樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術(shù)的運(yùn)用

陳旭

摘? 要：在橋梁工程下部結(jié)構(gòu)施工中，施工區(qū)域地理形勢比較復(fù)雜，因此混凝土樁基結(jié)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛?；炷翗痘Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好，并且能夠有效提升橋梁工程抗震能力，樁基結(jié)構(gòu)能夠?qū)蛄汗こ躺喜拷Y(jié)構(gòu)所承受的荷載傳遞至下部持力層中，進(jìn)而緩解基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不均勻沉降。在橋梁工程混凝土樁基施工中，由于是隱蔽工程，地質(zhì)條件、施工技術(shù)水平等均會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，混凝土樁基質(zhì)量隱患較多。為了對(duì)混凝土樁基施工質(zhì)量進(jìn)行檢測分析，亟需對(duì)超聲波檢測技術(shù)在橋梁工程混凝土樁基施工中的應(yīng)用方式和效果進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：樁基混凝土;缺陷;超聲波檢測技術(shù)

引言

隨著國家對(duì)道路工程建設(shè)力度不斷增大，越來越多現(xiàn)代化道路工程得到了建設(shè)，在道路工程建設(shè)中不可避免會(huì)涉及到橋梁建設(shè)的部分。而在橋梁建設(shè)中，樁基是重要的部分，它直接影響橋梁工程整體的性能，為了確保其具有良好的質(zhì)量，就需要做好對(duì)樁基的檢測工作，其中超聲波檢測技術(shù)是使用較為廣泛的技術(shù)類型。文章就針對(duì)樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行分析，希望對(duì)相關(guān)工作的開展具有參考價(jià)值。

1工作原理

多條探測管線埋入樁中，聲測管中放置發(fā)射探頭和接收探頭，注入清水作為耦合劑。該裝置由儀器中的脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出一系列周期電脈沖，與發(fā)射換能器的壓電體進(jìn)行組合，經(jīng)接收換能器接收后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)待測樁混凝土產(chǎn)生超聲脈沖。超聲脈沖通過混凝土?xí)r，接收波幅（或衰減α）、主頻、脈沖的波形和頻譜，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過檢測系統(tǒng)，對(duì)接收信號(hào)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行綜合判斷和分析，從而對(duì)混凝土各種內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小、位置進(jìn)行判斷，并給出混凝土整體均勻度和強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術(shù)的運(yùn)用

2.1準(zhǔn)備工作

在此技術(shù)使用前，為了確保其技術(shù)效果的發(fā)揮，需要做好準(zhǔn)備工作，主要包括聲測管的預(yù)埋和設(shè)備儀器的檢查等。在聲測管的預(yù)埋方面，主要是透射法對(duì)樁基工程的質(zhì)量檢測中需要用到，若樁基的直徑在1.5m內(nèi)，一般進(jìn)行三根的聲測管埋設(shè)，若樁基的直徑超過1.5m，一般要進(jìn)行四根的聲測管埋設(shè)。對(duì)聲測管選擇中，要盡量選用金屬管的材質(zhì)，對(duì)管間連接要通過螺紋連接法，且聲測管的內(nèi)徑要至少超過換能器其外徑有1.5cm。對(duì)聲測管安裝中，可以通過和鋼筋籠共同綁扎法來實(shí)現(xiàn)，并于聲測管其頂部位置實(shí)施封閉處理，要求管口要超過樁基有30cm，且為了防止雜物的進(jìn)入還要進(jìn)行封口蓋的設(shè)置。在設(shè)備儀器檢查方面，要求此技術(shù)試驗(yàn)的設(shè)備儀器實(shí)施檢查，在通電后確保各種設(shè)備儀器具有正常的狀態(tài)和性能。

2.2合理設(shè)置聲測管

對(duì)于聲測管，可采用平行對(duì)稱的方式進(jìn)行埋設(shè)，確保探頭能夠在聲測管中自由伸縮，根據(jù)橋梁工程樁基直徑確定聲測管數(shù)量。在超聲波檢測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，樁徑小于或等于800mm時(shí)，不少于2根聲測管，和樁基中心點(diǎn)成一條直線;樁徑大于800mm且小于或等于1600mm時(shí)，不少于3根聲測管，形成60°角的等邊三角形擺放;樁徑大于1600mm時(shí)，不少于4根聲測管，成90°角正方擺放;如果樁基直徑在2500mm以上，則應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)增加聲測管埋設(shè)數(shù)量。

2.3混凝土聲速、波幅和PSD值的異常

對(duì)于波幅異常且確定為可疑缺損區(qū)的混凝土樁基，應(yīng)采用水平加密、等差同步或扇形掃測等方法進(jìn)行詳細(xì)測量，并根據(jù)波幅分析結(jié)果確定缺陷在樁中的位置和程度。對(duì)超聲波速度、波幅、PSD值超過臨界值的異常情況或突變情況，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的缺陷檢測，結(jié)合波形、施工工藝、施工記錄等資料，綜合分析確定樁身混凝土缺陷的位置及程度，若超聲波速度普遍低于低限，應(yīng)采用鉆孔取芯法檢測基樁混凝土強(qiáng)度。

