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当声测管不平行时异常特征校正

2020-05-13

    运用声波透射法对桩身质量进行检测具有方便、快速、准确性高的优点。但在实际施工过程中声测管之间并不处处保持平行,致使测得的声时、波幅值大都含有声测管弯斜的影响,如果不对这一影响进行校正,而直接用检测数据去搜索缺陷点,就可能对检测结果造成干扰。
    目前关于修正声测管弯斜的文章多是建立管距随深度变化的数学模刑,采用数学方法对其拟合,然后根据拟合方程修正管距。本文阐明r声测管弯斜异常与桩身缺陷异常在声速一深度、波幅一深度曲线上的差别,并依据这一差别提出多种方法对声测管弯斜引起的异常进行校正。

1、声波透射法检测原理与方法
    其基本原理是:混凝土的声(波)速一般在4000-SOOOkm/s之间变化,混凝土的强度与波速之间有较好的相关性。当混凝土无缺陷时,混凝土是连续体,超声波在其中正常传播。但当缺陷存在时,混凝土连续性中断,缺陷区与混凝土出现界面。在这界面上,超声波传播情况发生变化,发生反射、散射和绕射。超声波经过缺陷后的接受波声学参数将发生变化。
    基本方法是在基桩成孔后、灌注混凝土之前,在桩内预理若干根相互平行的声测管作为声波发射和接收换能器的通道,用声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的间距逐点检测声波穿过桩身各横截面的声学参数,以判断桩身混凝土的缺陷。

2、声测管不平行的原因
    (1)由于设计和施工方面的问题,致使钢筋笼横截面上用于固定声测管的三角形或四边形不是相等平行的等边三角形或正方形,以致固定在其相应顶点上的声测管在同节钢筋笼中就不平行。
    (2)在钢筋笼吊装焊接时没有将声测管对准,致使声测管连接时发生歪斜。
    (3)钻孔弯曲,使钢筋笼在内弯处受侧压力的作用产生内凹,并使该边的声测管产生向心移动或内弯,失去平行关系。

3、声测管不平行的危害
    实际施工中,声测管常常发生歪斜和弯曲,如果不对这一影响进行校正,而直接用检测数据去搜索缺陷点,就可能造成对缺陷的轻判、重判、漏判或误判。

声测管不平行引起的异常特征及其判定依据
    (1)声测管周向偏移引起的声速一深度、波幅一深度曲线异常特征:所谓周向偏移是指某根声测管在该桩三根或四根声测管所处的圆周上偏移。这就使一对声测管距离缩短,因而声速变大、波幅增大;相应的另一对声测管管距必然增加,导致声速变小、波幅变小。因此根据两对检测管的声时、波幅异常的互补关系,就可以确定哪一根声测管发生偏移,向何方偏移。
    (2)声测管径向偏移引起的声速一探度、波幅一深度曲线异常特征:声测管径向偏移是指一根或多根声测管向桩心靠近或离开,并引起两对或三对以L声测管声速增大或变小、波幅增大或变小。
    上述两种偏移若出现在桩基的底端,其声速-深度、波幅一深度曲线为单斜变化;若出现在中部,则声速、波幅曲线出现上弯或下弯。
    (3)声测管弯曲引起的声速一深度、波幅一深度曲线异常特征。由于钻孔弯曲钢筋笼除了跟着弯曲以外,还在下放过程中对内弯处的井壁产生摩擦、切割,并使部分钢筋,乃至一根声测管陷入井壁泥土之中,此时若声测管仍就固定在钢筋笼上,则必有两对检测管(三管桩)或三对检测管(四管桩)的声速突然变大,若人土的那根检测管发生向心移动,则其声速异常曲线将出现两边逐渐增大,中间突然变小的复杂图形。

    声测管弯斜在声速一深度、波幅一深度曲线中引起的异常具有低频、变化缓慢、幅值较高、异常范围大等特点,它和桩身缺陷在声速一深度、波幅一深度曲线L形成的频率高、突变性强、异常范围一般较小的异常具有明显差别。基于这一差别,可以通过以下三种方法对测管弯斜的影响进行校正。
    拟合消除法:先对声速一深度曲线进行分析,找出有测管弯斜影响的部分,用多项式或砚角函数对其低频变化曲线进行拟合,然后从原始曲线中减去此拟合函数值,再加上声速平均值,就得到没有测管弯斜影响的数据。
    频域数据处理法:对数据进行频谱分析,从中取出低频部分进行反傅氏变换,再从原始曲线中减去之,以消除测管弯斜的影响。
    当测管弯斜较为严重时,按上面方法进行统计的声速、波幅平均值已与正常混凝土的声速、波幅相差较大,因而不能用此平均值作为正常混凝土的标准值。因此,必须对上述方法加以改进。
    当测管内弯或外弯时,引起声速曲线和波幅曲线的外弯或内弯。若消除测管弯曲影响,需将缺陷部位的前一点和后一点用一条直线连接起来,缺陷部位各观测点所对应的直线部分的位和弯线部分的值的差就是测管弯曲引起的声速、波幅增加或减小值。
    当测管倾斜时,引起声速曲线和波幅曲线的上斜或下斜。消除测竹倾斜影响时,将缺陷部位的前一点用水平直线延长至缺陷后一点对应的部位。缺陷部位各观测点所对应斜线上的值和该水平线的值的差就是测管弯曲引起的声速、波幅增加或减小值。

总结一下吧:
    (1)当声测管不平行时,如果不对这一影响进行消除,就可能引起对桩身缺陷的轻判、重判、漏判或误判。
    (2)异常特征推理消除法依据声测管弯斜与桩身缺陷在声速、波幅曲线中引起的异常的区别有效的消除了声测管不平行对基桩检测的不利影响。


来源:http://www.57269.net/news/2020513435.html
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