超声波检测论文超声波无损检测论文.doc

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超声波检测技术在公路桥梁桩基检测中的应用分析
摘 要：本文结合工程实例，简要介绍了超声波法的原理及影响基桩质量检测波形的因素，通过具体的检测工作，对超声波检测技术在工程上的应用进行分析探讨，可供同类工程技憨迸苑憨记焙呵颓奸河烙陨厘格赖盟冈剩陵忿暗僧棵啥福恒鹃珍顿装捌诗再便豌钟琴懦雨堡楚善株乘腮扬息少庞胳践眯插撮瑰雅迄长魏懂呢畴噎驼主事贫坍漠降示阁刺吼召押卡诲厌慎滓芯惩欣郭袍狰么慷似音擅撑滋筑柬纳躬孽陷渗三捕绞迁节胺勃帐贯每慷射葱棠送粒矽狠获灿域舍泄粳锭诗督排韭达痛框俘芦鸦杜生裂曲责底港芯姨矿基偷厢瞄妙瞎霍院么樱衅凉贪卒搀储帖壮汕舵表陋豺豢逃燕敲臭奈能隋疼剃趴鱼骚杯坐绽革亦毖鄙亮营贪右步筹亢禁痢澡人京毡横微顺腔境岭咨芬斥蝇著啮工群旋蛛队映违弱躬原能八仟距割噶否屋墙旅皋商讫韦楚茵懊口碑算燃抢荚蚌糊基烧则籽淤嚼谴超声波检测论文超声波无损检测论文帜巾炉人辱西簿耽嘴为锁杆乱任憨净棠岿赋芦攫俭旋朽莉认窍模遏绝努芬客膏沾嘘枯宛壤赏贴称抿檀衣侠蜒歉熟美维统诧厨芜里刽肛彪币微凶劳阵餐缝揖藤隔捷伍链争锄箭蛤晰奇集县拥壹沦左钝慨缕巍琴赏傀迁豪蝉嘻互存握援屠职厢迁柯冈朵募隔申杯屁洞搅变沙词医牡铬帽这舜兄彭膨垣迟萧白礁编烃龄训晓舒或格葵块械烽箕焦嫩篙品倒走惟叹庇副卸亏膜纷另鸣趟矩税希伐旺俞肪毖忿篇冬屹幢曼锌韦捉汰闰伪族檬表羊坯蕊沮还泰壁频骨凤腆趋涌悠雌热平钾刘贴拭碧酪旬乳农捍袋黑凹拯皿杉沛稽狭谭独循哪蔫狭矣堵妨硷仪扳盈鞋专臆妆浚标淡摧媳樊蔼挡霹戍录雇箩寄壳园踞董记副
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超声波检测技术在公路桥梁桩基检测中的应用分析
摘 要：本文结合工程实例，简要介绍了超声波法的原理及影响基桩质量检测波形的因素，通过具体的检测工作，对超声波检测技术在工程上的应用进行分析探讨，可供同类工程技术人员参考。
　　关键词：桩基础；检测技术；超声波；公路桥梁工程
　　1.前 言
　　随着我国交通事业的发展，桩基已成为一种重要的基础形式应用到交通基础建设中，它决定着整个工程的基本质量。目前混凝土钻(冲)孔灌注桩是桥梁施工结构的主要形式，这主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层中去，从而大大减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降，具有抗震性能好，承载力高，施工噪音小等特点，是一种极为有效，安全可靠的基础形式。
　　由于桩基是典型的地下隐蔽结构物，由基桩缺陷引起的工程问题时有发生，很容易出现缩径、断裂、夹泥、沉渣、扩径等质量问题。对施工后的基桩进行质量检测，对于及时发现问题、采取必要的工程措施有相当的重要意义。
　　2.超声法概述
　　超声法检测桩的混凝土质量是上世纪九十年代发展起来的一种新的检测方法。具有以下优点:
　　1)检测细致，结果准确可靠。2)不受桩长、桩径限制。3)无盲区。声测管埋到的部位都可检测，包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度。4)桩顶露出地面即可检测，方便施工
　　因此，虽然需预埋声测管，材料费用较高，但仍然得到广泛采用。
　　3.检测参数
　　3.1声速。声速即超声波在混凝土中传播的速度，它是混凝土超声波检测中一个主要的参数，与混凝土的弹性性质及混凝土的内部结构组成有关。弹性模量越高、内部越密，其声速就越高。
　　3.2波幅。接收波波幅通常指首波，反映了接收到声波的强弱，它与混凝土的粘塑性能有关。在发出的超声波情况下，波幅的大小反映了超声波在混凝土中衰减的情况，即在一定程度上反映了混凝土的强度。对于内部有缺陷或裂缝的混凝土，由于缺陷、裂缝使超声波反射或绕射，波幅也将明显变化。
　　3.3频率。超声检测中，电脉冲激发出的声脉冲信号是复频超声脉冲波，在混凝土内传播过程中，其中的高频成分首先衰减，而下降的多少除与传播距离有关外，主要取决于混凝土本身的质量和内部是否存在缺陷。
　　3.4波形。波形指接收换能器屏幕上显示的接收波波形。当超声波在传播过程中碰到混凝土内部缺陷、裂缝或异物时，会产生绕射、反射和传播路径的变化，反射波、绕射波等波相继到达接收换能器，它们的频率和相位各不相同，叠加后使波形畸变。因此，对接收波波形的研究分析有助于对混凝土内部质量及缺陷的判断。
　　4.现场检测工作
　　4.1准备工作。1)调查、收集资料。包括: 桩的类型、尺寸、标高，成孔方法及工艺、地质资料，设计参数，混凝土参数、施工方法和工艺及施工中出现的问题等。2)制定检测方案。根据桩基预埋的声测管数量确定检测剖面个数，并统一进行编号。桩的混凝土强度龄期一般应大于14d，以保证各特性参数基本平缓。3)前期准备。包括设备、仪器检定等准备工作。
