《冲击回波法检测预制剪力墙孔道灌浆密实度的试验》
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摘 要：建筑工业化的步伐日益加快,装配式建筑在近些年也得到了快速发展,装配式建筑作为新型建筑也面临着很多问题,其中最主要的问题是如何保障装配式建筑的安全可靠性,包括装配式结构关键节点的灌浆密实度检测以及设备的检测能力不足都在一定程度上阻碍了装配式建筑的健康发展.本文利用冲击回波法去检测预制厂中的剪力墙孔道,得出了冲击回波法可以无损检测逛灌浆密实度的相关结论.
关键词：装配式建筑;灌浆节点;预制剪力墙;冲击回波法
中图分类号：TU757 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2020）03-0052-05
随着我国建筑工业化的不断深入,装配式建筑由于其具有经济、环保、高效、施工安全等优点得到越来越多的推广与应用.而装配式面临的最大问题是如何保障其抗震性能,装配式建筑的抗震性能取决于竖向连接件是否可靠,竖向连接的质量主要依赖于孔内的灌浆密实程度,需要有检测手段来检验现场施工灌浆的密实度,从而保证结构受力性能和整体稳定性.
目前,冲击回波法被认为是对装配式建筑连接件密实度检测、预应力桥梁灌浆孔道灌浆密实度检测等混凝土结构缺陷检测最有前景的无损检测方法.主要通过应力波在界面处来来回回传播而产生瞬态共振,利用传感器接收瞬态共振引起的位移信号解析得到卓越频率.[1]卓越频率作为判断装配式建筑关键节点内部是否存在缺陷的依据.崇金玲在利用冲击回波法检测混凝土厚度时发现自由边界会对检测结果产生影响;魏广硕在研究中发现利用冲击回波法检测混凝土结构边缘时,[2]卓越频率会在临结构自由边界附近处发生低频偏移现象,幅值频率发生突变会对检测结果产生影响,为排除低频偏移现象对检测结果影响,需对混凝土构件临自由边界回波响应进行研究,主要包括冲击回波法原理以及应力波[3]在结构内部传播特性等相关应力波理论.
1 冲击回波法原理
冲击回波法以机械应力波为媒介,通过应力波在结构中的传播特点来判断待测结构特征.如果节点内部存在缺陷,将会导致波的传递路径发生变化,即缺陷处相对于密实处的反射时间长.传感器接收振动反射信号,信号放大器对接收的反射信号进行放大并存储,计算机读取信号放大器存储的信号,试验所用的传感器为电压传感器,传感器接收到的质点振动位移以电压数据信号表示并储存.由波振动的频率的变化,我们就可以确定待测构件内部是否存在缺陷.波在混凝土中传递路径和应力波传播和相关软件分析示意图如下.
2 现场试验检测过程
2.1 试验检测仪器
本次检测所采用的设备是由四川升拓检测技术有限责任公司研发生产的“SPC-MATS预应力混凝土梁多功能无损测试仪”.该设备包括主机、激振导向器、加速度传感器、前置放大器、电荷电缆.[4]前置放大器主要是将接收到的信号进行放大处理给主机;激振导向器即是击振锤,由不同形状的球状小锤构成;加速度传感器是接受信号的源头,当击振锤震击试件时产生的应力波经由传感器传递到主机中去.该设备是基于无损检测技术,采用冲击弹性波作为测试媒介的无损检测设备,该设备具有测试效率高、可靠性好、对结构无损伤等特点.[5]
2.2 试验准备及可能影响因素
（1）测试开始前,应对冲击回波位放大器等试验位器进行调试,对数据采果系统中的参数进行设置,确保采集系统参数准确.
（2）传感器需和特测构件表面保持充分稳定接触,因此在实验之前需对混凝士结构表面进行处理：混凝土表面需保证干燥、清洁、平整,避免因传感器产生影响对测试结构产生干扰.为了这种不利影响,试验开始之前可用干净的砂纸打磨混凝土表面,然后清理掉混凝土表面灰尘,尽可能保证传感器与混凝土表面充分接触.
（3）小锤敲击过程中对每一个信号敲击点可多次敲击,以保证获得更为准确的试验结果.
（4）如果信号接收器接收到的信号较弱时,可适当地调高放大器的放大倍数,增强传感器的接受能力,达到主机对信号的接收与识别能力.
2.2 试验检测过程
该次试验检测通过定位测试的方法进行.沿孔道的方向将测线布置在浆锚孔道的正上方,将测点布置在测线中的孔道部位,并连续测试孔道的注浆情况.下表为具体试验测试内容：
现场检测图及原始波形图如下：
2.2.1 对于未注浆孔道试验测试结果
对于项目中的未注浆孔道,共测试15个点,其中0-7点（本系统点数计数是从“0”开始）为孔道上的测试数据,8-15点为混凝土上的数据.
因此,由下图可以看出,8-15点应该为孔道注浆密实时梁底的正常反射时刻.而0-7点处的波产生了绕射现象,波传递的时间增长了,图中蓝色线条表示为正常反射,绿色线条表示为为产生绕射现象[6].因此判断0-7点为注浆不密实区域.
另外通过冲击回波仪将传感器采集得到的信号每个4记录一次接收点处的竖向位移,再将接收到的回波?滋s信号进行FFT解析,解析结果主要包括卓越频率和对应的幅值.这里主要对解析结果中的卓越频率进行分析研究.下图为未注浆孔道中存在灌浆缺陷处的回波信号解析图,由图中可以看出在灌浆缺陷处卓越频率出现明显突变.
