钻孔灌注桩超声波法检测实践
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桩基工程检验试验方案一、试验范围本试验方案适用于各类桩基工程的质量检验和试验,包括但不限于:钻孔灌注桩、静载荷试验、动测桩试验、超声波检测、钢筋混凝土桩质量检验等。
试验内容包括桩身质量、桩顶垫层、桩端嵌岩、桩身内部缺陷等。
二、试验目的1. 确保桩基工程施工质量符合相关标准要求;2. 发现并修正施工过程中可能存在的质量问题;3. 为后续桩基工程的设计和施工提供可靠的数据支持。
三、试验方法1. 钻孔灌注桩试验(1)取样试验:从钻孔灌注桩中取出样品,进行质量分析;(2)桩身质量检验:使用超声波检测仪对钻孔灌注桩进行质量检测;(3)静载荷试验:对已完成的钻孔灌注桩进行静载荷试验,检验其承载能力;(4)动测桩试验:对钻孔灌注桩进行动测试验,分析其固有频率和阻尼比。
2. 钢筋混凝土桩试验(1)取样试验:从钢筋混凝土桩中取出样品,进行质量分析;(2)桩身质量检验:使用超声波检测仪对钢筋混凝土桩进行质量检测;(3)静载荷试验:对已完成的钢筋混凝土桩进行静载荷试验,检验其承载能力;(4)桩端嵌岩检验:对桩端进行嵌岩检验,确定桩端嵌岩的情况。
四、试验工具1. 超声波检测仪;2. 静载荷试验设备;3. 动测桩试验设备;4. 取样工具:包括钻孔机、取芯器等。
五、试验步骤1. 钻孔灌注桩试验(1)取样试验:每个钻孔灌注桩取一至两个样品,送至实验室进行分析;(2)桩身质量检验:对每个钻孔灌注桩进行超声波检测;(3)静载荷试验:选择代表性的钻孔灌注桩进行静载荷试验;(4)动测桩试验:对所选的钻孔灌注桩进行动测试验。
2. 钢筋混凝土桩试验(1)取样试验:每个钢筋混凝土桩取一至两个样品,送至实验室进行分析;(2)桩身质量检验:对每个钢筋混凝土桩进行超声波检测;(3)静载荷试验:选择代表性的钢筋混凝土桩进行静载荷试验;(4)桩端嵌岩检验:对所选的钢筋混凝土桩进行桩端嵌岩检验。
六、试验结果分析对试验结果进行数据分析和比对,得出各类桩基工程的质量评价,确定是否符合相关标准要求。
地基专业作业指导书钻孔灌注桩成孔质量(超声波法)试验实施细则文件编号:版本号:编制:批准:生效日期:钻孔灌注桩成孔质量(超声波法)试验实施细则1.目的为了规范钻孔灌注桩成孔质量检测超声波法的各个环节,特制定本细则。
2.适用范围本细则适用于泥浆护壁钻孔灌注桩成孔质量超声波法检测现场实施和内业分析计算。
通航建筑物可参照执行。
3.引用文件3.1检测依据的技术标准钻孔灌注桩成孔、地下连续墙成槽检测技术规程DB29-112-2004建筑桩基技术规范JGJ94-2008建筑地基基础设计规范GB50007-20113.2合同文件工程检测合同是检测依据标准之一,检测人员进场前,应了解合同的主要内容,合同义务必须履行。
当合同的内容与采用的技术标准有矛盾时,应向委托方说明,但原则上应优先履行合同义务。
4.职责4.1现场检测人员负责现场检测。
提倡谁检测谁分析的原则,若现场检测人员由于时间的关系需委托他人进行内业分析时,检测人员应将现场检测的基本情况,资料分析中应注意的问题,现场检测的全部资料无一缺少的移交给内业分析人。
检测人员对检测的原始数据的真实性和有关资料的质量负完全责任。
4.2内业分析人负责曲线绘制,对绘制的曲线负责。
由于人为原因(例如擅自修改原始记录数据,调整或平滑曲线)导至工程质量问题或工程质量纠纷,应由内业分析人员负责。
内业分析中非技术方面的疑难问题,应请示公司总经理协助解决。
内业分析中技术方面的疑难问题应请示公司技术负责人或总工程师协助解决。
4.3一般情况下,内业分析人应同时负责编写检测报告并对所编写报告的质量负责。
4.4公司技术负责人或总工程师负责报告审核,根据报告中的波形曲线检查报告分析的质量,对报告结论的合理性负责。
5.工作程序5.1检测数量及检测部位确定灌注桩成孔质量的检测数量及检测部位按规范或设计单位的要求执行,若委托方确定的检测数量少于规范或设计要求,项目经理应向委托方说明,经解释说明后可按合同要求的检测数量执行。
桩基超声波成孔检测技术分析摘要在当今工程建设中,钻孔灌注桩依靠其优势,从而被广泛使用。
但是又因为它本身的隐蔽性,灌注桩钻孔质量的优劣将对灌注桩的成桩的质量有着明显的影响,所以在桩基检测中成孔检测方法也是它主要的组成部分。
根据成孔检测的结果可以判定钻孔的质量是不是符合灌注桩的设计要求.从而判断施工方法有无缺陷,以此来把控钻孔灌注桩的工程质量。
