探討樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用

郭云　周靜波　陳春飛

摘要：超聲波檢測是橋梁樁基最為有效的無損檢測方法，也是評價橋梁樁基工程整體質(zhì)量的重要舉措。對于超聲波檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測當(dāng)中的具體應(yīng)用，先是對樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術(shù)的基本原理進行分析，對其準(zhǔn)備工作進行說明，對超聲波透射法樁基質(zhì)量檢測的流程和數(shù)據(jù)的處理進行分析，對樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用進行分析，分析該技術(shù)在應(yīng)用的過程中應(yīng)該注意的幾點內(nèi)容并進行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：橋梁建設(shè);樁基工程;混凝土檢測;超聲波法

引言

基于我國的地理形勢和發(fā)展情境，在橋梁工程的建設(shè)中經(jīng)常運用的基礎(chǔ)形式就是樁基結(jié)構(gòu)。樁基結(jié)構(gòu)有著強度高、穩(wěn)定性好以及抗震能力強的優(yōu)點，在橋梁的使用過程中能夠有效地將橋梁上部所受到的各種荷載傳遞到下部持力層中去，能夠有效緩解橋梁因受到荷載而導(dǎo)致的基礎(chǔ)沉降的問題。但是目前來看，橋梁樁基部分的施工質(zhì)量受到外界環(huán)境、地質(zhì)條件、施工水平以及所選擇的工藝等各方面因素的影響，在施工的過程中混凝土極易出現(xiàn)頸縮、離析、斷裂等問題，因此橋梁樁基中混凝土檢測成為當(dāng)下橋梁工程施工中的重點內(nèi)容。

1超聲法在橋梁樁基混凝土檢測中的原理

在現(xiàn)有的橋梁樁基混凝土檢測方法中，超聲法由于檢測方便、快捷，是最為常用的方法之一，運用超聲法對橋梁樁基的檢測原理是：超聲檢測儀內(nèi)部具有一個超聲脈沖波的發(fā)射源，在對混凝土進行檢測時能夠像混凝土內(nèi)部發(fā)射出高頻率的彈性脈沖聲波，同時在超聲檢測儀中還設(shè)置有精度非常高的聲波接收系統(tǒng)，這一系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地記錄高頻脈沖波在樁基混凝土內(nèi)部的傳播過程所展現(xiàn)出來的脈動特性。一般來說脈沖波的波動特性都是非常規(guī)律的，但是如果在混凝土內(nèi)部存在不連續(xù)的截面或者損壞的截面時，混凝土內(nèi)部的缺陷就會對脈沖波造成阻抗的影響，使得原本規(guī)律的脈沖波在到達(dá)該截面時會發(fā)生反射和投射，至使聲波接收系統(tǒng)接收到的脈沖波呈現(xiàn)出不規(guī)律、能量偏低的特點。如果是混凝土內(nèi)部存在著嚴(yán)重的蜂窩麻面、松散孔洞問題時，混凝土的破損部分會對脈沖波造成更大的影響，使得脈沖波發(fā)生更加明顯的反射和投射。工作人員在使用超聲檢測儀時，根據(jù)聲波接收系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的聲波的初始時間和接收時間、波形的變化、頻率的變化以及聲波能量的衰減特點等特點，能夠計算出檢測區(qū)域內(nèi)混凝土的密實程度。一般在一個樁基結(jié)構(gòu)構(gòu)件上會檢測不同的側(cè)面以及不同的高度，根據(jù)不同區(qū)域內(nèi)聲波不同的特點，對這些數(shù)據(jù)加以分析就能夠了解混凝土構(gòu)件中存在缺陷的位置、大小以及具體是哪一種缺陷?；炷潦怯伤嘟M成的膠凝材料，摻入了水、砂石以及一些外加劑，是一種多相非勻質(zhì)體，因此超聲波在正常的混凝土中傳播時，它的傳播速度是處在一定范圍內(nèi)的，如果在傳播的過程中遇到了裂縫、斷裂、密實度有差異或者夾泥等問題，聲波就要選擇一條沒有缺陷的路徑或者在傳播速度更慢的介質(zhì)中傳播，那么在接收系統(tǒng)上就會看聲波的傳播時間加長，超聲波的速度降低、聲波的波幅降低、聲波發(fā)生衰減并且波形就會出現(xiàn)改變。操作人員正是根據(jù)這些波形參數(shù)的變化，來對橋梁樁身混凝土的質(zhì)量進行分析。

