控制不可或缺的手段。它借助超声检测仪,获取与混凝土性质有关的三个声学参量,即声时、波幅和波形,再根据这些声学参量对混凝土灌注桩的桩身质量作出评价。
本文从超声波透射法检测的基本原理出发,结合大量现场检测过程中出现的问题,经过整理分析,讨论了桩基工程质量超声波透射法检测的若干影响因素。
超声波检测桩身、桩端混凝土的灌注质量,主要是通过测量在测距内超声波传播的平均声速来了解混凝土的灌注质量的。作为从事检测工作的技术人员必须熟悉影响声速测量的主要因素,在检测和数据分析处理中自觉排除这些影响。这类因素与混凝土本身无关,但又对声速检测带来一定的影响。
01 测试路径距离的影响
超声检测灌注桩之前首先是量测一下桩顶两声测管外壁间的距离,即声波通过的两管之间混凝土的距离。但由于预制钢筋笼时两管之间的距离并非与测量面两管距离相等,尤其是在中长桩长达30m以上时很难保证。
因此在预制钢筋笼时,除了要求管子焊接顺直,平行外,在现场还应进行管距的量测。测试路径量测精度的高低直接影响声参量测量的准确性。某桥桩混凝土顶面与检测工作面相差十米,空置部分声测管导致量测的管距与实际距离相差较大,导致各剖面检测结果参数相差较大。由于同批的预制钢筋笼上的声测管是均匀分布,以量测的声测管管距代替现场的测量数据,有效地减小了检测结果的差异性。
02 耦合剂的影响
在桩基超声波透射法检测过程中,往往在声测管中注清水作藕合剂,但在一些工程实例中,发现管中注的是泥水或者是污水。在经过一段时间的静置后,泥水发生沉淀,使探头未能测试到管底;污水则会影响超声波的传播及接收。在某大桥的水中桩,直接注入污染的江水作声测管耦合剂,导致无法正常检测,当用清水置换管中污水之后,检测得以顺利进行。
03 检测探头的影响
用不同的换能器测量时,其波形相差很大。因此对桩基检测的 状增压式探头波形应作合理的分析。
04 桩基钢筋的影响
钢筋截面积较小,其接收信号远小于混凝土信号。实际测试时,可通过仪器中的增益旋钮抑制箍筋的接收信号:当有较粗的横向钢筋时,应从波形上加以区别。
05 声测管管接头的影响
由于中长桩需要几节管子连接起来,通长到桩底,有时两管连接工艺用10cm短管节,其内径大于声测管外径3~5mm,套焊接而成。超声检测时,若换能器正好处在两管节头之处时,这样就会造成声时稍有增大,声速下降不太明显,但首波波幅下降很明显,对于1.2米的测距大约会下降20dB左右。因此在检测和分析数据时,深度—幅度曲线上如出现有规律的波幅突变时,应分析是否是管接头的影响。
06 桩底声测管弯曲的影响
在预制钢筋笼的安装以及混凝土灌注过程中,会造成声测管底部弯曲变形,使管距增大或变小。有时设计的桩底钢筋笼直径缩小(变径),为了保证声测管的平直,声测管就要穿到钢筋笼外侧。如果不采取加固措施,很容易使声测管压弯或打折,甚至折断。当桩底声测管弯曲时,其它区域曲线基本正常桩底部分声速异常偏高或偏低,波幅总是降低。这是因为声测管弯曲,使发射与接收换能器不再保持平行,造成波幅降低。由于桩底是缺陷易发生部位,根据此类曲线很难判定桩底是否存在缺陷,很可能发生漏判、误判,给工程留下隐患。
07 泥浆护壁灌注桩泥浆比重过大的影响
当泥浆比重过大时,在局部声测管周围会附着薄层泥皮,两声测管之间发射换能器发射的声波将穿过泥皮,声波通过低声速介质。当泥皮较薄时,对声速影响不显著;当泥皮较厚时,将使首波波幅大大地下降,严重时会出现丢波现象,有时还会造成首波误判。