因为钻孔灌注桩在施工的时候对建筑物四周的环境影响不大,而且适应各类的地质条件,因此在工程建设中被普遍应用。
随着技术的发展以及对工程质量的更高要求,对于钻孔灌注桩的成孔质量要求也随之提高,因此需要更高的检测精度。
目前,有关基桩的施工方法与验收规范中(包括国家标准、行业标准以及各省份制定的地方标准),确切的规定了水泥混凝土灌注桩钻孔的检测方法和重点,而超声波成孔检测就是主要的检测方法之一。
1.成孔检测的重要性在工程结构中经常使用的桩基模式是钻孔灌注桩,上部结构的荷载可以通过灌注桩传入深层的岩土层,从而避免工程结构发生不均匀沉降。
灌注桩的施工包含钻孔和灌桩两个环节,其首要步骤就是钻孔的成孔,由于钻孔是在水下或者地下施工的,其成孔质量很难把控。
往往施工中的失误以及复杂的地质条件会引起钻孔的缩孔、扩径、倾斜以及塌孔等现象。
而钻孔的好坏直接影响着水泥混凝土灌注后的成桩质量。
桩径扩大会增加桩侧摩阻力,导致桩底侧阻力没办法完全发挥,并且会增加水泥混凝土的灌注量,加重成本。
而灌注桩缩径的话,会致使基桩承重能力下降,整体性能达不到实际使用要求。
钻孔倾斜会导致施工过程中钢筋笼下放困难,钢筋保护层达不到设计要求,也会对桩基的承载能力造成影响。
因此在水泥混凝土灌桩之前,对钻孔进行成孔检测是非常有必要的。
而快捷精确的超声波检测方法更是成为了成孔检测的首选。
2.超声波法成孔检测原理成孔质量超声波检测仪由探头绞车和主机组成,在探头的正十字方向上分别安装了四个换能器,绞车在仪器控制下将探头从钻孔顶部匀速下放,绞车把探头下放的长度通过连接线传到设备主机上。
混凝土灌注桩超声检测概述由于灌注桩可做成大直径桩,以提高单桩承载力,又可以根据桩身内力状态分段配筋。
而且施工时对周围建筑物影响较小,施工噪声也较小,因而使用较广。
但灌注桩在工地条件下,现场灌注成桩,施工工艺较为复杂,影响灌注质量的因素较多,极易形成各种缺陷而影响桩身的完整性。
据统计,现场灌注桩施工中桩身混凝土出现缺陷的概率约为15%—20%。
灌注桩的综合质量体现在以下三方面,即承载力、桩的完整性、桩的耐久性,其中承载力因桩体较大用无损方法难以准确测量,而当地下无明显腐蚀性介质而且桩身完整时也未见有因耐久性破坏的报导。
所以,完整性是混凝土灌注桩质量的主要指标。
所谓灌注桩的完整性是指桩身混凝土质量均匀,无全断面断裂及影响断面承载面积或导致钢筋外露的明显缺陷。
混凝土灌注桩的完整性的超声检测方法作一简单介绍。
其基本技术依据是《基桩低应变动力检测规程》(JGJ/T93 —95) 、《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2000)以及大量研究资料。
超声脉冲法则是通过在桩内预埋的检测孔道,将超声换能器直接放人桩内部,逐点发射和接收超声脉冲,通过接收信号的声时、波幅、波形等参数,逐点判断混凝土的质量,并分析缺陷向位置、性质和大小。
超声脉冲法需预埋检测管,因此必须在设计或施工前即列入计划,增加了工程量,但由于它比较直观,可靠,在一些重大工程及大直径灌注桩中得到广泛应用。
本章将详细论述超声脉冲法的原理,检测方法和判断方法。
灌注桩的常见缺陷桩身混凝土中的缺陷与施工方法密切相关。
不同施工方法出现缺陷的类型以及不同类型的缺陷出现的几率都不一样。
按混凝土的灌注方式而言,灌注桩可分为水下灌注和干孔灌注两类。
1. 水下灌注桩的常见缺陷(图1a) 为水下灌注的成桩过程示意图,混凝土通过导管注入,顶托封口混凝土或砂浆,排出孔中的水,逐渐灌满桩孔。
水下灌注施工时,可能出现的缺陷有以下几种( 见图1b)) :1) . 断桩( 包括全断面夹泥或夹砂)这类缺陷多半因为导管提升时不慎冒口,新注入的混凝土压在封口砂浆及泥浆上,以及因机械故障而停止灌注过久,提升导管时把已初凝的混凝土拉松,或继续施工时对表面未加清理等原因所致。
钻孔灌注桩超声波检测钻孔灌注桩是一种常用的地基处理方法,可有效提升土壤承载能力,增加工程的稳定性。
为了确保钻孔灌注桩的质量,超声波检测技术被广泛应用于这一领域中。
本文将介绍钻孔灌注桩超声波检测的原理、方法和应用。
一、原理钻孔灌注桩超声波检测利用超声波在材料中的传播特性来评估材料的质量和缺陷情况。
超声波在材料中的传播速度和反射特性受材料的密度、弹性模量和声波吸收特性等因素的影响。
通过测量超声波的传播时间和幅度变化,可以推断材料的物理性质和存在的缺陷情况。
