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DB36／T 1197-2019 桥梁预应力孔道压浆密实度检测规程

5.4.1定性检测时由于传播的距离长，信号衰减大，需要激发长波长、高能量信号。因此，应采 用本身质量大、碰撞面曲率半径小的激振装置，激振锥是比较适当的。 5.4.2定位检测时需要激发适合的波长。因此，根据测试厚，采用不同直径的激振锤是适当的。事实上 取的激振锤对压浆密实度检测精度和分辨力有很大的影响。激振锤激振得到的弹性波具有自振周期，该 目振周期与弹性波速的乘积的一半，即为对应于自振周期的壁厚（以下简称“对应壁厚）对于C50的预 力混凝士梁，各激振锤得到的弹 约为下表所示

根据实际壁厚与对应壁厚的关系，可以分为以下3种情形： 1）当实际梁厚大于上表中的对应壁厚时，理论上在频谱图上就会出现两条线：

2）当实际梁厚接近表中的对应壁厚时，其自振信号与梁底反射信号会形成共振（也被称为“纵波 共振此时在频谱上仅出现一个对应的峰值。该峰值可能偏向梁底反射时间，也可能偏向自振周期 3）当实际梁厚小于表中的对应壁厚时，其自振信号与梁底反射信号可能形成反向叠加，从 而削弱梁底的反射。 因此，在通常情况下，选取激振锤使其对应壁厚小于实际梁厚是必要的。同时，当对应壁厚与波纹 管中心位置接近时，容易引起误判。因此，应根据测试对象的壁厚，合理选取相应规格的激振锤，当对 测试结果有疑虑时，换次选激振锤再次测试

压浆料的固化受温度影响很大，在检测时根据天气条件应适当增加龄期，以保证压浆材料的强度至少达 到混凝土强度的70%以上。否则压浆材料尚未充分硬化，其反应则类似缺陷，容易引起误判。 5.5.2定性检测的测试方法：利用露出的锚索，在一端激发信号，另一端接收信号。通过分析在传播过程中信 号的能量、频率、波速等参数的变化，从而定性地判断该孔道压浆质量的优劣。该方法测试效率高，但测试 清度和对缺陷的分辨力较差，因此一般适用于对漏灌、管道堵塞等压浆事故的检测。目前定性检测的分析方 法有三种，但测试过程均相同：1）全长衰减法（FLEA）2）全长波速法（FLPV）3）传递函数法（PFTF） 各分析方法的原理及特点见7.1条。 梁的长度对检测精度有一定的影响。一般来说，梁长在60m内时，定性检测非常适用，但长度过长时， 由于能量衰减过快，接收到的信号受噪音影响较大，因而超过此长度后，定性检测的精度会大幅降低，另 外频率法测试受测试条件和人为影响较大，但频率明显异常时，频率算得的压浆指数不宜作为获取综合

压浆指数的参数。当定性检测完全无法使用时，采用定位检测，定位检测一般选取高的位置作为定位检 则，由于孔道往往较长，因此需要分段进行检测，检测段长度间于1m～5m为宜 .5.3,5.5.4定位检测的测试方法：沿孔道轴线的位置，以扫描的形式逐点进行激振和接收信号。通过分析激振 言号从波纹管以及对面梁侧反射信号的有无、强弱、传播时间等特性，来判断测试点下方波纹管内缺陷的有 无及形态。该方法检测精度高、分辨力强，适用范围较广，目前使用最多。但该方法耗时较长，且受波纹管 立置影响较大。目前分析方法有三种：1）改进冲击回波法（IE）通过改进频谱分析方法，提高了分辨力；2） 中击回波等效波速法（IEEV）3）冲击回波共振偏移法（IERS）各分析方法的原理及特点详见7.2条。 信 定位检测的主要影响因素如下： 1）梁、板的厚度 板的厚度对定性测试各方法的影响相对较小，而对定位测试的IEEV法则有较大的影响。 般来说，当管径相同时，板厚越薄CJJ T 314-2022 市域快速轨道交通设计标准.pdf，IEEV法的测试精度越高。 基于目前的定位检测的技术水平，在采用D50激振锤激振时，IEEV法一般要求梁、板的厚 度不超过0.6m。而IERS法则要求管道最大埋深不超过0.6m。 2）管道的排列和位置 管道的排列对定性测试各方法的影响相对较小，而对定位测试的IEEV法则有较大的影响。 当有双排管道时，尽可能从两个侧面用正EV法测试