2.2.2 项目中的未注浆孔道（有钢筋）试验测试结果
对于项目中的未注浆孔道（有钢筋）,共测试24个点,其中0-13点（为孔道上的测试数据,14-24点为混凝土上的数据.
因此,由图11可以看出,14-24点为孔道注浆密实时梁底的正常反射时刻.而0-13点處的波产生了绕射现象,因此判断0-13点为注浆不密实区域.
下图为未注浆孔道（有钢筋）中存在灌浆缺陷处的回波信号解析图,由图中可以看出在灌浆缺陷处卓越频率出现明显突变.
2.2.3 项目中的11楼孔道测试结果
对于项目中的11楼1号墙孔道各测线均测试19个点,其中0-10点为孔道上的测试数据,11-19点为混凝土上的数据.
2.2.3.1 11楼1#墙孔道测线1测试结果
由下图可以看出,11-19点为孔道注浆密实时梁底的正常反射时刻.而0-10点孔道上数据的反射时刻与11-19点的反射时刻一致,因此判断0-10点处注浆较好,未发现明显缺陷.
下图为11楼1#墙孔道测线1的回波信号解析图,由图中可以看出在在孔道上的解析结果未出现明显突变,注浆较好.
2.2.3.2 11楼1#墙孔道测线2测试结果
由下图可以看出,8-16点为孔道注浆密实时梁底的正常反射时刻.而0-7点孔道上数据的反射时刻与8-16点的反射时刻一致,因此判断0-7点处注浆较好,未发现明显缺陷,而7号点的数据则是敲击在出浆口处的木塞上.
图17为11楼1#墙孔道测线2的回波信号解析图,由图中可以看出在在孔道上的解析结果未出现明显突变,注浆较好.
2.2.3.3 11楼1#墙孔道测线3测试结果
由图18可以看出,11-21点为孔道注浆密实时梁底的正常反射时刻.而0-10点孔道上数据的反射时刻与11-21点的反射时刻一致,因此判断0-10点处注浆较好,未发现明显缺陷.
下图为11楼1#墙孔道测线3的回波信号解析图,由图中可以看出在在孔道上的解析结果未出现明显突变,注浆较好.
2.2.3.4 11楼2#墙孔道测线1测试结果
由下图可以看出,10-19点为孔道注浆密实时梁底的正常反射时刻.而0-10点孔道上数据的反射时刻与11-19点的反射时刻一致,因此判断0-10点处注浆较好,未发现明显缺陷.
图21为11楼2#墙孔道测线1的回波信号解析图,由图中可以看出在在孔道上的解析结果未出现明显突变,注浆较好.
2.2.3.5 11楼2#墙孔道测线2测试结果
由下图可以看出,10-19点为孔道注浆密实时梁底的正常反射时刻.而0-10点孔道上数据的反射时刻与11-19点的反射时刻一致,因此判断0-10点处注浆较好,未发现明显缺陷.
下图为11楼2#墙孔道测线2的回波信号解析图,由图中可以看出在在孔道上的解析结果未出现明显突变,注浆较好.
2.2.3.6 11楼2#墙孔道测线3测试结果
由图24可以看出,10-19点为孔道注浆密实时梁底的正常反射时刻.而0-10点孔道上数据的反射时刻与11-19点的反射时刻一致,因此判断0-10点处注浆较好,未发现明显缺陷.
图25为11楼2#墙孔道测线3的回波信号解析图,由图中可以看出在在孔道上的解析结果未出现明显突变,注浆较好.
2.3 试验结果总结
综上所述,其测试结果详见下表：
3 结论
预应力桥梁、装配式结构等混凝土结构缺陷检测技术是目前此类建筑推广过程中面临的一个重要难题,直接影响着建筑工业化事业的推进,本文通过去现场检测得出预制剪力墙孔道中的缺陷所在位置,验证了冲击回波法在预制剪力墙灌浆密度检测试验中的可行性.冲击回波法弥补了竖向连接件灌浆质量无法保障的问题,有效地提高预应力桥梁、装配式结构的质量,推动建筑工业化的快速发展.
参考文献：
〔1〕张敬彬.冲击回波法在预应力混凝土结构无损检测中的应用研究[D].北京交通大学,2017.
〔2〕刘运林,魏广硕,刘志豪.基于冲击回波法的预制剪力墙浆锚灌浆密实度检测[J].长江大学学报.2017,14（17）：26-31.
〔3〕王彬,乔铁柱.冲击波法检测混凝土构件裂缝深度的研究[J].工程技术研究,2018（4）：141-142.
〔4〕唐红,欧阳健,王照刚.应力波传播及岩土动态响应研究[J].化工矿物与加工,2019（10）：1-4.
〔5〕李辉,刘晓凤.灌浆套筒灌浆饱满度检測技术研究[J].江西建材,2017（21）：74+76.
〔6〕侯高峰.冲击回波法检测预制构件管道压浆密实性研究[J].山西建筑,2015（31）：35-36.
此文结论,该文是一篇关于剪力墙方面的相关大学硕士和抗风墙和密实度本科毕业论文以及相关抗风墙和密实度论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
抗风墙和密实度引用文献:
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[2] 建筑施工和抗风墙开题报告范文 建筑施工和抗风墙方面有关本科毕业论文范文10000字
[3] 装配式和抗风墙硕士学位论文范文 装配式和抗风墙自考开题报告范文5000字