二、方法钻孔灌注桩超声波检测通常通过以下步骤进行:1. 选择合适的超声波探头:根据需要检测的材料和深度,选择合适的超声波探头。
常用的探头包括接触式和非接触式两种。
2. 准备样品表面:将待测样品表面清洁,并涂抹适量的耦合剂,以提高超声波的传播效果。
3. 预测校准:测量一系列已知物理参数的标准样品,校准仪器以确保准确性和可靠性。
4. 进行超声波检测:将超声波探头放置在预定位置,发送超声波脉冲,并接收反射信号。
根据返回信号的时间延迟和幅度变化,可以获取材料的密度、弹性模量和存在的缺陷情况。
5. 数据处理和分析:将测量数据导入计算机软件中进行处理和分析,生成超声波图像、波形和参数。
通过分析这些结果,可以评估钻孔灌注桩的质量和缺陷情况。
三、应用钻孔灌注桩超声波检测在以下方面具有广泛的应用:1. 质量评估:通过测量钻孔灌注桩中混凝土的密度、弹性模量和声波吸收特性等参数,可以评估其质量,判断是否合格。
2. 缺陷检测:通过检测超声波的反射信号,可以发现钻孔灌注桩中的空洞、裂缝、松散区域等缺陷,及时采取修复措施。
3. 强度评估:通过测量超声波的传播速度和衰减程度,可以推断钻孔灌注桩的强度和硬度,评估其承载能力和稳定性。
4. 桩身检测:钻孔灌注桩超声波检测也可用于检测桩身的完整性和一致性,了解桩的物理特性和结构状态。
总结:钻孔灌注桩超声波检测是一种非破坏性、快速、准确的质量评估方法。
0 引言钻孔灌注桩作为桥梁工程、公路工程的常用桩型,相比其他基础桩结构,此类灌注桩具有施工工艺简单、操作便捷、不会对周边环境造成污染与影响等特点。
但根据大量的工程实践可知,相比预制结构的桩基础,钻孔灌注桩在施工中更容易受到外界环境等相关因素的干扰。
桩基础在投入使用一段使用后,会不可避免地出现一系列的质量方面通病[1]。
邹兰林等[2]利用超声波传感器采集桩基中的超声波信号,对采集的信号进行小波包分解,提取各频段的信号特征,对小波包分解后的信号进行归一化处理,消除幅度差异,将处理后的信号矩阵化,形成特征向量,选取多组特征向量作为训练样本,训练神经网络模型,将未诊断的样本输入训练好的神经网络模型进行缺陷识别。
吉同元等[3]使用声呐系统获取水下桩基点云数据,利用正态分布变换方法,实现不同俯仰角下的点云数据配准,通过随机抽样一致方法拟合水面,并进行校准,运用多种滤波算法,滤除杂散点云,圆柱特征分割与拟合,实现桩基尺寸测量和缺陷检测。
雷佳祥[4]使用低应变法检测桩身完整性,通过高压水冲洗管桩内壁至缺陷位置,利用孔内摄像法判断缺陷准确位置及类型,修正低应变检测结果。
声波透射法是一种无损检测技术,可以通过对物体内部声波传播特性的分析,来检测出其中的缺陷和异常区域。
其具有操作简便、定位精确、检测准确、检测过程不受场地限制等优点。
本文利用声波透射法开展钻孔灌注桩缺陷检测方法的设计研究。
不仅可以检测桩身缺陷,还能检测桩长。
1 布置桥梁钻孔灌注桩缺陷检测装置为满足桥梁钻孔灌注桩缺陷检测需求,选用武汉岩海RS-ST06D(T)跨孔超声检测仪作为此次检测的主要仪器设备,按照图1布置检测装置。
图1 桥梁钻孔灌注桩缺陷检测装置在基桩施工前,根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管,作为换能器的通道。
测试时在声测管中分别注满清水作为耦合剂,每两根声测管为一组,超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去,在另一根声测管中的声测管接收信号,换能器由桩底同时往上逐点(声测线间距不应大于100mm)同步移动发射和接收换能器,超声波测试仪设定有关参数并采集记录储存超声波从发射换能器至接收换能器的声学参数。
论钻孔灌注桩施工的超声波质量检测摘要:本文探讨了某通道桥钻孔灌注桩有轻微缺陷的检测评价,认为桩身强度和地基土对桩的支承能力(摩擦、端承),是影响桩承载力的主要因素。
关键词:桩身强度;地基;钻孔灌注桩;超声波检测中图分类号:u443.15+4 文献标识号:a 文章编号:2306-1499(2013)11-(页码)-页数1.引言目前,在我国灌注桩作为一种重要的基础型式,已在许多建筑工程中采用。
灌注桩属地下隐蔽工程,由于施工工序较多,工艺流程相互衔接紧密,加之主要工序的施工过程都在地下与水下进行,不便于监控,同时影响施工正常进行和施工质量的因素众多,难以全部预见,所以,不可避免地会出现诸如缩径、夹泥、离析、断桩等各种形态的缺陷,影响桩身的完整性与单桩的承载能力。