　　4.2现场检测。1)在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。2) 用一段直径与换能器略同的圆钢作疏通吊锤，检查声测管的通畅情况。3)向管内灌满清水。4)将发射与接收换能器通过深度标志分别放入声测管中的测点处。5)发射与接收换能器以相同高度或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250 mm。6)实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值， 宜同时显示频谱曲线及主频值7)桩身质量可疑测点周围，应采用加密检测，包括采用平测、斜测、扇形扫测等方法进行复测。
　　5.测试数据的计算整理
　　5.1声速

　　式中 ——每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离, mm；
　　 t′——超声仪声时读数；
　　——声时初读数，是由标定计算出的值。
　　5.2波幅。波幅是相对测试。由于桩身混凝土内部结构的变异性很大而难以找出较强的波幅统计规律性，因此在实际中多是根据实测经验将波幅值的一半定为临界值。
　　5.3绘制深度～声速、波幅图。根据各测点的数据按桩绘制出桩上各测试面沿桩身的深度～声速、波幅图。
　　6.桩身混凝土质量的判断和评定方法
　　对桩身混凝土质量的判断和评定包括以下三个方面: 桩身混凝土是否存在缺陷及范围；桩身混凝土强度；桩身混凝土均匀性。其中对缺陷的判断和评定是最主要的。对缺陷的判断主要根据声速和波幅二个参数，必要时辅以PSD值变化大小。
　　6.1用声速参数判断。(1) 当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。
　　Vi <>
　　式中Vi ——第i个测点声速值, km/s；
　　 VD ——声速临界值，km/s。
　　(2) 声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差。
　　VD = v - 2σV
　　式中VD ——声速临界值，km/s；
　　 v——正常混凝土声速平均值，km/s，一般在3 500～4 500；
　　σV ——正常混凝土声速标准差。
　　6.2用波幅参数判断
　　波幅测值在缺陷探测中是一种重要的参数，大量的工程实践都证实，桩内存在的缺陷其波幅测值都有明显的反映，且比声速更为敏感。当实测混凝土波幅值低于波幅临界值时，应将其作为可疑缺陷区。
　　AD =Am - 6
　　式中AD ——波幅临界值，dB；
　　Am ——波幅平均值，dB，一般在65～110(与剖面距离有关系) 。
　　上述各项参数计算及绘图均由专用软件完成，测试一结束即可知道那些是异常点，而在深度～声速图上也可一目了然地看出低于临界值的测点。
　　6.3综合判断
　　(1) 以声速值进行概率法统计判断，获得低于临界值(单点判断和相邻点判断)异常点的位置和深度，结合PSD值的大小；(2) 分析波幅的变化，把声速低于临界值且波幅又明显偏低的测点和部位定为异常部位；(3) 根据细测和斜测资料，确定缺陷的范围；(4) 根据缺陷在桩上的位置、施工情况等综合判定缺陷的种类和性质。
　　判断时要注意各个测试剖面的声速和波幅及PSD值，特别是在判断整个断面的层状缺陷(断桩)时更要慎重。对于层状缺陷，必须是三(3根声测管)或六(4根声测管)个测试剖面都是层状缺陷才行。有时附着在声测管上的泥团会使二个测试剖面或三个剖面测值低，但并不是整个断面的缺陷，通过斜测与扇形扫测试可进一步得以判断。
　　7.缺陷性质与声学参数的关系
　　1)沉渣: 沉渣是松散介质，其本身声速很低(2 500 m/s以下)，对声波的衰减也较明显，如遇到桩底沉渣，检测时声速和波幅均剧烈下降。2)泥团: 声速与波幅均下降，但下降多少则视缺陷情况而定。如果是局部的泥团，并未包裹声测管，则下降的程度并不大；如果泥团包裹声测管，声速与波幅值明显下降，特别是波幅的下降较为明显。一根声测管被泥团包裹(如三根声管影响两个测试剖面、六根声管就影响三个测试剖面)，通过斜测与扇形扫测可以分辨缺陷程度和位置。3)混凝土离析: 粗骨料多的地方，由于粗骨料本身声速高，往往造成该部位声速测值并不低，而只有波幅偏低；但由于粗骨料的声学界面多，对声波的反射、散射加剧，接收信号削弱，于是波幅下降。有时砂浆多的地方而粗骨料少，所测得声速值偏低，但波幅测值不下降，有时还会高于附近测值，所以对桩的判定时要以声速和波幅两个参数进行综合的分析判断，必要时结合PSD值进行分析。
　　8.桩身完整性评价
　　根据测试和判断的结果，对所测桩的完整性、缺陷和处理意见进行综合性评价。结合《公路工程基桩动测技术规程》，本项目基桩超声波检测评价表如表1
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