2.4隨機(jī)重復(fù)檢測

在完成對(duì)樁基內(nèi)聲測管的檢測后，為了確保檢測的結(jié)果具有良好準(zhǔn)確性，相關(guān)人員還要對(duì)樁基實(shí)施隨機(jī)的抽取和重復(fù)性檢測。在實(shí)際的工程中，實(shí)施重復(fù)性檢測期間要求樁基的數(shù)量保持在10%～20%全部樁基氛圍。在重復(fù)性檢測結(jié)果中，相關(guān)人員要盡量保證兩者的聲波傳播相對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)差在5%內(nèi)，且聲波的波幅相對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)差在10%內(nèi)。若對(duì)同一根的聲測管內(nèi)兩組實(shí)施檢測中，結(jié)果呈現(xiàn)出顯著的差異，則相關(guān)人員要還要對(duì)存在的異常區(qū)域?qū)嵤┲貜?fù)性檢測，一直到所得到的數(shù)據(jù)滿足要求標(biāo)準(zhǔn)，確保樁基的混凝土檢測具有良好準(zhǔn)確性。

2.5校正換能器精度

超聲檢測設(shè)備是由換能器、數(shù)據(jù)采集裝置等所組成的，在各類檢測設(shè)備應(yīng)用前，首先需對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行檢測和校對(duì)。在實(shí)際檢測中，可采用律定試驗(yàn)對(duì)聲時(shí)以及波形準(zhǔn)確性進(jìn)行檢測，同時(shí)還需根據(jù)成樁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)換能器精度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。如果檢測條件允許，可采用重量較大的換能器，并且必須確保換能器高度能夠與收放動(dòng)作保持一致。

2.6樁身完整性類別判定

在基樁完整性判斷中，通常根據(jù)聲速、波幅與臨界值的關(guān)系并結(jié)合波形特征。每段聲測剖面各測點(diǎn)的聲速、波幅均大于臨界值，波形正常，表明樁體已完成，可正常使用;某段聲測剖面的聲速、波幅均小于臨界值，說明樁體有輕微缺陷，不影響橋梁的正常使用;某段聲測剖面多個(gè)連續(xù)點(diǎn)的聲速、波幅均小于臨界值，表明樁體有嚴(yán)重缺陷。

2.7科學(xué)選擇采樣頻率

在對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測分析時(shí)，應(yīng)選擇適宜的采樣頻率，對(duì)波頻譜特征進(jìn)行科學(xué)合理的分析，提升頻譜信號(hào)準(zhǔn)確性，盡量避免頻域以及時(shí)域?qū)︻l譜分析結(jié)果的準(zhǔn)確性造成不良影響。

3超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用注意事項(xiàng)

當(dāng)利用超聲波檢測技術(shù)檢測橋梁混凝土樁基時(shí)，應(yīng)注意以下三個(gè)方面：（1）在施工期間應(yīng)保護(hù)好聲測管，如果聲測管受到損壞，則有可能卡住設(shè)備探頭，使探頭無法深入樁底，也有可能導(dǎo)致聲測管內(nèi)滲入混凝土和砂漿，引起堵管問題。在混凝土施工和對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)期間，均必須將蓋子覆蓋于聲測管管口，這樣不僅可以避免聲測管內(nèi)落入異物堵塞聲測管，還可以避免換能器耦合因滲入雜物而發(fā)生故障。（2）在埋設(shè)超聲波聲測管的過程中，應(yīng)確保各聲測管之間相互對(duì)稱平行，且必須確保探頭能夠在聲測管內(nèi)同步自由伸縮，同時(shí)應(yīng)根據(jù)樁基的直徑來確定所需埋設(shè)的聲測管數(shù)量。如果樁徑<80cm，應(yīng)埋設(shè)2根聲測管;如果樁徑在80～160cm，應(yīng)埋設(shè)3根聲測管;如果樁徑>160cm，則至少應(yīng)埋設(shè)4根聲測管，檢測時(shí)，應(yīng)將2根聲測管作為一組進(jìn)行檢測。（3）超聲波檢測應(yīng)在成樁的28d后開展，且檢測之前必須先對(duì)樁頭部位進(jìn)行開挖處理，待磨平表面后方可實(shí)施超聲波檢測。

結(jié)語

綜上所述，樁基是橋梁工程中的重要部分，它的質(zhì)量對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)有著直接影響，在對(duì)樁基的檢測中，橋梁混凝土超聲波檢測技術(shù)具有著顯著的優(yōu)勢，它能夠有效地提升樁基檢測的準(zhǔn)確性，為樁基質(zhì)量控制和質(zhì)量驗(yàn)收提供了準(zhǔn)確依據(jù)，因此相關(guān)工程建設(shè)就需要積極引進(jìn)此技術(shù)手段，并嚴(yán)格按照施工要求做好技術(shù)實(shí)施，從而為橋梁工程的高質(zhì)建設(shè)提供保障。

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