因此,利用超声波无损检测技术对其桩身进行质量检测,以及确定出现质量缺陷后其位置、范围的严重程度,是值得岩土工程界探讨的热点话题。
2.工程的背景及检测方法这里选择某通道桥钻孔灌注桩0号台2号桩,桩径1.2米,桩长17.5米,检测时混凝土龄期为35d。
检测的声速曲线、波幅曲线和波形图如下图1、2:a剖面 b剖面 c剖面图1 中虚线部分为声速、波幅异常的临界值2号桩2.3剖面正常测点实测波形 2号桩2.3剖面异常测点实测波形测点标高.10.0m;换能器主频45.0khz 测点标高.6.0m;换能器主频45.0khz波形主频36.8khz;测点波速4.02km/s 波形主频33.4khz;测点波速3.78km/s图2 剖面测点实测波形图综合分析与评价:(1)三个剖面声速测值离散性不大,可使用概率法的临界值判据。
a剖面在5.5-6.5m处声速、波幅测值异常,声速的最小值为3.78 km/s,比混凝土声速的正常取值略低,波幅减小幅度不大;b剖面声速、波幅测值基本正常;c剖面声速测值基本正常,在4.5m处波幅略小。
(2)三个剖面的实测声速平均值4.0-4.1 km /s之间,属混凝土声速的正常取值。
钻孔灌注桩中的超声波检验随着我国基础建设的迅速发展,桩基础已成为桥梁工程最常用的基础形式。
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、砼离析、桩底沉渣较厚及桩顶砼密实度较差等质量缺陷,危及主体结构的正常使用与安全,甚至引发工程质量事故。
因此如何测定缺陷的位置,并准确地对其进行评价成为基桩质量检测的一个核心问题。
一、超声波法检测原理及技术(1)超声波法检测的基本原理是:由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波,并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特征;当砼内存在不连续或破损界面时,缺陷面形成波阻抗界面,波到达该界面时,产生波的透射和反射,使接收到的透射能量明显降低;当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时,将产生波的散射和绕射;根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性,可以获得测区范围内砼的密实度参数。
测试及记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征,经过处理分析就能判别测区内砼内部存在缺陷的性质、大小及空间位置,并对砼总体的均质性和完整性的作出评价。
声波在桩体砼中的传播特性反映了砼材料的结构、密度及应力应变关系。
根据波动理论,知跨孔对穿测试其弹性波的波速可近似为:式中:E—介质的动态弹性模量;ρ—密度;μ—泊桑比。
声波在桩体砼中的传播参数(声时、声速、波幅、频率等)与混凝土介质的物理力学指标(动弹模、密度、强度等)之间的相联关系就是声波透射法检测的理论依据。
当混凝土介质的构成材料、均匀度、养护方法、施工条件等因素基本一致时,声波在桩体传播中运动学特征和动力学特征一致;反之在施工中由于塌孔、离析、夹泥等现象出现,声波在传播中,必将在运动学特征和动力学特征上发生变化。
(2)在基桩施工前,依桩径大小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。
测试时每2根声测管为一组,声测管内注满清水,通过水的耦合,超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去,在另一根声测管中的换能器接收信号,测定有关参数并采集记录储存。
首先需要了解的三个内容:☐1.建筑桩基的几个术语☐2.建筑地基的概念☐3.灌注桩的施工需要了解的内容-1.建筑桩基的几个术语☐基桩Foudation pile :桩基础中的单桩。
☐桩身完整性Pile integrity:反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合性指标。
☐桩身缺陷Pile defects:使桩身完整性恶化,在一定程度上引起桩身结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥(杂物)、空洞、蜂窝、松散等现象的统称。
