声波透射法准确判定桩身完整性的应用研究

摘要

基桩的完整性无损检测方法有很多种,常使用的方法有低应变法、高应变法、声波透射法及钻芯取样法。其中,低应变法和声波透射法以其灵敏度高、速度快、成本低等优点在混凝土灌注桩完整性检测中使用最为频繁。
　　 然而低应变法和声波透射法作为基桩完整性检测的非常重要的手段,两种方法各存在着很大局限性。低应变法检测时,会受到桩身长度、桩径大小、瞬态激振大小、桩周土体变化等众多因素的影响,导致信号失真或者缺陷位置确定不准确的情况,无法达到应有的检测效果,失去了检测的实际意义。而声波透射法在检测中易受到声测管、耦合剂等外界因素的影响,同时虽然检测结果得到的数据量较为丰富,但是检测结果的各种参数判据方法对于缺陷的准确位置和范围判定结果不同,使检测人员易受主观因素的影响,使检测结果的判定出现问题。
　　 本文从实际工程出发,以某水利工程渡槽下部结构中遇到的缺陷桩作为研究对象,对于准确判定基桩缺陷位置和范围的问题作了如下探索研究:
　　 1、对声波透射法检测的结果采用不同的判据方法分析得出不同的可疑缺陷位置,使用低应变法排除声波透射法检测中声测管、耦合剂等外界因素的影响;
　　 2、引入超声波扇形扫描法分别对基桩可疑缺陷位置的不同深度进行扫描判定;
　　 3、开挖出基桩实际缺陷,并对该缺陷位置进行准确测量,得出实际缺陷深度及范围,将实际缺陷情况分别与声波透射法检测得到的不同判定结果做对比分析试验,得出使用扇形扫描法对判定基桩缺陷的准确位置和范围是可行的:
　　 4、作为扇形扫描法检测结果分析判定唯一方法,实测波形判据法的判定往往仅依靠声速和波幅进行判定,对于这个缺点运用ANSYS Multiphisics/LS-DYNA模块对完整桩进行有限元仿真模拟,得到理想状态下完整桩的波形。同时对理想缺陷下基桩仿真模型进行有限元分析,得到的波形与完整桩波形对比,得出缺陷位置波形情况。解决了超声波实测波形判定方法中,仅依靠声速和波幅进行判定的缺点,使实测波形判定方法有了依据。