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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。
钢筋笼放人桩孔时应防止扭曲,声测管一般随钢筋笼分段安装。将带有底盖的声测管固定在 节钢筋笼上,其余的暂时固定在制作好的待下的钢筋笼上,下钢筋笼时将声测管的上一节对接好后插上,同时把声测管绑扎在钢筋笼上,依次而做。每段之间的接头可采用反螺纹套筒接口或套管焊接方案,反螺纹套筒接头应采用软性的橡胶密封圈,套管联接可选一段长80 mm左右的钢套筒,内径略大于声测管外径,将两根声测管套起来,用电焊将套筒与声测管上下两端焊结起来。无论哪种接头方案都必须保证接头有足够的强度,保证声测管不致受力弯曲脱开;在较高的静水压力下联接部位密实不漏浆,接口内壁应保持平整,不应有焊渣、毛刺等物,以免妨碍换能器的自如移动。若声测管需截断,宜用切割机切断,切割后对管口进行打磨内外毛刺,不宜以电焊烧断;焊接钢筋时,应避免焊液流溅到管体上或接头上。
(三)桩外孔透射法当桩的上部结构已施工或桩内没有换能器通道时,可在桩外紧贴桩边的土层中钻一孔作为检测通道,检测时在桩顶面放置一发射功率较大的平面换能器,接收换能器从桩外孔中自上而下慢慢放下,超声波沿桩身混凝土向下传播,并穿过桩与孔之间的土层,通过孔中耦合水进入接收换能器,逐点测出透射超声波的声学参数,根据信号的变化情况大致判定桩身质量。由于超声波在土中衰减很快,这种方法的可测桩长十分有限,且只能判断夹层、断桩、缩颈等。后期只要钢铁产量不减,继续保持对进口铁矿石的需求贬值和煤炭价格偏强等因素的助推下,铁矿石预计会借机上涨,弥补一部分上涨空间。危机愈演愈烈。这也是东北特钢两月内第四次债券违约。按时间顺序来看,3月28日,东北特钢发布公告称,2015年期短融债券“15东特钢CP001”不能在到期日兑付8.52亿元本息,构成实质性违约。
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