需要了解的内容-1.建筑桩基的几个术语超声波法ultrasonic logging method 根据超声波透射或折射原理,在桩身混凝土内发射并接收超声波,通过实测超声波在混凝土介质中传播的历时、波幅和频率等参数的相对变化来判定桩身完整性的检测方法。
需要了解的内容-2.建筑地基的概念 建筑地基分为天然地基和人工地基。
无需经过处理可以直接承受建筑物荷载的地基称为天然地基,反之,需通过地基处理技术处理的地基称为人工地基。
广义上讲,人工地基可分为:●(1)均质地基、多层地基:通过改良或置换,改善地基土的物理力学性质,提高地基土的抗剪强度、增强土体的压缩模量或减少土的渗透性。
●(2)复合地基:通过在地基中设置竖向或水平增强体,增强体与原地基形成复合地基,以提高地基土承载力、减少地基沉降。
●(3)桩基础:在地基中设置桩,通过基桩将荷载传递到深层土体中。
需要了解的内容-3.灌注桩的施工(一)设计分类:1、摩擦桩:●(1)承载原理:主要考虑桩周土体摩擦承载。
●(2)影响因素:桩周土层土质、设计桩长及桩径,桩底承载力一般仅考虑10%左右。
●2、端承桩:●(1)承载原理:主要考虑桩底岩体支撑。
●(2)影响因素:桩底岩层强度及嵌入深度、桩体自身强度、刚度。
钻孔灌注桩特点:•施工噪音和振动小。
•不需大型设备,施工进度快。
适应性强。
•直径大,桩长,因而承载力大。
•水下、地下施工,质量难以保证。
灌注桩超声波成孔质量检测摘要:对于桥梁,成孔质量的好坏会直接影响钻孔灌注桩的成桩质量。
一旦出现成孔质量问题,在成桩后很难处理,且有可能存在安全隐患。
本文详细介绍了灌注桩超声波成孔质量检测的原理、方法,指出影响检测成果的主要因素,并用实例进行分析,最后提出了超声波成孔检测的重要性以及检测过程中的注意要点。
关键词:桥梁;灌注桩;成孔质量检测中图分类号:u446.1文献标识码:a引言钻孔灌注桩是桥梁等结构较为常用的基础形式,对应的施工有钻孔、冲击成孔、冲抓成孔等。
由于钻孔施工时往往采用泥浆护壁,如果施工时泥浆原料不合适、地质条件复杂或施工人员操作不当等,容易导致泥浆性能指标达不到规范要求,从而施工过程中出现塌孔、扩径、缩径、孔底沉渣厚度等缺陷,进而导致桩基出现各种各样的质量问题,因此有必要在成孔后灌注混凝土前对成孔质量进行检测,减少桩基安全隐患。
一、检测标准及内容成孔检测的主要规范、标准包括《公路桥涵施工技术规范》jtg/t f50-2011、《建筑桩基技术规范》jgj 94-2008、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》gb50202-2002以及江苏、天津等地的地方标准,如《钻孔灌注桩成孔、地下连续墙成槽检测技术规程》。
成孔质量检验内容包括孔的中心位置、孔径、倾斜度、孔深、沉淀厚度、清孔后泥浆指标。
其中清孔后泥浆指标包含相对密度、黏度、含砂率、胶体率四个参数,且仅限大直径桩或由特定要求的钻孔桩才进行测试。
二、检测方法及原理由于孔的中心位置、清孔后泥浆指标检测方法较为简单,故不做细述,本文重点介绍孔径、倾斜度、孔深、沉淀厚度的检测方法及原理。
1.测试原理及仪器设备超声波孔壁测试仪,主要包含主机和绞车两个部分。
现场检测时,利用绞车将探头放人孔内,依靠自重保持测试探头处于铅垂位置。
测试时,超声振荡器产生一定频率的电脉冲,经放大后由发射换能器转换为声波,通过泥浆向孔壁方向传播,由于泥浆与孔壁的声阻抗有较大差异,声波到达孔壁后绝大部分被反射回来,经接收换能器接收。
混凝土灌注桩质量的超声脉冲透射法的检测方式(一)检测方式1、双孔检测在桩内预埋两根以上的管道,把发射探头和接收探头分别置于两根管道中(如图7-1所示),检测时超声脉冲穿过两管道之间的混凝土,这种检测方式的实际有效范围,即为超声脉冲从发射探头到接收探头所穿过的范围。
随着两探头沿桩的纵轴方向同步升降,使超声脉冲扫过桩的整个纵剖面,从而可得到各项声参数沿桩的纵剖面的变化数据。
基于实测时是沿纵剖面逐点移动换能器、逐点测读各项声参数,因此,测点间距应视要求而定。
通常当用手动提接探头时,测点间距一般采用20—40cm,若遇到缺陷可疑区,应加密测点。
为了避免水平裂缝被漏测,可采用斜测方法,即两探头之间有一定高度差,其水平测角可取30°~40°;若采用自动提拉设备,测点距离可视提拉速度及数据采集速度而定。
为了扩大桩的横截面上的有效控制面积,必须使声测管的布置合理。
双孔测量时,根据两探头相对高程的变化,可分为平测、斜测、扇形扫测等方式,如图7-1所示,在检测时视实际需要灵活运用。
