一种高填方台背泡沫砼工后超声检测方法与流程

本发明属于土木工程质量检测，更具体地说是涉及一种高填方台背泡沫砼工后超声检测方法。

背景技术：

1、台背是指桥台或涵洞一侧或两侧与主体路基进行衔接的一段衔接路基，衔接路基较主体路基要求要高，其压实度达到96％及以上，衔接路基的填料需要使用透水性好的砂砾土或砂性土。高填方泡沫砼台背相比于传统台背，其填料为高性能的轻质泡沫混凝土，在路基下层通常设有一层或多层加筋层。泡沫混凝土又叫发泡水泥，是一种轻质、保温、隔热耐火、隔音和抗冻的混凝土材料，应用于路堤填筑中具有有效降低土体荷载、减小路基沉降变形和解决桥头跳车问题等优点。传统的检测方式需要在路基施工前预埋检测管或者在路基表面钻孔检测，但这种方法无法应用于已经施工完毕投入在正常使用中的高填方台背泡沫砼的检测。公开号为cn107870201a的一种气泡混合轻质土路堤无损检测方法是将超声检测应用于气泡混合轻质土路基质量检测的方法，但其同样无法针对已经施工完毕并通车运行的路基进行检测。

技术实现思路

1、本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，实现针对运营中的高填方台背路基的正常检测，减小对路基损伤。

2、本发明高填方台背泡沫砼工后超声检测方法的特点是：以台背的一侧面为检测面，在检测面上呈矩形阵列分布各检测孔口，在所述矩形阵列中，以i表示检测孔口所在的行数，以j表示检测孔口所在的列；i＝1,2,…n；j＝1,2,…n；以检测孔的孔口中心点为入射点a、以检测孔的孔底中心点为端点b，自入射点a起沿ab连线的方向朝向台背内钻孔，形成入射角为α、深度为d的检测孔；在所述检测孔中埋设声测管，利用声测管进行超声检测，获得台背的超声检测数据，实现高填方台背泡沫砼工后超声检测。

3、本发明高填方台背泡沫砼工后超声检测方法的特点也在于：针对高填方台背建立三维直角坐标系，是以沿路基纵向为x轴向、沿路基横向为z轴向，竖直方向为y轴向；

4、设置同一行中的相邻两只检测孔口间的中心距即行间距lh为：

5、

6、设置同一列中的相邻两只检测孔口间的中心距即列间距lv为：

7、

8、其中：

9、lh为相邻两只检测孔口间的中心行间距；

10、lv为相邻两只检测孔口间的中心列间距；

11、以[·]表示取整运算；m为台背的浇筑层数；

12、h为台背高度，b为台背宽度，截面系数a取值为1.1；

13、α为入射角，入射角α是指检测孔轴线与z轴线之间的夹角，所述检测孔轴线处在zoy平面中，且自检测孔的孔口一端起倾斜向下。

14、本发明高填方台背泡沫砼工后超声检测方法的特点也在于：将矩形阵列中处在第i行和第j列的检测孔口在所述三维直角坐标系中的中心点坐标记为(xij，yij，zij)；则矩形阵列中各检测孔口的中心点坐标形成的坐标矩阵为：

15、

16、其中：

17、t为加筋层的保护层厚度，用于保护钢筋，是指最外层钢筋至泡沫砼表面的距离；

18、t为检测孔钻孔保护距离，t＝t+5.5l，l为加筋层的钢筋绑扎的间距；

19、d0为台背顶部路基层填料厚度；d1为加筋层至台背顶部路基层填料底部的厚度。

20、4、根据权利要求3所述的高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，其特征是：

21、针对加筋层仅为一层，按如下方法确定入射角α：

22、将入射点a的坐标即入射点坐标记为：(t，d0+d1-2t，0)

23、将ab连线与加筋层的交点的标坐即交点坐标记为：(t，d0+d1，t+0.5pl)

