發(fā)布時(shí)間：2021-09-22所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：隨著新基建概念的提出，我國(guó)建設(shè)工程又邁向了一個(gè)新的發(fā)展階段，工程項(xiàng)目產(chǎn)品生產(chǎn)建設(shè)中逐漸增強(qiáng)了各環(huán)節(jié)的工程質(zhì)量檢測(cè)。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，選取超聲波透射法在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用分析作為研究題目，具體探討中，概述了超聲波透射法的工作原理、應(yīng)用范
摘 要：隨著“新基建”概念的提出，我國(guó)建設(shè)工程又邁向了一個(gè)新的發(fā)展階段，工程項(xiàng)目產(chǎn)品生產(chǎn)建設(shè)中逐漸增強(qiáng)了各環(huán)節(jié)的工程質(zhì)量檢測(cè)。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，選取超聲波透射法在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用分析作為研究題目，具體探討中，概述了超聲波透射法的工作原理、應(yīng)用范圍及聲測(cè)管布置原則，剖析了影響超聲波透射法應(yīng)用的影響因素。并以此為基礎(chǔ)，對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行了討論。
關(guān)鍵詞：超聲波透射法;樁基檢測(cè);應(yīng)用分析
樁基礎(chǔ)是工程項(xiàng)目生產(chǎn)建設(shè)中的基礎(chǔ)形式，具有隱蔽工程的特征，在實(shí)際施工中，施工工藝流程相對(duì)復(fù)雜，在自然環(huán)境、地質(zhì)水文條件、施工設(shè)備、施工技術(shù)、施工人員等多重因素影響下，容易造成質(zhì)量控制不到位的情況。由于樁基礎(chǔ)決定了工程項(xiàng)目整體質(zhì)量水平，所以，對(duì)樁基礎(chǔ)的檢測(cè)十分關(guān)鍵。現(xiàn)階段在樁基礎(chǔ)檢測(cè)中應(yīng)用的方法相對(duì)較多，包括高應(yīng)變法、低應(yīng)變法、超聲波法、鉆孔取芯法、單樁豎向與水平抗壓靜載試驗(yàn)等。其中，超聲波法，也稱聲波透射法或超聲波透射法，其比較優(yōu)勢(shì)相對(duì)較高。具體分析如下：
1超聲波透射法的工作原理
費(fèi)馬定律認(rèn)為，聲波傳播過程中，需要以介質(zhì)為基礎(chǔ)，在A點(diǎn)到B點(diǎn)之間選取最優(yōu)路徑。該定律為介質(zhì)的物理力學(xué)和聲學(xué)參數(shù)特征值之間關(guān)系提供了重要依據(jù)。現(xiàn)階段對(duì)混凝土的研究中，已經(jīng)根據(jù)該原理創(chuàng)建了多種以聲波為基礎(chǔ)的質(zhì)量檢測(cè)方法。具體而言，混凝土屬于復(fù)合型材料，當(dāng)其內(nèi)部構(gòu)成要素均勻分布時(shí)，能夠通過對(duì)聲波傳播原理的運(yùn)用，對(duì)其內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行判定。若存在異常分布現(xiàn)象，則可以通過聲波的散射、繞射聲波衰減規(guī)律對(duì)其加以評(píng)估。如樁基混凝土中存在裂縫、蜂窩、離析情況時(shí)，其連續(xù)性會(huì)受到一定的阻礙，此時(shí)通過超聲波透射法測(cè)定，即可以對(duì)其缺陷進(jìn)行判定。從判定的途徑看，超聲波在聲能衰減后，其聲波信號(hào)的主頻、聲速、波幅、波形等均會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)根據(jù)此類要素的變化情況能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)樁基質(zhì)量的有效檢測(cè)及判定。
2應(yīng)用范圍及布置原則分析