2、单孔检测在某些特殊情况下(例如,在钻孔取芯后)需进一步了解芯样周围混凝土的质量,以扩大钻探检测的观察范围。
这时,只有一个孔道可供检测使用,可采用单孔测量方式(如图7-2所示)。
单孔检测方式需专用的一发两收探头,即把一个发射压电体和两个接收压电体装在一个探头内,中间以隔声体隔离,声波从发射振子发出经耦合水穿过混凝土表层,再经耦合水到达上下两个接收压电体,从而测出超声脉冲沿孔壁混凝土传播时的各项声参数。
运用这一检测方式时,必须运用信号处理分析技术,以排除管中的混响干扰以及各种反射信号叠加的影响。
当孔道中有钢质套管时,由于钢管影响超声波在孔壁混凝土中的绕行,故不能使用此法检测。
一般认为,单孔检测时的有效检测范围,约为一个波长的深度。
3、桩外孔检测当桩的上部结构已施工,或桩内未预埋声测管时,可在桩外的土层中钻一孔作为检测通道。
钻孔灌注桩超声波检测引言钻孔灌注桩是一种常用的地基处理方式,广泛应用于建筑工程中。
为了确保钻孔灌注桩质量,超声波检测技术被引入其中。
本文将介绍钻孔灌注桩超声波检测的原理、方法及其在工程中的应用。
一、超声波检测原理超声波检测是利用超声波在物质中传播的特性来进行检测的一种无损检测技术。
超声波通过物质时,会发生反射、折射、透射等现象,根据这些传播特性可以对物质进行检测。
钻孔灌注桩超声波检测利用超声波在钻孔灌注桩中的传播特性,通过测量超声波在材料中的传播速度、衰减和反射等参数来判断钻孔灌注桩的质量和缺陷情况。
二、超声波检测方法1. 脉冲回波法脉冲回波法是最常用的超声波检测方法之一。
通过发射一个超声波脉冲,当波束遇到材料的界面时,一部分能量将被反射回来。
接收器接收到这些反射波形后,可以根据其延迟时间来计算材料的厚度或者损伤情况。
在钻孔灌注桩超声波检测中,通过脉冲回波法可以测量超声波在桩中的传播时间,从而计算出桩身的长度和质量。
2. 声速测定法声速测定法是通过测量超声波在材料中的传播速度来判断材料的质量和缺陷情况。
通过发送超声波脉冲并接收反射波形的时间差,可以计算出声速。
在钻孔灌注桩超声波检测中,通过声速测定法可以测量超声波在桩中的传播速度,从而判断桩体的质量是否符合要求。
三、钻孔灌注桩超声波检测的应用1. 桩身质量检测钻孔灌注桩超声波检测可以用于评估桩身的质量。
通过测量超声波在桩身中的传播速度和衰减情况,可以判断桩体是否存在质量问题,如材料的均匀性、孔隙度和砂浆质量等。
2. 桩身缺陷检测钻孔灌注桩超声波检测还可以用于检测桩身的缺陷。
通过测量超声波在桩身中的反射情况,可以判断是否存在裂缝、空洞、夹杂物等缺陷。
3. 施工质量控制钻孔灌注桩超声波检测可用于监控施工过程中的质量。
通过定期进行超声波检测,可以及时发现施工中的质量问题,并采取相应措施进行修复,以保证工程质量。
结论钻孔灌注桩超声波检测是一种有效的无损检测技术,可以用于评估桩体的质量和检测桩身的缺陷。
钻孔灌注桩超声波检测工作经验钻孔灌注桩成桩后的质量检测规范有低应变检测、高应变检测、静载荷试验以及超声波检测。
前三者在工程实践中已有丰富的经验, 并为工程技术人员所熟知。
1钻孔灌注桩超声波检测简介根据规范与桩直径要求, 在钻孔灌注桩中预埋若干根互相平行的超声波检测导管, 检测前先将导管注满清水, 再将发射探头和接收探头分别放入两根导管底端, 发射探头和接收探头在同一高度。
超声波检测仪产生重复的电脉冲激励发射探头(发射换能器) , 发射探头将电脉冲能量转化为机械振动能量, 接收探头将机械振动能量转化为电振动能量。
发射探头发出的超声波经耦合而进入混凝土, 在混凝土中传播后为接收探头接收并转换成电信号传送至接收仪, 经过放大后显示在波屏上, 可以测读传播声时和首波波幅。
将两探头以某等量(如25cm )的移动步距同时向上逐步提升直至桩顶, 并测读声时和首波波幅。
根据两根导管的距离可计算出混凝土的声速, 进而得到声速及波幅与桩身深度的关系曲线, 通过曲线可判断桩身混凝土均匀性, 缺陷部位及缺陷性质。
检测工作依据的行业标准有地质矿产部及建设部颁布的《基桩低应变动力检测规程》JGJ.T 93—95、铁道部《铁路工程基桩无损检测规程》TB 10218—99; 上海市标准有《钻孔灌注桩动力测试技术规程》DGJ 08 —218—96; 还有其他部委的标准, 但内容基本一致。
笔者工作中以地矿部与上海市两个标准为依据。
2测前准备工作准备工作由钻孔灌注桩的施工单位负责。
2.1 声测管的埋设根数声测管埋设时, 必须保证各声测管之间互相平行, 探头能在管内顺利畅通的提升或下降, 埋设根数根据设计及有关规范进行。
