1.基本原理及方法
混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。对于正常的混凝土,声波在其中传播的速度是有一定范围的,当传播路径遇到混凝土有缺陷时,如断裂、裂缝、夹泥和密实度差等,声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过,声波将发生衰减,造成传播时间延长,使声时增大,计算声速降低,波幅减小,波形畸变,利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化,来分析判断桩身混凝土质量。
声波透射法检测桩身混凝土质量,是在桩身中预埋2~4根声测管。将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中,进行声波发射和接收,使超声波在桩身混凝土中传播,用超声仪测出超声波的传播时间t、波幅A及频率f等物理量,就可判断桩身结构完整性。
2.适用范围
声波透射法适用于检测桩径大于0.6m混凝土灌注桩的完整性,因为桩径较小时,声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差。其
桩长不受限制。
3.仪器设备
(1)试验装置
声波透射法试验装置包括超声检测仪、超声波发
射及接收换能器(亦称探头)、预埋测管等,也有加上
换能器标高控制绞车和数据处理计算机。其装置见图
37-21。
(2)超声检测仪的技术性能应符合下列规定:
接收放大系统的频带宽度宜为5~50kHz,增益应
大于100dB,并带有0~60(或80)dB的衰减器,其
分辨率应为1dB,衰减器的误差应小于1dB,其档间误
差应小于1%。
发射系统应输出250~1000V的脉冲电压,其波形
可为阶跃脉冲或矩发射系统应输出250~1000V的脉冲
电压,其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。
显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间,其显示时间范围宜大于300μs,计时精度应大于1μs,仪器必须稳定可行,2h中声时漂移不得大于±0.2μs。
(3)换能器应采用柱状径向振动的换能器,将超声仪发出的电脉冲信号转换成机械振动信号,其共振频率宜为25~50kHz,外形为圆柱形,外径Φ30mm,长度200mm。换能器宜装有前置放大器,前置放大器的频带宽度宜为5~50kHz。绝缘电阻应达5MΩ,其水密性应满足在1MPa水压下不漏水。桩径较大时,宜采用增压式柱状探头。
(4)声测管是声波透射法检测装置的重要组成部分,宜采用钢管、塑料管或钢质波纹管,其内径宜为50~60m。
4.测试技术
(1)预埋声测管应符合下列规定:
桩径0.6~1.0m应埋设双管;1.0~2.5m应埋设三根管;桩径2.5m以上应埋设四根。见图37-22声测管布置方式。