超聲波透射法在基樁檢測中PSD評定的應用研究

2020-12-07 中國檢測網

超聲波透射法在基樁檢測中PSD評定的應用研究
邢 哲， 宛新林， 宛傳虎， 賈偉鳳
(安徽建築工業學院土木工程學院，安徽合肥)

摘要：文章主要對超聲波透射法的原理及PSD判據法的應用進行了探討，通過對PSD判據法的深入研究，改進了對樁身完整性的判斷準確度。該文首先概述了超聲波的原理及其測試方法，然後在工程實例中用PSD判據法對基樁完整性進行評定。通過工程實例，得出用PSD判據法判斷樁身質量的簡便性、準確性和專業性。

關鍵詞：超聲波透射法；PSD；完整性；樁基檢測

樁基礎是建築工程中常用的基礎形式，樁身質量直接影響到建築物的安全。樁基的完整性檢測是樁基質量檢i貝0的重要內容，樁身完整性檢測方法有鑽芯法、高低應變動測法和聲波透射法[1]。與其他方

法比較，聲波透射法有鮮明的特點[2]：檢測全面、細緻，檢測範圍可以覆蓋全樁長的各個截面，信息量豐富，結果準確可靠，且現場操作簡便、迅速，不受樁長、長徑比等的限制。超聲波透射法中最重要的是對檢測數據進行數據分析和結果判定，其檢測需要分析和處理的聲學參數是聲速、波幅、主頻[3] 。而如何應用這些聲學參數進行判定是超聲波透射法測樁的關鍵，其分析判定方法有：聲速判據、

PSD判據、波幅判據和主頻判據[4]。PSD判據突出對聲時的變化，對缺陷的敏感度在各種判據法中最為明顯，同時也減小了因聲測管不平行造成的測試誤差對數據分析的影響，所以PSD判據法比其他方法

具有獨特優勢[5]。

PSD判據的物理意義為：聲時一深度曲線相鄰兩點的斜率與相鄰時差值的乘積，根據PSD值在某深度處的突變結合波幅變化情況，進行異常點判定，該判據對聲時具有指數放大作用。因此，缺陷區PSD值較

聲時反映明顯，而且運用PSD判據基本上消除了聲測管不平行或混凝土不均勻等因素所造成的聲時變化對缺陷判斷的影響，本文結合工程實例闡述PSD判據法的應用效果。

1、 超聲波透射法的原理和檢測方法

混凝土是由多種材料組成的多相非勻質體，對於正常的混凝土聲波在其中的傳播速度是有一定範圍的，當傳播路徑遇到混凝土有缺陷時，如斷裂、裂縫、夾泥和密實度差等，聲波繞過缺陷或在傳播速度

較慢的介質中通過，聲速將發生衰減，而造成聲時增大，波幅減小，波形畸變。因此，利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學參數的變化，來分析判斷混凝土的變化是非常有效的[6] 。

在基樁施工前，根據樁直徑的大小預埋一定數量的聲測管，作為換能器的通道 。測試時每兩根聲測管為一組，通過水的耦合，超聲脈衝信號從一根聲測管中的換能器發射出去，在另一根聲測管中的盧測

管接收信號，超聲儀測定有關參數並採集記錄儲存供分析解釋使用。

2 、PSD判據評定方法

對於由聲速、波幅衰減確定的異常區，結合PSI)曲線進行綜合分析，採用斜率法作為輔助異常判據，當PSD值在某測點附近明顯變化時，應將其作為a疑缺陷區。首先要得出聲速和波幅的臨界值，才能確定兩者衰減的異常區，然後結合PSD進行分析。以下為聲速、波幅臨界值和PSD的求解方法[8]。

(1)聲速臨界值的計算。將同一檢測剖面各測

點的聲速值 由大到小依次排序，即
 


 


3 、應用實例

本次共試驗2根工程樁，樁型為人工挖孔樁，混凝土強度等級、樁長和樁徑均相等，其混凝土強度等級為C25，樁長為5 In，樁徑為690 mm。在現場採用RS-ST01C型聲波檢測儀和CH一1型聲波跨孔換能器進行現場數據的採集與記錄。2根樁的聲速、波幅和PSD曲線，如圖1所示。
 




從圖1a看出，在距樁頂l m處PSD曲線連續出現測點異常，所對應的聲速也異常，明顯低於臨界波速值；同理在3．1 m處和樁底均出現了異常，說明該樁在對應部位存在缺陷，其分析結果與鑽芯得到的情況相吻合。從圖lb看出，PSD曲線正常，所對應的聲速曲線正常，沒有缺陷，該樁的低應變反射波法得到的實例曲線反映了此樁完整性正常，無缺陷。

4、 結束語

通過實例分析看出，運用PSD判據法評定樁身完整性較簡便，但如果聲時讀數有錯誤，PSD會將錯誤數據進行放大，造成誤判。在採用PSD法時應注意當樁聲缺陷為緩變型時，聲時值也呈緩變型，PSD判並不敏感。在實際應用時，可先假定缺陷的性質和尺寸，來計算臨界狀態的PSD值，作為臨界值判據，但必須對缺陷區的聲速波速作為假定。

[參考文獻]

[1]JG／106~2003，建築樁基檢測技術規範ES2．
[2]譚國．超聲波透射法檢測大直徑灌注樁EJ1．水利與建築工程學報，2007(1)：9O一92．
[3]郭素傑．超聲波多參數綜合分析法在基樁檢測中的應用I-J]．勘察科學技術，1999(1)：61—64．
[4]陳凡，徐天平，陳久照，等．基樁質量檢測技術[M]．北京：中國建築工業出版社，2003．
[5]楊世如．超聲波透射法在鑽孔灌注樁檢測中的應用口]．上海地質，2003(4)：47—51．
[6]屈彥玲．鑽孔灌注樁的超聲波透射法檢測[J]．山西建築，2007(22)：2O一21．
[7]羅騏先．樁基工程檢測手冊(第2版)[M]．北京：人民交通出版社，2004．
[8]韓小敏．超聲波透射法在橋梁基樁完整性檢測中的應用[D]．武漢：武漢理工大學土木工程與建築學院，2007．
 

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