钻孔灌注桩超声波法检测技术研究

论文摘要

桩基础是构造物的主要基础形式之一,对上部结构物的安全起着至关重要的作用,它直接关系到国家和人民生命财产的安全,其工程质量一直倍受建设、施工、设计和监理等各部门的关注。同时由于我国地质条件复杂,桩基工程除因受岩土工程条件,基础与结构设计,桩土体制相互作用,施工与专业技术水平等诸多关联因素的影响外,桩基的施工还有高度的隐蔽性,更容易存在难以发现的质量隐患。如何避免此类情况的发生,找到合理的解决办法,显得尤为重要。本文指出了钻孔灌注桩质量缺陷判定的难点在超声波数据的理论分析上。因混凝土材料是一种多相复合体,其强度和均匀性不是完全稳定的,超声波在其内部传播是一种极为复杂的物理过程,受到多种因素的影响。通过试验研究找出其规律性,进而得出利用超声波判断混凝土质量优劣的理论方法。本文介绍了混凝土超声检测原理及方法,结合工程应用实例详细阐述了超声波检测数据处理方法及混凝土缺陷识别理论,利用波形、波幅和声时等声学参数的变化与混凝土质量的相关性,提出了能够准确判定混凝土灌注桩质量缺陷性质、位置和大小的理论方法,在工程实际应用中得到了很好的验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 桩的应用历史
• 1.2 国内灌注桩应用概况
• 1.3 桩身完整性和承载力检测方法的综述
• 1.3.1 直接法
• 1.3.2 半直接法
• 1.3.3 间接法
• 1.4 本文研究的主要内容、目的及意义
• 第二章 钻孔灌注桩施工及质量缺陷产生原因分析
• 2.1 钻孔灌注桩施工技术
• 2.2 钻孔灌注桩缺陷产生的原因及处理方法
• 2.2.1 导管进水
• 2.2.2 卡管
• 2.2.3 塌孔
• 2.2.4 埋管
• 2.2.5 钢筋笼上升
• 2.2.6 灌短桩头
• 2.2.7 桩身夹泥断桩
• 第三章 钻孔灌注桩超声检测原理及测试理论
• 3.1 超声波的声学概念
• 3.1.1 波形及其参数
• 3.1.2 声波在介质中的传播速度
• 3.1.3 声波在介质界面的反射和折射
• 3.2 声学参数与混凝土质量的关系
• 3.2.1 声波波速与混凝土质量的关系
• 3.2.2 接收声波波幅与混凝土质量的关系
• 3.2.3 接收波频率变化与混凝土质量的关系
• 3.2.4 接收波波形的变化与混凝土质量的关系
• 3.2.5 判定混凝土质量的几种声学参数的比较
• 3.3 混凝土灌注桩检测原理
• 3.4 混凝土灌注桩检测装置
• 3.4.1 声波检测仪
• 3.4.2 换能器
• 3.5 声测管的埋设及要求
• 3.5.1 声测管埋设数量及布置
• 3.5.2 声测管管材、规格、连接
• 3.5.3 声测管的连接与埋设
• 3.5.4 声测管的其他用途
• 3.6 现场测试方法
• 3.6.1 检测前的准备工作
• 3.6.2 检测前对混凝土龄期的要求
• 3.6.3 检测步骤
• 第四章 检测数据处理及缺陷识别理论
• 4.1 测试数据的整理
• 4.1.1 声学参数的计算和波形记录
• 4.1.2 绘制声参数-深度曲线
• 4.2 数据分析与判断
• 4.2.1 声速判据
• 4.2.2 PSD判据（斜率法判据）
• 4.2.3 波幅判据
• 4.2.4 主频判据
• 4.2.5 实测声波波形
• 4.3 桩身混凝土缺陷的综合判定
• 4.3.1 综合判定的必要性
• 4.3.2 综合判定的方法
• 4.3.3 混凝土灌注桩的常见缺陷性质与声学参数的关系
• 4.4 声测管的斜管测距修正
• 4.4.1 斜管问题
• 4.4.2 对斜管测距的修正
• 第五章 工程应用实例
• 5.1 工程实例及分析
• 5.1.1 工程实例一（合格桩）
• 5.1.2 工程实例二（有轻微缺陷桩）
• 5.1.3 工程实例三（不合格桩）
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 超声波检测技术展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果