钻孔灌注桩声波透射法检测应用研究

论文摘要

桩基础通常在地下或水下,属隐蔽工程,桩基工程质量的好坏直接关系到整个工程的安危。由于钻孔灌注桩具有施工工序简便、施工时噪音小且对周围建筑物危害小、可以穿越各种土层,更可以嵌入基岩等优点而被广泛的使用。但是,灌注桩施工时也容易出现许多问题,例如,断桩、缩颈、桩身离析、夹泥等。因此,如何科学的、准确的检测灌注桩桩身混凝土的质量是尤为重要的。超声波透射检测法以其现场操作便捷、检测准确性高、检测不受桩长、桩径限制等优点而被广泛的应用在各个工程的桩基础质量检测中。本文对超声波透射法做了进一步的研究。首先,从超声波的基本原理和检测方法出发,阐述了超声波的检测设备与现场检测技术,分析了超声波在混凝土中传播时的主要声学参数及其与混凝土质量的关系；其次,研究了现有的各种灌注桩桩身混凝土质量判据与评定方法,总结了它们存在的问题和不足,从而提出综合评定的必要性；最后,引入模糊数学的概念,研究了模糊数学的理论及其综合评定的数学模型,并将模糊数学中的综合评定方法应用到桩身混凝土质量评定当中,从而建立了一个关于桩基混凝土质量评定的数学模型。为了证明此评定方法的实用性,本文以西安至宝鸡改扩建工程中的桩基检测项目为依托进行验证。在验证中,本文以桩基础的钻芯芯样结果和综合评定结果相比较,发现虽然提出的模糊综合评定方法存在一些不足,但是已经较好的反映出桩身混凝土的质量状态。因此,本文的研究成果表明模糊综合评定方法在灌注桩桩身混凝土质量的评定中是切实可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 桩基础的概述
• 1.2.1 桩的分类
• 1.2.2 灌注桩常见的问题及处理方法
• 1.2.3 灌注桩的检测
• 1.3 国内外超声波检测技术的发展现状
• 1.4 本文研究的意义和主要内容
• 1.4.1 研究的意义
• 1.4.2 本文研究的主要内容
• 第二章 超声波透射法检测的原理
• 2.1 声波透射法检测装置及现场测试技术
• 2.1.1 超声检测仪
• 2.1.2 超声换能器
• 2.1.3 声测管
• 2.1.4 现场测试技术
• 2.2 声波透射法检测桩身完整性所使用的波
• 2.3 声波透射法检测混凝土灌注桩的主要声学参数
• 2.3.1 声速
• 2.3.2 波幅
• 2.3.3 频率
• 2.3.4 波形
• 2.4 声波透射法检测灌注桩缺陷的原理
• 2.4.1 灌注桩混凝土的性质
• 2.4.2 超声波在灌注桩混凝土中传播时的能量衰减
• 2.4.3 超声波声学参数与基桩混凝土质量的关系
• 第三章 声波透射法检测基桩质量中常用的判定方法
• 3.1 引言
• 3.2 声速判据
• 3.2.1 概率法
• 3.2.2 声速低限值法
• 3.3 PSD判据（斜率法判据）
• 3.4 波幅判据
• 3.5 主频判据
• 3.6 实测声波波形判据
• 3.7 NFP多因素概率法分析法
• 3.8 声场阴影重叠法
• 第四章 模糊数学在基桩质量评定中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 模糊数学的基本概念
• 4.3 模糊数学的基本理论
• 4.3.1 模糊集合及其表示方法
• 4.3.2 模糊识别的基本方法
• 4.3.3 模糊集概念的延伸
• 4.4 基桩混凝土质量模糊评定中隶属函数的确定方法
• 4.4.1 确定隶属函数常用的几种方法
• 4.4.2 确定隶属函数的注意事项
• 4.5 基桩质量模糊综合评定的研究
• 4.5.1 模糊综合评定的基本方法
• 4.5.2 单因素模糊评定
• 4.5.3 多因素模糊评定
• 4.5.4 模糊综合评定的数学模型
• 4.6 灌注桩混凝土桩身质量模糊综合评定模型建立的步骤
• 第五章 工程实例应用研究
• 5.1 引言
• 5.2 声测管管距的修正
• 5.2.1 声测管斜管对检测结果的影响
• 5.2.2 对声测管斜管测距的修正
• 5.3 工程实例一
• 5.4 工程实例二
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