(蘇州恒信建設(shè)技術(shù)開發(fā)檢測有限公司,江蘇 蘇州 215006)
超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究
林 濤
(蘇州恒信建設(shè)技術(shù)開發(fā)檢測有限公司,江蘇 蘇州 215006)
在當(dāng)今建筑業(yè)飛速發(fā)展的形勢下,鉆孔灌注樁技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展,其使用也正在變得非常廣泛,然而,因?yàn)殂@孔灌注樁在成樁過程中需要耗費(fèi)許多施工工序,并且很難搞好其質(zhì)量控制工作,因此,非常容易產(chǎn)生事故,這就要求對于鉆孔灌注樁進(jìn)行完整性檢驗(yàn)。由此看來,進(jìn)行超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究具有非常重要的意義。
超聲法檢測技術(shù);鉆孔灌注樁;完整性檢驗(yàn);應(yīng)用
超聲法檢測技術(shù)在混凝土質(zhì)量的無破損檢測工作中的應(yīng)用已經(jīng)有了很長的歷史,而超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用,則是在最近一些年才開始出現(xiàn)的。超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用只需要簡單輕便的儀器、具備非常強(qiáng)的抗干擾能力、具備非常高的觀測準(zhǔn)確度、能夠取得非常直觀準(zhǔn)確的檢測結(jié)果、可以在樁身中上下移動測試,與此同時(shí),能夠準(zhǔn)確地查明樁內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、深度位置、范圍大小、嚴(yán)重程度等,由此看來,超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用存在著眾多的優(yōu)勢,有必要對其進(jìn)行深入地推廣應(yīng)用。
超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用的基本原理就是在鉆孔灌注樁內(nèi)預(yù)埋縱向聲測管道,在聲測管之中放置超聲脈沖發(fā)射和接收探頭,同時(shí),在聲測管中裝入清水作為耦合劑,通過儀器發(fā)出周期性的電脈沖,并且借助于發(fā)射探頭發(fā)射,同時(shí)將混凝土穿透,被接收探頭接收之后,轉(zhuǎn)換得到電信號。應(yīng)用儀器中的測量系統(tǒng),能夠測量得到超聲脈沖穿過樁體需要花費(fèi)的時(shí)間、接收波幅值、接收脈沖主頻率、接收波形及頻譜等一系列的參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,可以利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的判斷軟件來整體判斷和分析接收信號的各方面的參數(shù),從而能夠?qū)炷林械膬?nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小、位置進(jìn)行科學(xué)有效的判斷,同時(shí)也能夠得到混凝土總體均勻性和強(qiáng)度等級的評價(jià)指標(biāo)。
在現(xiàn)階段,鉆孔灌注樁超聲法檢測裝置主要包括以下的兩種:
第一種裝置的主要設(shè)備包括一般超聲檢測儀、發(fā)射探頭、接收探頭等幾個部分。探頭在聲測管內(nèi)部的移動是通過人工的方式來實(shí)現(xiàn)的,能夠在讀出數(shù)據(jù)之后將其輸入到計(jì)算機(jī)之中進(jìn)行處理。這種裝置雖然使用起來比較簡單,但需要二人同時(shí)操作,而且它的檢測精度受到人為因素影響較大,不同的檢測人員操作同樣的設(shè)備檢測同樣的樁,會存在細(xì)微的誤差。
第二種裝置是全自動智能化測樁專用的檢測裝置。這種裝置的主要設(shè)備包括超聲發(fā)射及接收裝置、探頭自動升降裝置、測量控制裝置、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等幾個部分。相對于第一種裝置,具有全程封閉檢測的特點(diǎn),受到人為因素影響小、效率高,一人即可操作。缺點(diǎn)在于設(shè)備成本較高。
鉆孔灌注樁超聲法檢測裝置的技術(shù)性能必須符合下面的條件:具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號的時(shí)程曲線及頻率測量或頻譜分析功能;聲時(shí)測量分辯力優(yōu)于或等于0.5μs,聲波幅值測量相對誤差小于5%,系統(tǒng)頻帶寬度為1~200kHz,系統(tǒng)最大動態(tài)范圍不小于100dB;聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖,電壓幅值為 200~1 000V。
與此同時(shí),鉆孔灌注樁完整性檢測所應(yīng)用的換能器的構(gòu)成材料是壓電材料,在現(xiàn)階段,建議選擇柱狀徑向振動的換能器,這是由于它在徑向沒有指向性,能夠使兩個測點(diǎn)之間的聲場實(shí)現(xiàn)覆蓋。它的主要技術(shù)指標(biāo)包括下面的幾點(diǎn):圓柱狀徑向換能器,沿徑向無指向性;外徑小于聲測管內(nèi)徑,有效工作面長度不大于 150mm;諧振頻率宜為 30~50kHz;水密性滿足 1MPa水壓下不滲水,也就是說,必須確保在100米的范圍之內(nèi)能夠進(jìn)行正常檢測。
在超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用的過程中,聲測管是換能器進(jìn)入樁體的關(guān)鍵通道,是灌注樁超聲脈沖檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵組成成分,由此看來,鉆孔灌注樁內(nèi)部聲測管的預(yù)埋方式及其在樁的橫截面上的布置方式會使得檢測結(jié)果受到非常直接的影響。鑒于此,為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,在設(shè)計(jì)鉆孔灌注樁的過程中,必須將聲測管的布置和埋置方式在圖紙上明顯地標(biāo)注出來,在施工的過程中,必須對于埋置的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制,通過這種方式,保證鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)工作正常開展。
在選擇聲測管的材質(zhì)的過程中,主要要求就是具備較大的透聲率,能夠方便地進(jìn)行安裝,不需要花費(fèi)較多的資金等。在現(xiàn)階段,鋼管、鋼質(zhì)波紋管、塑料管這三種材質(zhì)是經(jīng)常選取的。具體來說,鋼管的主要優(yōu)勢就是安裝簡單方便,能夠用電焊焊在鋼筋骨架上,也能夠代替部分鋼筋截面,同時(shí),在埋置之后也能夠保持其平行度和平直度,然而,選取這種材質(zhì)需要耗費(fèi)較多的資金。相對來說,鋼質(zhì)波紋管是一種較好的聲測管材料,存在著管壁薄、省鋼材、抗?jié)B、耐壓、強(qiáng)度高及柔性好等一系列的優(yōu)勢,能夠?qū)⑵渲苯咏壴阡摻罟羌苌?。另外,塑料管的熱膨脹系?shù)與混凝土相差懸殊,在檢測的過程中經(jīng)常會導(dǎo)致發(fā)生誤判。
綜上所述,本文根據(jù)筆者進(jìn)行超聲法檢測的實(shí)際工作,進(jìn)行了超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究,希望能夠?yàn)閺氖麓隧?xiàng)工作的同仁提供一定的借鑒,推動超聲法檢測技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展,最大限度地提高鉆孔灌注樁的質(zhì)量。
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U443
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1003-5168(2014)01-0013-01