在共和新路高架工程中, 桩的直径除少数几根外均为800mm , 按照规范埋设2 根即可, 但有时设计则要求埋设3 根。
从实际经验上看, 3 根声测管之间不容易保证互相平行, 测管距离小, 从而引起较大误差。
另外, 由于声场没有覆盖桩心, 测试结果有时并不能真实反应桩身实际质量。
D0l:10.16767/ki.10-1213/tu.2021.01.048道路工程与桥梁超声跨孔声波透射法检测混凝土灌注桩完整性王倩徐州市路兴公路工程有限公司摘要:基础工程建设的质量是保障人们日常生活与工作 活动的重要指标,只有满足相应施工标准及质量的工程设施,才能为基础建设的投入带来相应产出。
而在满足相关施工标准的同时,还需要在后续的棱入使用过程中的对于基础建设本身进行定期的质量检测与维护,以提升建筑工程项目的使用寿命,提高实际工程项目的工程效益,为建筑使用者带来更为安全及更为舒适的建筑使用体验。
本文,即主要针对基础建设工程项目中广泛使用的建筑材料一混凝土这一材料的质量检测方法,着重探讨超声跨孔声波透射法在检测混凝土灌注桩完整性中的实际效果。
关键词:翅声跨孔声波投射法;混凝土灌注桩;完整性1引言混凝土是现代建筑工程中所广泛采用的一种建筑材料,对 于一些大型基础建筑工程,都普遍使用了桩结构以承担较大的荷载,并满足相应的工程需要。
而现代化的建筑中,考量建筑物本身结构及其经济性的需要,普遍采用混凝土灌注桩。
而由于 灌注桩等建筑结构在形成的过程中,主要利用混凝土的较强的 可塑性,在混凝土还未硬化前,对桩结构进行灌注与浇筑所形成 的。
因此混凝土灌注桩,从其结构形成过程及特点来看,具有较 强的隐秘性,需要采取特殊的方法以有效检测灌注桩的结构质 量及工程性能,从而在保障混凝土灌注桩质量的前提下,进一步 保障建筑物整体的工程质量。
而现代建筑工程中,针对混凝土 灌注桩的质量及完整性检测,主要采用声波透射法,本文正是基 于超声跨孔声波透射法在检测混凝土灌注桩完整性中的应用进 行相应研究与讨论,希望能够一定程度上提升满足现代建设工 程的需要。
2声波透射法检测混凝土完整性的基本原理声波透射法的原理是基于声波在介质中传递的过程中会产生能量,声波是一种机械波,机械波不同于电磁波,机械波的会在传播介质中发生扰动,其震动形式较为单一,根据其传播方向与震动方向可分为横波与纵波。
钻孔灌注桩超声波法检测实践
阎光辉
提要:本文提出了一种准确判定缺陷性质、位置和大小的较合理的检测方法,并对国家规程中三种缺陷判定方法逐一进行分析,指出判断时应注意的问题,最后提出了自己新研制的综合判定方法。
关键词:钻孔灌注桩超声波声参量缺陷
前言
随着近几年公路工程建设的不断发展,尤其是高速公路的飞速发展,河南省钻孔灌注桩据粗略统计每年都在6000根以上。
鉴于钻孔灌注桩大都采用水下灌注,看不见,摸不着,加之地质复杂,施工单位的施工工艺和经验不同,出现了许多事故。
1983年,由河南省交通厅公路管理局与湖南大学在参考法国同类桩基检测基础上,运用超声脉冲技术共同研制成功的一种新的检测桩基质量的方法即埋管法(或声波透射法),为我国无损检测开辟了新领域。
该方法是钻孔灌注桩非检测方法中的一种,因其机理明确、设备简单、使用方便、检测准确可靠,能非性地检测钻孔灌注桩完整性、均匀性,因而被广泛应用于公路、水利、建筑、铁路等领域。
该方法现也被列入中华人民共和国《基桩低应变动力检测规程》并作为一种典型的方法由河南逐步推向全国。
超声波法的研制成功,填补了我国无损检测领域的一项空白。
现根据多年来从事超声波检测的经验和体会,对超声波检测方法和缺陷判断方面进行总结,供同行参考。
一、超声波法的测试
超声波法的测试原理:由仪器中的脉冲信号
发生器发出一系列周期性电脉冲,并加在发射换
能器的极板上而产生超声脉冲,超声脉冲这被测
桩体,并被接收换能器所接收(图1),声波信号
重新转变成电信号,仪器显示出超声脉冲穿过被
测介质时的各种物理量如声波传播时间t、能量
的损失A、频率f的变化和波形畸变等。
由于声
波穿过不同的介质时,这些物理量均不同,因此
可根据这上结物理量与介质性质之间的关系判断
桩身中混凝土质量的变异及内部缺陷的性质、大
小和位置。
二测试方法
1.粗测:粗测一般为平测(图2)。
平测是将两探头放置在声测管同一水平高度(声测管中应事先注满清水,作为接触良好的介物),以声测管管平面为基准首先把探头入置在离声测管管平面最近的好的混凝土中,此时屏幕上应出现正常波形即正弦波(或余弦波),调整衰减倍数,使接收波首波幅值达到屏幕刻度的3~4格,等波形稳定后,方可进行数据采集,
