声测管对钻孔灌注桩检测的各种影响,并结合试验,分析讨论声测管的选材。关键字 超声波检测 声测管 PVC管 钢管1 概 述随着我国建设工程的发展,城市高层建筑、桥梁、高架不断兴建,桩基基础应用日益广泛。综合考虑城市建设的各种因素,钻孔灌注桩因其对周围环境影响小而成为高架桥梁等工程结构的主要基桩形式。但其为地下施工,质量直接影响上部结构的安全。从大量工程检测实例来看,超声波检测法是对钻孔灌注桩质量检测行之有效的检测方法之一。2 超声波透射法检测钻孔灌注桩原理超声检测技术是利用超声波在媒质中的传播特性(声速、能量、反射、声阻抗等)来实现对非声学量(如密度、浓度、强度、弹性、硬度、粘度、温度、流速、流量、液位、厚度、缺陷等)的测定。它的基本原理是基于超声波在介质中传播时遇到不同的介面,将产生反射、折射、绕射、衰减等现象,从而使传播的声时、振幅、波形、频率等发生相应变化,测定这些规律的变化,便可得到材料的某些性质与内部构造情况。超声波法检测基桩是在一根声测管中用传感器发射超声波,在桩的另一根声测管中用传感器接收,获得超声波在桩身中的传播时间,已知声测管之间的距离,就能计算出波在桩身中的传播速度Vi=Li/ti(Li:测点i处两声测管间的距离,ti:声波在砼中传播时间),波速与桩身砼密实度密切相关,从而由波速就可以判别桩身质量。其基本原理是:由超声波发生器产生激励信号,经发射探头产生(20~50)kHz的声频振动,波动通过桩身传播到桩的另一侧,由接收探头接收,经放大器放大,在显示器中时标指示波在桩身中的走时。将桩身各部位的声波信号记录下来,进行信号处理分析,从而了解桩身质量。3 声时修正超声波检测钻孔灌注桩时,一般使用径向振动式换能器。用该种换能器在预埋声测管中检测时,桩身混凝土的声时(tic)按如下公式修正:tic=ti-t0+d1/Cc+(d2-d)/Cw(1)式中ti———测点i的原始声时值(μs);t0———仪器设备的声时初读数(μs);d———径向振动式换能器直径(mm);d1———预埋声测管管壁厚度(mm);d2———预埋声测管的内径(mm);Cc———预埋声测管所用材料的声速(km/s);Cw———水的声速(km/s)。从上式可以看出,修正混凝土声时的有三个变量:d1、d2、Cc。在d2、Cc一定的情况下,tic随d1的增大而减小;d1、Cc一定时,tic随d2的增大而减小;d1、d2一定时,tic随Cc的增大而增大。事实上,大多数仪器没有这项修正,所以从这点上讲,声测管选材时,管壁越薄越好,内径越小越好,所用材料声速越高越好。4 声测管的影响由于水、声测管、桩身混凝土的声阻抗各不相同,声波在穿过各介质界面时必有能量损失,其透射系数τ为τ=2Z2Z1+Z2(2
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