該方法應(yīng)用范圍相對(duì)較廣，具體應(yīng)用中需要根據(jù)樁徑大小進(jìn)行具體的聲測(cè)管布置。例如，整體上應(yīng)用時(shí)：(1)一般以樁徑不小于0.6米灌注樁為準(zhǔn)。(2)樁徑小于或等于800mm時(shí)，不得少于2根聲測(cè)管;(3)樁徑大于800mm且小于或等于1600mm時(shí)，不得少于3根聲測(cè)管;(4)樁徑大于1600mm時(shí)，不得少于4根聲測(cè)管;(5)樁徑大于2500mm時(shí)，宜增加預(yù)埋聲測(cè)管數(shù)量。超聲波透射埋管布置下圖1：
需要注意的是，在實(shí)際檢測(cè)中需要選擇合理的采集方法。首先，應(yīng)該以平測(cè)為準(zhǔn)，平測(cè)時(shí)的步距宜控制在0.1米以內(nèi)。其次，在提升時(shí)，應(yīng)該對(duì)換能器高差與深度進(jìn)行校準(zhǔn)處理，并觀察其波形的穩(wěn)定性。一般提升過程中，宜按照每秒0.5米進(jìn)行速度控制，預(yù)防因速度過快而造成畸形波現(xiàn)象、漏波現(xiàn)象。第三，具體操作中若發(fā)生波形異常，則應(yīng)該通過減小步距、重新測(cè)量的方案，確定其缺陷大小與缺陷發(fā)生的位置，進(jìn)而對(duì)其原因進(jìn)行查明。第四，確認(rèn)異常后，對(duì)于豎向位置應(yīng)該通過交叉斜側(cè)、扇形掃描等技術(shù)進(jìn)行重新測(cè)量，旨在對(duì)聲測(cè)管耦合問題進(jìn)行排除。若采用扇形掃描技術(shù)，宜在換能器連接中點(diǎn)方面的做好水平夾角控制，一般以不小于40°為宜。掃描方法參看下圖2：
3影響超聲波透射法應(yīng)用的因素
超聲波透射法應(yīng)用中的測(cè)試方法具有明顯的程序性，首先，要求在埋置好的樁基內(nèi)部聲測(cè)管內(nèi)，放置接收換能器與超聲波脈沖發(fā)射換能器。其次，將清水注入到聲測(cè)管內(nèi)完成聲測(cè)管與換能器之間的耦合。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)受到聲測(cè)管質(zhì)量的影響，尤其在保護(hù)不及時(shí)、聲測(cè)管遭到損壞等情況下，儀器的探頭會(huì)發(fā)生卡住的現(xiàn)象，而且，在各類材料如土塊、砂漿等進(jìn)入聲測(cè)管后會(huì)對(duì)其造成堵塞現(xiàn)象。從而影響基檢測(cè)結(jié)果，包括雜質(zhì)混入后的換能器耦合不正常、波幅受到異常干擾等。從原因方面看，導(dǎo)致此類問題的原因主要集中于聲測(cè)管加蓋不到位，或者施工中的精細(xì)化管理不足。
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另一方面，超聲波透射法檢測(cè)樁射完整性時(shí)，需要建立關(guān)系曲線、實(shí)施檢測(cè)數(shù)據(jù)整理、對(duì)其檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行完整計(jì)算。在應(yīng)用過程中由于樁基、樁身屬于隱蔽性工程，會(huì)受到地下環(huán)境、水下環(huán)境的直接影響，此時(shí)施工工序相對(duì)復(fù)雜，其檢測(cè)過程中的理論應(yīng)用相對(duì)復(fù)雜。所以，在整個(gè)應(yīng)用過程中，操作人員的業(yè)務(wù)技能、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)作業(yè)的實(shí)際環(huán)境、選擇的計(jì)算方法等，也會(huì)給超聲波透射法的應(yīng)用產(chǎn)生一定的影響。通常的應(yīng)用實(shí)踐中，會(huì)根據(jù)綜合影響因素的實(shí)際存在，制定應(yīng)用過程中的質(zhì)量控制方案，以確保克服影響因素造成的各種干擾與風(fēng)險(xiǎn)。
4超聲波透射法在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用分析
4.1工程概況
以廠房工程為例，該工程屬于擴(kuò)建工程項(xiàng)目。地基基礎(chǔ)以混凝土鉆孔灌注樁為主。樁基混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C35，共39根，樁長(zhǎng)約30米、樁徑1米，樁端持力層為中風(fēng)化花崗巖。
4.2應(yīng)用分析