测出声时和首波幅值。
探头每次放下0.5米,直至测至管底。
目前,大多数钻孔灌注桩预埋三根声测管,需测三个测面才能包络基桩的主要部分,该桩才算检测完整。
用桩基数据处理软件自动进行数据处理,再由有经验的检测工程师对桩基完整性进行判读,并得出判断结论。
若无问题,则该桩测试完毕,判读若有异常,则须对异常位置进行细测。
值得注意的是,桩基检测混凝土品质是个相对比较的过程,各种声参量只有在同条件下才有可比性,才能正确判断出缺陷严重程度,所以在检测时均应固定发射电压、固定衰减、固定换能器。
又由于换能器长度较短,超声波能达到的声场有限,50cm或40cm(规范上规定的测点间距,是由实验的有效声场包络范围所制定的)一个测点,难免会出现漏测部分,所以放探头时应往下移,此时,检测人员应注意观察波形变化,遇有波形畸变,波幅衰减较大,应随时记录在案,以便复测。
另外值得注意的是,目前在桩基缺陷判断时,提倡采用多参数(声时、幅值、频率、波形)综合判断法,要想方便地采集到所有的声参量,必须采用智能型声波仪。
所以,有条件的话,应尽可能采用智能型超声波检测仪。
在声参数中,幅值对缺陷是最敏感的,当声测管倾斜严重时,当声波绕过一个小缺陷而声速变化不大时,你会感觉到该参数的重要性。
还需指出的是,桩基检测时,会出现探头不在管中心或探头贴住管壁或探头旋转一定角度的现象,对幅值读数产生影响,所以探头应选压电式并带定位器的径向柱状探头。
2.细测:细测是在粗测的基础上对声波参数异常,怀疑有缺陷的部位进行加密平测和增加斜测和交叉控制。
所谓加密平侧(图3)是指两探头仍在同一水平面上,只是将探头每次下放的距离缩小至20cm一测。
根据经验,对于桩径在1m,探头频率40KC,声波从发射到接收其声场所达到的水平和垂直方向的最大距离约20cm。
测试时若相邻测点距离较小如5cm、10cm,那么测试数据较多,缺陷重叠。
若相邻测点距离较大如30cm、40 cm,则易产生漏判。
20cm一个测点比较合理,建议采用。
所谓加密斜测(图4)是指检测之前使两探头不在同一高度即错位法。
两探头每次机时下放的距离也应缩小至20cm一测。
最后用细测软件进行数据处理,进一步对缺陷范围,性质和大小进行定位判断。
那么两探头中到中之间的错位高度究竟多少为合适呢?这里应掌握一个原则:在好的混凝土中,固定发射电压、固定探头、固定衰减后,只要声波接收信号强,首波幅度满足测试要求,错位高度越大越好。
根据经验,建议采用60~100cm错位高度。
实例:河南省某高速公路三标某桥2-1#桩。
桩径1.5m,桩长23m,示号20#,埋置三根声测管,管距(中到中)依次为L12=98cm、L13=92cm、L23=95cm。
灌注完毕7天以后进
行超声波检测。
使用北京市政研究所NM-3A智能型超声仪,探头用扬州超声仪器设备厂生产的40KC径向柱状探头。
首先粗测:按前面所述粗测方法(以声测管
管平面为基准向下计算深度)依次对1#-2#管、
1#-3#管、2#-3#管检测(图5),经综合判
断,结果如下:
1#-2#管:混凝土良好,无缺陷。
1#-3#管:14~15m,夹泥砂。
2#-3#管:14~15.5m,夹泥砂。
初步判断上述缺陷是局部夹泥类缺陷。
为进一
步判定缺陷上、下限和局部缺陷占桩横截面的比例,
必须进行细测。
细测:两探头错位高度60cm,相邻测点间距20cm。
注意:初测深度从13m开始至16m结束即可。
探头放置过程中一定要按刻度(20cm)准确往下放,否则影响判定结果。
1#~2#管:先加密平测(图3)。
两管同时放13m。
加密斜测(图4)。
1#管放置13m,2#管入置13.6m。
20cm一测,测至16m(以1#管为准)结束。
再斜测。
1#管放置13m,2#管放置12.4m。
20cm一测,测至16m(以1#管为准)结束。
同理,检测1#~3#管(以1#管为准)。
检测2#~3#管(以2#管为准)。
整桩检测完后,为了对缺陷的位置、大小进行判定,以声测管作为横坐标,深度作为纵坐标。
按以下方法进行分析(图6),按比例绘图,黑阴影线为有缺陷的点。
整桩检测结果:
3#测管附近,14.2~15.0m之间,夹泥砂。
缺陷面积约占桩基横截面积的48%。
平面示意图(图7)。
钻孔验证:由于地下水位较高,该桩采用钻孔压浆法修补。
其钻孔取结果如下(图8)。
共钻5个孔:1、2、3、4、5。
单位:cm。