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    鉆(挖)孔灌注樁聲測管超聲波檢測方法

    鉆(挖)孔灌注樁聲測管超聲波檢測方法

    日期:2022-07-20 14:12:15
    鉆(挖)孔灌注樁聲測管超聲波檢測方法
    1.超聲波法的原理:超聲波法其理論基礎是聲波在被測介質中的傳播特性。 因而,從實測的聲速特性,就可以反映所穿透的介質特性的變化。對鉆(挖)孔灌注混凝土樁,其原理是:當儀器中的脈沖信號發生器發出一系列周期性電脈沖,加在發射換能器的極板上,電脈沖通過發射換能器轉換成一系列超聲脈沖,穿過被測的混凝土,并被接收換能器所接收,接收換能器把帶有介質特性的超聲脈沖信號重新轉換成電信號,通過放大整形,儀器就會顯示出混凝土的各種物理量(如聲時、幅值、頻率,波形),不同的介質,這些物理量也是不同的,通過分析這些物理量的變化,就可以判斷出混凝土的灌注質量。
    2.聲測管的預埋:聲測管是超聲波檢測時換能器進入樁體的通道,它是檢測系統的重要組成部分,設計時應將聲測管的布置和埋置方式標入圖紙,施工單位應嚴格控制埋置的質量,以確保檢測工作順利進行。
    2.1聲測管的選擇:聲測管材質的選擇,以透聲率較大,便于安裝及費用較低為原則。目前常用的管子有鋼管、鋼質波紋管、塑料管三種,目前許多大直徑灌注樁聲測管均采用鋼管為聲測管。聲測管的直徑,通常比徑向換能器的直徑大10mm,常用規格是內徑φ50~60mm。管子的壁厚對透聲率的影響較小,所以,原則上對管壁厚度不作限制,但從節約費用的角度而言,管壁只要能承受新澆混凝土的側壓力,則越薄越好。
    2.2 聲測管埋置數量和布置方式:根據中華人民共和國行業標準JGJ/T 93―95《基樁低應變動力檢測規程》規定:在樁徑較小時,由于聲波換能器與鋼管的聲耦合會引起較大的相對測試誤差,超聲波法只適用于樁徑大于0.6米的灌注樁聲測管。樁徑0.6~1.0米應埋設雙管,沿直徑對稱布置;1.0~2.5米應埋設三根管,呈等邊三角形;樁徑2.5米以上應埋設四根管,呈正方形。
    2.3聲測管的安裝:聲測管可焊接或綁扎在鋼筋籠的內側,每段之間的接頭可采用反螺紋套筒接口或套管焊接方案,管的下端應封閉,上端應加蓋,以確保管道暢通。聲測管之間應相互平行,誤差不大于1‰,檢測時應在聲測管內注滿清水。
    3.儀器設備:超聲波法的儀器設備主要有:超聲檢測儀、換能器(即探頭)、探頭升降裝置、記錄顯示裝置或數據采集與處理系統、聲測管等。
     
    (1)超聲檢測儀:聲波檢測儀器的技術性能應符合行業標準的規定:接收放大系統的頻帶寬度宜為5~50KHz,增益應大于100dB,并應帶有0~80 dB的衰減器,其分辨率應為1 dB,衰減器的誤差應小于1 dB,其檔間誤差應小于1%。發射系統應輸出250~1000V的脈沖電壓,其波形可為階躍脈沖或矩形脈沖。顯示系統應同時顯示接收波形和聲波傳播時間,其顯示時間范圍應大于2000μs,計時精度應大于1μs。
    除了滿足上述要求外,為了提高現場測試效率,儀器還應有自動測讀、信號采集、存儲和數據處理系統,盡可能在現場把檢測結果顯示出來,為此,我們選用了北京市政研究院NM―3A型和揚州超聲儀器廠HF―D型兩種智能型儀器。
    (2)換能器的選擇:換能器應采用柱狀徑向振動的換能器,共振頻率宜為25~50KHz,長度宜為20cm,若使用帶前置放大器的換能器,則前置放大器的頻帶寬度宜為5~50KHz。換能器的水密性應滿足在1MPa水壓下不漏水。發射與接收換能器在長度、頻帶寬度及水密性方面要求相同。應注意的是,帶前置放大器的換能器只能使用在超聲儀器的接收端。換能器的實測頻率相差應不大于+-10%。
    4. 超聲儀的標定:按中國工程建設標準化協會標準CECS 21:90《超聲法檢測混凝土缺陷技術規程》中第二章的內容,對超聲儀進行校核,其各項技術指標均應滿足要求。另外,現場檢測前應測定聲波檢測儀從發射至接收系統的延遲時間t0,因它對混凝土聲速值的計算有影響。t0值的消除有兩種方法:1、時距法:在一定溫度下,清水(蒸餾水)的聲速是較為穩定的,可作為標準介質,改變探頭間距,即可測出t0。2、直接藕合法:在清水中,直接把發射與接收探頭藕合在一起(注意:應事先把信號衰減,以避免損壞儀器),測讀聲時值t,該值即為t0值。把t0值輸入儀器中,即可消除t0值。
    5.電源的準備:目前我國生產的超聲儀都配置有兩種電源接口:交流電220V,直流電12V或24V。當使用工地交流電時,應配置交流穩壓器,以防工地電壓不穩而損壞儀器。當使用直流電時,應注意不要把正、負極性接反。有一種電源逆變器,可直接利用汽車里的點煙器,把直流電轉換成交流電,使用起來很方便。
     
    河北新邁實業鋼管
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