24、p是自然数集中的奇数集合；

25、则入射角α为：

26、由此获得入射角α的函数族，按入射角α钻孔使检测孔处在相邻钢筋的中心位置处；

27、依据检测孔孔径dk和加筋层钢筋直径ds设置入射角α的函数族的安全波动范围β为：

28、

29、其中：

30、

31、并设置入射角α的下限值minα为：

32、本发明高填方台背泡沫砼工后超声检测方法的特点也在于：针对加筋层为两层，分别是上加筋层和下加筋层；将针对加筋层为一层获得入射角α的函数族及安全波动范围β的方法分别应用于上加筋层和下加筋层；

33、在针对下加筋层时，将ab连线与下加筋层的交点的坐标记为：

34、d1为加筋层即上加筋层至台背顶部路基层填料底部的厚度；

35、d2为两层加筋层之间的间距；

36、采用穷举法，通过验证确认是在区间中，则表明入射角α满足要求。

37、本发明高填方台背泡沫砼工后超声检测方法的特点也在于：设置检测孔的深度d为：

38、

39、本发明高填方台背泡沫砼工后超声检测方法的特点也在于：在所述检测孔的内侧壁上，沿检测孔的轴向间隔设置滑轮组，使声测管处于检测孔的中心位置上。

40、与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

41、1、本发明方法不破坏路基表面、不影响正常运营、不破坏加筋层，能够有效应用于高填方台背泡沫砼工后检测。

42、2、本发明采用超声检测技术，设备携带轻便、设备价格低、检测方便快捷。

43、3、超声波在混凝土中的波速与其强度之间具有一定的关联性，通过建立“强度-波速”曲线可以推算混凝土强度，本发明涉及泡沫混凝土是由泡沫和水泥浆混合而成，其影响超声检测的因素更少，检测结果更加可靠。

44、4、本发明中声测管用于保证声测管处于检测孔的中心位置，从而保证检测精度。

技术特征：

1.一种高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，其特征是：以台背的一侧面为检测面，在检测面上呈矩形阵列分布各检测孔口，在所述矩形阵列中，以i表示检测孔口所在的行数，以j表示检测孔口所在的列；i＝1,2,…n；j＝1,2,…n；以检测孔的孔口中心点为入射点a、以检测孔的孔底中心点为端点b，自入射点a起沿ab连线的方向朝向台背内钻孔，形成入射角为α、深度为d的检测孔；在所述检测孔中埋设声测管，利用声测管进行超声检测，获得台背的超声检测数据，实现高填方台背泡沫砼工后超声检测。

2.根据权利要求1所述的高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，其特征是：针对高填方台背建立三维直角坐标系，是以沿路基纵向为x轴向、沿路基横向为z轴向，竖直方向为y轴向；

3.根据权利要求2所述的高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，其特征是：将矩形阵列中处在第i行和第j列的检测孔口在所述三维直角坐标系中的中心点坐标记为(xij，yij，zij)；则矩形阵列中各检测孔口的中心点坐标形成的坐标矩阵为：

4.根据权利要求3所述的高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，其特征是：

5.根据权利要求4所述的高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，其特征是：

6.根据权利要求1所述的高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，其特征是：

7.根据权利要求1所述的高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，其特征是：

技术总结
本发明公开了一种高填方台背泡沫砼工后超声检测方法，首先明确高填方台背加筋层的铺设位置，然后根据设定比例选择钻孔位置，根据加筋层的位置关系确定入射角度范围，避开加筋层钻取检测孔并埋设声测管进行超声检测，根据超声检测结果选取合适的检测间距。本发明在不破坏路面表层结构的前提下，利用超声检测方式检测高填方台背泡沫砼工后的质量，现场实际操作方式简便，不影响道路的正常使用，也适用于其它高填方构筑物填料的质量检测。

技术研发人员：程涛,钱申春,刘鑫,张俊,叶亮,荆翰林
受保护的技术使用者：安徽省公路桥梁工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12