2超聲法在橋梁樁基混凝土檢測中的應(yīng)用

2.1加強檢測工作

在完成以上全部準(zhǔn)備工作后才能夠開始樁身的檢測工程。首先，操作人員要在扶正器上安裝好換能器以及用于接收換能器，隨后將扶正器放置在預(yù)先設(shè)置在樁身中的聲測管中，并且保證扶正器能夠在聲測管中自然地進行上升和下降。在開始檢測之前，操作人員要對超聲檢測儀上的具體參數(shù)進行調(diào)整，從而讓接收到的超聲波信號具有比較高的信噪比，從而有效避免噪音的干擾，使得波幅能夠更好地在顯示器中展現(xiàn)出來。在對樁身進行檢測時，要以0.2米或0.5米為檢測單位，安排測點之間的間距，如果在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)某一部分所得到的超聲波特性有很大變化，則應(yīng)當(dāng)在該點附近增加更多地測點，從而對混凝土缺陷更好地進行檢測。與此同時，操作人員應(yīng)注意盡可能地將發(fā)射換能器和接收換能器放置在同一高度的位置或者是相差高度為定值的位置，避免因高差的變化而對檢測結(jié)果造成影響。在檢測的過程中，一般是采用從聲測管的下部逐漸向上進行檢測，操作人員要密切關(guān)注在不同測點中超聲波傳播時間、聲波頻率、波幅等參數(shù)的變化，對于一些有異常特點的波形要迅速進行記錄，隨后對這一區(qū)域進行更多測點的測量，可以采用平測、斜測、扇形掃測或者雙向斜測的方法進行檢測。樁基中一般有很多根聲測管，那么操作人員應(yīng)當(dāng)將兩根聲測管作為一組，對樁基混凝土的質(zhì)量進行分組檢測。

2.2透射法進行檢驗的基本流程

先將發(fā)射換能器、接收換能器放置在安裝好扶正器的聲測管當(dāng)中，保障換能器可以在聲測管當(dāng)中自由的升降，然后再確認(rèn)實際參數(shù)保障超聲波儀器的正常，保障有較高的噪聲比，顯示器中有明顯的波幅可進行判定，還需注意的是測點的間距應(yīng)該是在0.2～0.5m，不宜過短或過長。如果在試驗時有異常情況發(fā)生，就需對增加測點的測試次數(shù)。不管是發(fā)射還是接收換能器都應(yīng)是在固定的間距上進行測試，在檢測時要遵守自下而上的檢測方法，對超聲波的波幅。接收的波頻率等都要進行準(zhǔn)確的檢測，明確記錄不正常的波形，通過測評或是雙向斜側(cè)的方式實施加密測量。聲測管較多的樁基，應(yīng)兩兩一組進行樁基質(zhì)量的檢測試驗。在對樁基檢測結(jié)束之后，還需要對樁基在進行隨機的2次測試，抽檢量應(yīng)該是在總檢測量的10%～20%，在控制聲時的時候盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)差不超過5%范圍的，波幅相對標(biāo)準(zhǔn)差保持在不超過10%。對于聲時、波幅的特殊情況要進行重復(fù)測試，將誤差降到最低。

2.3做好準(zhǔn)備工作

運用超聲波法對混凝土進行檢測時，首先要做好以下兩點準(zhǔn)備工作。首先操作人員要在混凝土構(gòu)建中預(yù)埋聲測管，一般對于樁徑小于1.5米的樁基，要在樁內(nèi)埋設(shè)三根聲測管，而對于樁徑大于1.5米的樁基，為了能夠檢測到每個部分，一般要在樁內(nèi)設(shè)置四根聲測管。聲測管的材質(zhì)一般采用金屬的聲測管，聲測管之間用螺紋進行連接。在選擇聲測管的直徑時，應(yīng)當(dāng)考慮大于換能器外部直徑1.5厘米。操作人員在埋設(shè)聲測管時應(yīng)當(dāng)和鋼筋籠一起進行綁扎，在設(shè)置聲測管的地方要采取封閉措施，而且聲測管的管口要比樁基高30厘米并設(shè)置封口管，避免在灌注混凝土?xí)r有雜物進入聲測管。在開始對樁基進行檢測前，操作人員應(yīng)當(dāng)對超聲檢測儀進行檢查，確定在通電后儀器能夠正常使用。超聲檢測儀器主要包括換能器、聲波檢測儀以及顯示系統(tǒng)。同時，操作人員還要記得對超聲檢測的延遲時間以及超聲波傳播時間的修正值進行檢驗。結(jié)語

總而言之，隨著交通運輸行業(yè)的發(fā)展，對橋梁工程施工質(zhì)量的要求越來越高，而橋梁的樁基對于橋梁強度、穩(wěn)定性有著非常重要的影響，因此在樁基施工完成之前對樁基混凝土的強度和密實程度進行檢測是非常有必要的。運用超聲波法對樁基混凝土進行檢測，由于其運用的是樁身內(nèi)的預(yù)埋聲測管，因此不會對樁身造成影響，同時這種方法操作便捷、技術(shù)可靠，能夠準(zhǔn)確地反映出樁基混凝土的實際情況，能夠幫助提高樁基混凝土檢測的質(zhì)量和效率。

參考文獻

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