08 灌注桩桩底沉渣的影响
当超声检测到桩底时,有时会出现桩底声速和首波幅度急剧下降的情况。可能是由于桩底沉渣沉淤太厚,超过0.3~0.6m,甚至更大。沉渣的声速在2.0km/s以下,首波幅”下降25~30dB左右。
09 混凝土龄期影响
混凝土声速随龄期的增加而上升。但在硬化初期,声速很低,与泥砂夹层难以区别。而且在硬化初期,混凝土对声能的吸收系数较大,信号较低。试验证明:混凝土强度达到设计标号60%以上时,便于明确地判断缺陷的存在。
后,超声法检测桩基混凝土质量缺陷是很敏感的方法。在基桩的声波透射法检测的过程中,为准确地获取超声波在基桩混凝土中传播的三个声学参量,并以之判定基桩的桩身质量,除检测人员必须具备相应的理论和一定的检测经验外,还需注意:
1)分析各声学参量发生变化的原因,以避免误判。
2)波形、声速、衰减三参数法判断的综合应用是缺陷的基本判据和定量分析的依据。
3)对混凝土质量的完整评价应综合考虑各方面的影响因素。
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声测管的安装准备工作。
声测管厂家,声测管现货,桩基声测管,桥梁声测管(1) 安装前工作:检查声测管底部基础平整度、水平、标高;核对土建基准,确定涵洞位置、中心轴线、中点。连接安装声测管:根据涵洞实际情况,排放涵管。如果涵洞两侧进出水口是与路基同坡度的斜口形式,安装时先安装中间管节,在基础长度方向留出进出水口的位置。中间管节全部安装完毕,校正就位后再安装两侧进出水口。安装时从一侧排放根管节,使其管子中心和基础纵向中心线平行,同样把第二根管放置就位,当两根管相邻法兰间相距3—5cm的缝隙时,用小撬棍对准法兰上的螺栓孔,使其两根管法兰上的螺栓孔对正,这时从第二节管的另一端用撬杠撬动管节,使其纵向平移,使两法兰间距在2cm左右,然后全部穿上螺栓,拧上螺丝,带平扣即可。此后依此方式逐节依次连接,每道涵洞中间管节无先后次序,可以随意连接
声测管在检测时为什么会发热?之所以会发热,是因为氧气声测管里有钛元素。当氧气分子与钛的颗粒触摸吸附,在发生变色的一起,也会放出热量。声测管里边装填的检测试剂,比如,二氧化碳声测管里边的白色部分,氧气声测管里边的黑色部分。当被检测的气体与试剂触摸。会发生化学反响,惹起色彩改变。也便是说,一旦被检测的气体经过声测管,色彩发生改变就阐明气体的存在以及它的浓度。可以作更进一步的解说;发生色彩改变的真正缘由是声测管里边的检测试剂与气体触摸时,发生的化学反响,然后生成了别的一种不同的物质。例如,当二氧化碳声测管里边的白色试剂触摸到二氧化碳气体时,发生改变生成了别的一种紫色的物质。当氧气声测管里边的黑色试剂与氧气触摸时,发生改变生成了别的一种白色的物质。然,会有一些气体声测管和以上不同,改变进程有一些差别。2,为什么变色层的长度能够表示目的气体的浓度呢?首先,声测管里装有检测试剂(也便是对上面的问题的解说:声测管为什么会呈现色彩改变让我们已氧气声测管为例,声测管里紧密地填充着检测试剂,检测时,空气被气体采集器吸进声测管。空气中氧气分子与检测试剂反响使试剂从黑色变为白色。随时间的推动,氧气分子进入检测剂的空隙和检测剂触摸,而且越来越化声测管。这个进程继续推动,一层一层推动,直至没有氧气进入,色彩改变间断。
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