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        當聲測管不平行時異常特征校正

        2020-09-24 17:25:28 返回列表

            運用聲波透射法對樁身質量進行檢測具有方便、快速、準確性高的優點。但在實際施工過程中聲測管之間并不處處保持平行,致使測得的聲時、波幅值大都含有聲測管彎斜的影響,如果不對這一影響進行校正,而直接用檢測數據去搜索缺陷點,就可能對檢測結果造成干擾。
            目前關于修正聲測管彎斜的文章多是建立管距隨深度變化的數學模刑,采用數學方法對其擬合,然后根據擬合方程修正管距。本文闡明聲測管彎斜異常與樁身缺陷異常在聲速一深度、波幅一深度曲線上的差別,并依據這一差別提出多種方法對聲測管彎斜引起的異常進行校正。

        1、聲波透射法檢測原理與方法
            其基本原理是:混凝土的聲(波)速一般在4000-SOOOkm/s之間變化,混凝土的強度與波速之間有較好的相關性。當混凝土無缺陷時,混凝土是連續體,超聲波在其中正常傳播。但當缺陷存在時,混凝土連續性中斷,缺陷區與混凝土出現界面。在這界面上,超聲波傳播情況發生變化,發生反射、散射和繞射。超聲波經過缺陷后的接受波聲學參數將發生變化。
            基本方法是在基樁成孔后、灌注混凝土之前,在樁內預理若干根相互平行的聲測管作為聲波發射和接收換能器的通道,用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點檢測聲波穿過樁身各橫截面的聲學參數,以判斷樁身混凝土的缺陷。

        2、聲測管不平行的原因
            (1)由于設計和施工方面的問題,致使鋼筋籠橫截面上用于固定聲測管的三角形或四邊形不是相等平行的等邊三角形或正方形,以致固定在其相應頂點上的聲測管在同節鋼筋籠中就不平行。
            (2)在鋼筋籠吊裝焊接時沒有將聲測管對準,致使聲測管連接時發生歪斜。
            (3)鉆孔彎曲,使鋼筋籠在內彎處受側壓力的作用產生內凹,并使該邊的聲測管產生向心移動或內彎,失去平行關系。

        3、聲測管不平行的危害
            實際施工中,聲測管常常發生歪斜和彎曲,如果不對這一影響進行校正,而直接用檢測數據去搜索缺陷點,就可能造成對缺陷的輕判、重判、漏判或誤判。

        聲測管不平行引起的異常特征及其判定依據
            (1)聲測管周向偏移引起的聲速一深度、波幅一深度曲線異常特征:所謂周向偏移是指某根聲測管在該樁三根或四根聲測管所處的圓周上偏移。這就使一對聲測管距離縮短,因而聲速變大、波幅增大;相應的另一對聲測管管距必然增加,導致聲速變小、波幅變小。因此根據兩對檢測管的聲時、波幅異常的互補關系,就可以確定哪一根聲測管發生偏移,向何方偏移。
            (2)聲測管徑向偏移引起的聲速一探度、波幅一深度曲線異常特征:聲測管徑向偏移是指一根或多根聲測管向樁心靠近或離開,并引起兩對或三對以L聲測管聲速增大或變小、波幅增大或變小。
            上述兩種偏移若出現在樁基的底端,其聲速-深度、波幅一深度曲線為單斜變化;若出現在中部,則聲速、波幅曲線出現上彎或下彎。
            (3)聲測管彎曲引起的聲速一深度、波幅一深度曲線異常特征。由于鉆孔彎曲鋼筋籠除了跟著彎曲以外,還在下放過程中對內彎處的井壁產生摩擦、切割,并使部分鋼筋,乃至一根聲測管陷入井壁泥土之中,此時若聲測管仍就固定在鋼筋籠上,則必有兩對檢測管(三管樁)或三對檢測管(四管樁)的聲速突然變大,若人土的那根檢測管發生向心移動,則其聲速異常曲線將出現兩邊逐漸增大,中間突然變小的復雜圖形。

            聲測管彎斜在聲速一深度、波幅一深度曲線中引起的異常具有低頻、變化緩慢、幅值較高、異常范圍大等特點,它和樁身缺陷在聲速一深度、波幅一深度曲線L形成的頻率高、突變性強、異常范圍一般較小的異常具有明顯差別?;谶@一差別,可以通過以下三種方法對測管彎斜的影響進行校正。
            擬合消除法:先對聲速一深度曲線進行分析,找出有測管彎斜影響的部分,用多項式或硯角函數對其低頻變化曲線進行擬合,然后從原始曲線中減去此擬合函數值,再加上聲速平均值,就得到沒有測管彎斜影響的數據。
            頻域數據處理法:對數據進行頻譜分析,從中取出低頻部分進行反傅氏變換,再從原始曲線中減去之,以消除測管彎斜的影響。
            當測管彎斜較為嚴重時,按上面方法進行統計的聲速、波幅平均值已與正?;炷恋穆曀?、波幅相差較大,因而不能用此平均值作為正?;炷恋臉藴手?。因此,必須對上述方法加以改進。
            當測管內彎或外彎時,引起聲速曲線和波幅曲線的外彎或內彎。若消除測管彎曲影響,需將缺陷部位的前一點和后一點用一條直線連接起來,缺陷部位各觀測點所對應的直線部分的位和彎線部分的值的差就是測管彎曲引起的聲速、波幅增加或減小值。
            當測管傾斜時,引起聲速曲線和波幅曲線的上斜或下斜。消除測竹傾斜影響時,將缺陷部位的前一點用水平直線延長至缺陷后一點對應的部位。缺陷部位各觀測點所對應斜線上的值和該水平線的值的差就是測管彎曲引起的聲速、波幅增加或減小值。

        總結一下吧:
            (1)當聲測管不平行時,如果不對這一影響進行消除,就可能引起對樁身缺陷的輕判、重判、漏判或誤判。
            (2)異常特征推理消除法依據聲測管彎斜與樁身缺陷在聲速、波幅曲線中引起的異常的區別有效的消除了聲測管不平行對基樁檢測的不利影響。

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