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声测管材质的选择,以透声率较大、便于安装及费用较低为原则。

声脉冲从发射换能器发出,通过耦合水到达水和声测管管壁的界面,再通过管壁到达声测管管壁与混凝土的界面,穿过混凝土后又需穿过另一声测管的两个界面而到达接收换能器。

因此,声测管形成4个界面,每个界面的声能透过系数可按下式计算:

式中:

某界面的声能透过系数;

界面两侧介质的声阻抗率

发射和接收换能器之间4个界面的总透声系数为

2分类

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常用的管子有钢管、钢质波纹管、塑料管3种。

钢管的优点是便于安装,可用电焊焊在钢筋骨架外,可代替部分钢筋截面,而且由于钢管刚度较大.埋置后可基本上保持其平行度和平直度,许多大直径灌注桩均采用钢管作为声测管。但钢管的价格较贵:

钢质波纹管是一种较好的声测管材料,它具有管壁薄、钢材省和抗渗、耐压、强度高、柔性好等特点,通常用于预应力结构中的后张法预留孔道:用做声测管时。可直接绑扎在钢筋骨架上,接头处可用大一号波纹管套接。由于波纹管很轻,因而操作十分方便,但安装时需注意保持其轴线的平直。

塑料管的声阻抗率较低,用做声测管具有较大的透声率,通常可用于较小的灌注桩,在大型灌注桩中使用时应慎重,因为大直径桩需灌注大量混凝土,水泥的水化热不易发散:鉴于塑料的热膨胀系数与混凝土的相差悬殊,混凝土凝固后塑料管因温度下降而产生径向和纵向收缩,有可能使之与混凝土局部脱开而造成空气或水的夹缝,在声通路上又增加了更多反射强烈的界面,容易造成误判。

声测管的直径,通常比径向换能器的直径大l0mm即可,常用规格是内径50-60mm。管子的壁厚对透声率的影响很小,所以,原则上对管壁厚度不作限制,但从节省用钢量的角度而言,管壁只要能承受新浇混凝土的侧压力,则越薄越省。

3结构

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声测管可直接固定在钢筋笼内侧上:固定方式可采用焊接或绑扎,管子之间应基本上保持平行-若检测结果需对各测点混凝土的强度做出评估,则不平行度应控制在1‰以下。钢筋笼放入桩孔时应防止扭曲。[1]

管子一般随钢筋笼分段安装,每段之间的接头可采用反螺纹套筒接口或套管焊接方案,如图8所示:若采用波纹管则可利用大一号的波纹管套接,并在套接管的两端用胶布缠绕密封。无论那种接头方案都必须保证在较高的静水压力下不漏浆,接口内壁应保持平整,不应有焊渣、毛刺等凸出物,以免妨碍探头的自如移动,声测管的底部也应密封,安装完毕后应将上口用木塞堵住,以免浇灌混凝土时落人异物,致使孔道堵塞。[2]

4安装

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a)钢管的套接;b)波纹管的套接

1-钢筋;2-声测管;3-套接管;4-箍筋;5-密封胶布

埋置布置

布置声测管的埋置数量及其在桩的横截面卜的布局应考虑检测的控制面积。通常有如图7所示的布置方式,图中的阴影区为检测的控制面积。

一般桩径不大于0.8m时,沿直径布置两根;桩径大于0.8m且不大于1.6m时,布置3根,呈等边三角形;桩径大于1.6m时,布置4根,呈正方形。

5用途

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声测管的其他用途

声测管除了用作检测通道及取代一部分钢筋截面外,还可作为桩底压浆的管道。试验证明,经桩底浆处理的灌注桩,可大幅度提高其承载力。同时声测管还可作为事故桩缺陷冲洗与压浆处理的管道,这时需采取措施把需压浆的缺陷部位的管道打穿。

超声波透射法检测,对声测管总体的要求是:接头牢靠不脱开,密封不漏浆;管壁平整不打折,平顺无变形;管体竖直不歪斜;管内畅通无异物。

当声测管材料或安装工艺较差时,可能造成漏浆、堵管、断裂、弯曲、下沉、变形等事故的发生,对超声波透射法进行桩基完整性检测产生较大影响,甚至于无法进行超声波透射法检测。

6案例

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