浅析声波透射法在基桩检测的应用.docx

浅析声波透射法在基桩检测的应用一、引言混凝土灌注桩是桥梁工程桩基础中的主要形式，由于其成桩质量受地质条件、成桩工艺、机械设备、施工人员、管理水平等诸多因素的影响，较易产生夹泥、断裂、缩颈、混凝土离析、桩底沉渣较厚及桩顶混凝土密实度较差等质量缺陷，危及主题结构的正常使用与安全，甚至引发工程质量事故，加上是隐蔽工程，因此加强对桩基础质量的现场检测十分必要。为此国家近年来先后出台了《建筑基桩检测规范》（JGJ106-2003)和《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/TF81-01-2004),进一步明确要求规范基桩工程的现场质量检测工作。与其它方法相比较，声波透射法有以下特点：1、检测全面细致，检测范围可覆盖整个桩长的各个断面，几乎无检测“盲区”2、检测结果准确可靠，全桩长的断面扫描检测，加上短距离时声波对较小范围的缺陷也较为敏感，可以较为准确的各缺陷部位在深度方向的准确位置和范围，便于缺陷的分析与处理。3、不受桩长、桩径的限制，也不受场地的限制。4、检测较为快捷方便。因此该方法已成为大直径、长桩的混凝土灌注桩完整性检测重要手段本文结合在使用北京康科瑞非金属声波测试仪在桩基检测工程中的应用，对声波透射法的检测做出一些总结。二、检测实例分析⑴桩1为摩擦灌注桩，设计桩长37.8m，桩径1300mm，混凝土强度等级C25.各个剖面声学参数均无异常，声速离散系数均小于5%，混凝土均匀性等级为A，桩身完整，判为Ⅰ类。⑵桩2也为摩擦灌注桩，设计桩长44.6米，桩径1500mm，混凝土强度等级C25.其中3个剖面18.6米处同时出现声学参数异常，异常范围的波速比平均波速下降20%，波幅比平均波幅下降30dB;该桩判为Ⅱ类桩。三、超声波检测中的若干体会1、应正确理解并处理相关规范中关于桩身完整性的判定基桩检测的相关规范中，根据桩身是否存在缺陷及存在缺陷的严重程度，将桩的完整性分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共四个类别；并根据各检测剖面的声学参数异常点的分布情况及异常点的偏离程度，决定被测桩的完整性类别；对实际的检测数据，采用概率法确定声速临界值来评判声速是否异常，采采用平均幅度减去6dB作为幅度临界值来评判幅度是否异常。但是由于混凝土是集结型的复合材料，多相复合体系，分布复杂界面（骨料、气泡、各种缺陷），因此其检测的声参数据波动较大，加上灌注桩的混凝土需要自密实、地质条件以及成桩工艺复杂等情况，其声参量的波动性就更大了，因此在实际测试的过程中完全不出现异常测点的可能性较小，因此不能机械的理解并执行规范中桩身完整性的判定标准（规范对声参异常判断均采用“可判断”），否则工程上很难有Ⅰ类桩，也不符合桩的完整性分类的定义。因此理论异常点只是可能的缺陷点，还应结合实际，根据以下五个方面进行综合判定。①异常点的实测声速与正常混凝土声速的偏离程度②异常点的实测幅度与同一剖面内正常混凝土幅度的偏离程度③异常点的波形与正常混凝土的波形相比的畸变程度④异常点的分布范围及其他剖面异常点的分布情况⑤桩的类型（摩擦型或端承型）、地质情况及成桩工艺，桩的类型及地质情况决定了混凝土的压应力及弯矩大小随深度的变化规律，因此相同大小及程度的缺陷在桩身不同深度对该桩是否达到设计要求的影响程度差别较大，应适当加以区分2、判断混凝土质量的几种声学参数的比较声速：声速的测试值比较稳定、重复性较好，受受非缺陷因素影响小，在同一根桩的不同剖面以及同一工程混凝土配合比相同的不同桩之间相互比较，是判定混凝土质量的主要参数，但是声速对缺陷的敏感度不如波幅。波幅：接收波波幅通常指首波波幅，即第一个波的前半周期的幅值，在发射强度一定的情况下，波幅值的大小直接反映了超声波在混凝土中传播衰减的情况，波幅对缺陷很敏感。是判断混凝土质量的另一个重要参数。但是波幅的测试受仪器设备性能、换能器耦合状态以及测距等诸多因素的影响，同条件下在同一根桩的不同剖面或者不同桩之间不具备可比性。波形：接收波形也是反映混凝土质量的一个重要信息，它对混凝土内部的缺陷也很敏感，在在现场检测时，除逐点读取首波的声时、波幅外，还应观察整个接收波形态的变化，作为声波透射法对混凝土质量进行综合判定时的一个重要参考信息。3、声学参量与缺陷性质的关系混凝土内部存在缺陷必然会引起声学参量的变化或波形畸变。①对于混凝土离析造成的骨料堆积、砂浆缺少的缺陷，由于骨料声速高于砂浆，因此该缺陷处的声速基本不会比正常混凝土低甚至偏高，但是声波经过的界面明显增多，导致幅度下降。相反对骨料少而砂浆多的低强度区其波速偏低，但幅度基本不变甚至偏高。②对于坍塌形成的缩颈、夹砂夹泥缺陷，导致该处的声速、幅度较正常混凝土均有明显下降，因为缺陷介质的声速低于混凝土，衰减系数高于混凝土。③桩底一段深度范围内的波速和幅度的明显下降表明桩底存在一定厚度的沉渣，因清孔不彻底遗留在成孔过程中的地层松