在確定工程項(xiàng)目樁基檢測(cè)目標(biāo)后，按照檢測(cè)需求合理選擇了匹配的聲測(cè)管材料、埋置方式、安裝方法，通過聲波投射法對(duì)該項(xiàng)目的樁基進(jìn)行樁身完整性判斷。分述如下：
以檢測(cè)方法為例，在樁內(nèi)跨孔透射法應(yīng)用方面，主要是以聲波透射法檢測(cè)方法為準(zhǔn)。具體操作中預(yù)先埋置聲測(cè)管，然后，選擇符合相關(guān)規(guī)范要求的聲波檢測(cè)儀進(jìn)行樁內(nèi)跨孔聲波透射法檢測(cè)。具體檢測(cè)中可以有效采集樁身工程參數(shù)與作業(yè)的實(shí)際情況。通過聲波發(fā)射與接收換能器采集的相關(guān)信號(hào)對(duì)混凝土中的聲波衰減速率進(jìn)行分析，判定樁身缺陷的位置、范圍和程度。應(yīng)用該方法可以有效減少返工造成的施工進(jìn)度延誤與造價(jià)超預(yù)算問題。在樁內(nèi)跨孔透射法應(yīng)用方面，采用樁內(nèi)布置聲測(cè)管的方案，具體操作中嚴(yán)格按照聲測(cè)管的布置原則及采集方法，可完成對(duì)樁基的有效檢測(cè)。本項(xiàng)目樁徑為1米，對(duì)應(yīng)的采用了埋設(shè)三根聲測(cè)管的方案。
首先，進(jìn)行嚴(yán)格的材料選擇。對(duì)該項(xiàng)目所在的施工環(huán)境進(jìn)行了勘察分析，考慮到混凝土與聲測(cè)管之間存在的機(jī)械強(qiáng)度與貼合情況，確定了檢測(cè)工藝。本項(xiàng)目選擇的超聲波檢測(cè)儀器為RS-ST06D跨孔超聲檢測(cè)儀(武漢巖海生產(chǎn))。其次，在聲測(cè)管的埋置過程中，以無縫鋼管材質(zhì)(壁厚：4毫米，內(nèi)徑：43毫米)為準(zhǔn)，借助與樁基連接，有效提升了其檢測(cè)過程中的穩(wěn)定性與超聲波傳遞信號(hào)的精準(zhǔn)性，滿足了樁基檢測(cè)中的樁身完整性檢測(cè)需求。第三，為了規(guī)避水環(huán)境的影響，對(duì)其彈性模量參數(shù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)性分析，運(yùn)用模糊分析法，進(jìn)行了樁基質(zhì)量波動(dòng)參數(shù)的計(jì)算分析。并且，完成了相關(guān)的質(zhì)量圖譜制作與監(jiān)測(cè)。需要注意的是，在聲測(cè)管管的安裝過程中、使用過程中，應(yīng)該根據(jù)影響因素的潛在風(fēng)險(xiǎn)，制定相應(yīng)的預(yù)防措施。本工程樁基檢測(cè)中，先進(jìn)行了聲測(cè)管安裝檢查，確保其牢固性與堅(jiān)實(shí)度后，在聲測(cè)管口加設(shè)了預(yù)防蓋。同時(shí)，對(duì)管材的固定以焊接方式為準(zhǔn)。通過嚴(yán)格的檢測(cè)應(yīng)用實(shí)踐，最后的檢測(cè)結(jié)果表明，該項(xiàng)目中的I類、II類樁數(shù)量分別為36根、3根，39根樁全部合格。
結(jié)語
總之，與其它樁身完整性檢測(cè)方法比較，超聲波透射法在信息采集方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，其工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單。雖然在實(shí)際的應(yīng)用中，存在諸多因素影響。但是，在具體工程項(xiàng)目產(chǎn)品的樁基檢測(cè)應(yīng)用實(shí)踐中，卻能夠滿足各項(xiàng)檢測(cè)需求，確保在對(duì)測(cè)、斜側(cè)、交叉斜側(cè)采集信息的全面性與精準(zhǔn)性。在埋管方面，遵循聲測(cè)管布置原則，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基的精準(zhǔn)檢測(cè)。通過以上初步分析可以看出，在實(shí)際的應(yīng)用中，應(yīng)該結(jié)合項(xiàng)目生產(chǎn)建設(shè)情況，盡可能采用綜合檢測(cè)方案，通過相互校準(zhǔn)與驗(yàn)證的辦法，增強(qiáng)超聲波透射法的檢測(cè)效果。尤其在聲測(cè)曲線識(shí)別后，可以通過樁基抽芯法等對(duì)其檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確保對(duì)樁身的完整性判定的準(zhǔn)確性。——論文作者：李景拓
