根据规范与桩直径要求,在钻孔灌注桩中预埋若干根互相平行的超声波检测导管,检测前先将导管注满清水,再将发射探头和接收探头分别放入两根导管底端,发射探头和接收探头在同一高度。

超声波检测仪产生重复的电脉冲激励发射探头(发射换能器),发射探头将电脉冲能量转化为机械振动能量,接收探头将机械振动能量转化为电振动能量。发射探头发出的超声波经耦合而进入混凝土,在混凝土中传播后为接收探头接收并转换成电信号传送至接收仪,经过放大后显示在波屏上,可以测读传播声时和首波波幅。将两探头以某等量的移动步距同时向上逐步提升直至桩顶,并测读声时和首波波幅。根据两根导管的距离可计算出混凝土的声速,进而得到声速及波幅与桩身深度的关系曲线,通过曲线可判断桩身混凝土均匀性,缺陷部位及缺陷性质。

检测工作

4.1　检测前仪器的准备

检测仪器连同换能器必须每年送有关法定计量单位进行率定,率定合格后方可使用。率定后在具体工程检测前,必须确定仪器的零声时。确定方法有两种:一是按规范进行公式计算;二是进行现场率定。可取现场切割下来的两根声测管,注满清水紧靠在一起置于水池中,按正常检测程序测量声时,测3个数据取其平均值作为零声时,这种方法的好处是将仪器本身的误差(厂家给定)包括在内。如笔者所用仪器,经确定为32Lm,直接输入仪器即可,一个工程标段如声测管是同一型号的则不用更改。在检测前要求施工单位配合将声测管管口焊割齐平,两管管口基本等高,大约在破除好的桩顶之上10cm,管口焊渣清理干净,灌满清水,现场应备有220V电源。声波检测仪可使用内置电源(应充电),也可以使用交流电源,但要保证交流电稳定以免仪器受损。

4.2　现场检测工作

现场工作由两部分组成,一是检测数据的采集,二是换能器的升降(俗称拉绳)。二者配合进行。先用直尺量测2根声测管的外径距离(靠桩中心一侧),精确至cm,报给数据采集人员,输入检测参数“测距”。正式检测前,用假探头(与检测用探头直径、重量大致相同)试放,检查换能器是否能在声测管内自由升降。确信声测管畅通后方可进行正式检测。

管口处以及电缆线与钢筋接触处要用软布垫好,防止钢筋或管口将电缆线磨坏。放换能器时需同时缓慢放下,切忌任其自由落下,否则电缆线容易搅在一起,或者换能器冲下去却拉不起来。拉升换能器时我们有一个小技巧:用一个周转箱,检测时可以把它放在钢筋外,2根电缆线从管口处穿过钢筋平放于箱边上。开始拉升前,必须将2根电缆线的同一长度标记对齐握在一只手上,拉升时以箱子某一边为基准点,拉线人员大致坐于两管连线的中垂线上,每拉一次使电缆线上缠的胶带点对准箱子边框,电缆线自然堆放于胸前,一直至该桩检测结束。测同一承台其他桩时,将2个换能器放入其他桩的2根声测管,拉绳人员理顺电缆线让其缓慢滑下即可。数据采集。发射、接收换能器通过放大器与声波检测仪连接好,打开仪器电源开关,设置参数后开始正式测试工作。先将两换能器放至声测管底部,由下而上每隔20～40cm测一点。将采集状态置于“采样”,示意拉线人员拉起换能器,这样做的好处是可以看到动态的波形变化,直至一根桩检测结束。测完后,分析查看是否有异常测点(如波速波幅过低),若有应进行复测。所有要求试桩结束后,整理仪器及换能器。电缆线接口应保护好,可用软布外加一个塑料袋包扎起来防止接口进水或被污泥弄脏。

4.3　检测后数据处理

现场工作完成后,应将图形打印出来,并将数据传输至电脑保存。检测结果通过简报的形式报给有关单位。仪器也应妥善保管,注意防水防晒。

4.4　检测过程中常见问题及处理办法

(1)探头卡住　当卡住不太严重时,拉住电缆线轻轻上下抖动,待探头松动即可拉出来;或者用另一个探头轻放至卡住位置,提起往下轻轻冲击,待探头松动即可拉出来。有时这两个办法都不奏效,可试用8mm的钢筋焊接连起来往下捅,直至探头松动即可拉出来。

(2)没有波形　这时可检查是否断电或电缆被压住,若声时很大,该位置出现夹泥、离析等,其声波传播时间会大大增加。这时根据情况调节测值,直至出现波形为止。

(3)换能器故障　无意之中换能器碰撞声测管内壁或其他硬物导致裂痕进水。

(4)放大器出现故障　将两探头拉出来,放在水中进行采样,如果没有波出现,基本判断放大器故障。

(5)数据采集仪器出现故障　拿到室内,用平面换能器(不用放大器)检测,如正常说明仪器正常,反之为仪器出现故障。

超声波无损伤检测技术定义

通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。

超声波无损伤检测技术原理

主要是基于超声波在试件中的传播特性。

a.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；

b.超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；

c.改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；

d.根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

超声波无损伤检测技术优点

a.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；

b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件；

c.缺陷定位较准确；

d.对面积型缺陷的检出率较高；

e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。

超声波无损伤检测技术局限性

a.对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究；

b.对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；

c.缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响；

d.材质、晶粒度等对检测有较大影响；

e.以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，且检测结果无直接见证记录。

超声波无损伤检测技术适用范围

a.从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；

b.从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等；

c.从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等；

d.从检测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，也可大至几米；

e.从缺陷部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。

超声波无损伤检测技术应用

接到探伤任务后，首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。钢结构的验收标准是依据GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。

在此值得注意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝如果发现有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查，其次应该清楚探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。截止到目前为止我在实际工作中接触到的要求探伤的绝大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以我下面主要就对焊缝探伤的操作做针对性的总结。一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的准备工作。

超声波无损伤检测技术准备要求

在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSK-IA、CSK-ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT 50mm，（K:探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。

钻孔灌注桩由于其施工工艺成熟、承载力高、适用范围广已被广泛应用于公路、铁路桥梁等结构工程基础中。高等级公路大、中、小桥和互通式立交桥, 基本采用钻孔灌注桩。但是, 由于钻孔灌注桩是一项隐蔽工程, 较多的建设单位关心其工程施工质量。但实践表明,仍有5%-20%的钻孔灌注桩存在不同程度的质量问题。加强施工阶段桩基检测, 可以有效地避免质量事故发生, 并及时采取补救措施, 减少经济损失。

桩基检测技术有多种方法, 如弹性波法、超声波法、抽芯试验法等。弹性波法根据锤击程度分为高应变检测法和低应变检测法, 二者以桩基是否产生位移及位移趋势为界限。表1给出了这些检测方法的检测内容及特点。其中,低应变检测方法以其操作方便快速, 准备工作少, 作业面小, 费用低等优点被广大检测部门所采用。