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对角落边界条件比较复杂的管道需要加密测点。有马蹄形扩幅的T梁腹板孔道，往往需要从下部 测试。 3）混凝土浇筑质量和钢筋 混凝土浇筑质量对检测的结果影响不大，但当混凝土存在浇筑缺陷、明显不均匀时，也会对检测 结果造成不利影响。 一般来说，钢筋的影响不大，但在管道和测试面之间有钢板等异性构件时，也会产生相应的影响。 4）管道材质的影响 对金属波纹管，由于缺陷的反射与金属的反射互为逆向，有相互抵消的现象，因此，一定要结 速法（IEEV）加以综合判断。 以下是针对不同结构汇总的的适用方法及检测效果

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综上所述，定性检测效率高，但测试精度和对缺陷的分辨力相对较差；而定位检测测试效率相对较低， 旦其测试精度高、分辨力强，适用范围较广，能够准确定位并一定程度量化缺陷大小。因此，根据检测目 的，可以选择一种检测方法，也可以两种方法配合使用，达到效率与精度的平衡。但总体而言， 在条件许可时，推荐优先采用定位检测。

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参照已颁布的福建地方规程、山西地方规程等，以及国内其他省市执行抽检情况，综合我 省地方实际情况考虑对检测比例进行了规定。施工单位自检频率可在此基础上适当提高，对孔道压 质量进行过程中控制。

根据实践经验和研究成果，发现影响压浆密实度的主要因素在于： 1）压浆料：压浆料的优劣对于压浆密实度的影响最大； 2）孔道位置：由于泌水、气泡聚集是造成压浆缺陷的直接原因。而无论是泌水还是气泡 均轻于固体化压浆料。因此，泌水、气泡容易聚集于管道的拐点和上部； 3）压浆工艺：压浆工艺对压浆质量的影响也不容忽视，先进的压浆工艺如真空压浆、智能 玉浆等有助于提高压浆质量。但需要指出的是，仅靠压浆工艺并不能保证压浆一定密实。 此，抽样方式及测试位置主要考虑了泌水和气泡的影响。在进、出浆口；弯曲孔道的起弯点；反弯！ 赔部；平直孔道的各个位置均容易出现压浆缺陷。一般定位检测的测点间距按10cm一20cm布置。

6检测工作流程和方法 5.1.1在现场检测中，只要条件允许，应尽量采用定位检测的方法。当定性检测发现有问题或疑问时，应进行定位 检测和验证。

6.1.2检测前准备工作

cm，短传 感器无法安装，太长影响激励信号。清洁度应该有利于传感器的安装，基本要求钢绞线上无覆 浆。 定位检测采用频域分析，所需的数据时长较长。因此，如果测试表面形状不规则、不平整 时，周围边界的反射信号就可能会对测试结果产生不利影响。

6. 2. 1定性检测

传感器安装应保持对称，尽量使传感器安装在同一根钢绞线上，传感器应接近镭头但不与锚头或夹 片接触。另外，传感器应安装在钢绞线的上沿。在施工时如果钢绞线发生扭转，测试的钢绞线可能不是 同一根钢绞线，会造成一定的测试误差。但由于激振产生的弹性波信号可以在钢绞线中相互传递，从实 际的测试效果来看，其影响并不显著。当然，根据预应力施工规范，要求各钢线平顺，在施工中可以 用标注记号的方式确保钢绞线的平顺。 在混凝土波速标定时，如果梁体较高，则不同高度的混凝土的基准波速往往有一定的差异。通常 是上面小下面大。因此，基准波速的测试最好是在波纹管的中间高程处进行。 双方向激振对提高FLEA（全长衰减法）的精度非常有必要。全长衰减法涉及能量的衰减 变化对比，因此，放大器的相关设置和传感器灵敏度应明确记录，一般数据采集软件中可以同步记录相 关信息。

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当边界条件复杂（拐角处）或测试面有斜角（如底部有马蹄时）测试精度会受较大的影响，此时应仔 细选择检测方向

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定测试间距、长度可与定位检测一致；条件不充许，可选取2m左右的一段进行线性标定。 对于孔道两端，锚垫板喇叭口内的压浆质量，由于该区域钢筋密集，且有喇叭口的影响，因此对定 位检测的精度影响很大。此时，需要用定性检测中的传递函数法（PFTF）进行测试。

7.1定性检测评价指数

性检测根据原理不同可以分为三种测试分析方法，即1）全长衰减法（FLEA）2）全长波 速法（FLPV）3）传递函数法（PFTF）在一次测试过程中，可同时完成上述三种方法的测试。 1）全长衰减法（FLEA） 如果孔道压浆密实度较高，能量在传播过程中逸散的越多，衰减大，振幅比小。反之，若孔道压 浆密实度较低，则能量在传播过程逸散较少，衰减小、振幅比大

因此，通过精密地测试能量的衰减，既可以推测压浆质量。在定性检测中，该方法相对而言测试范 围最广。但该方法测试受传感器的接触状态、边界条件等的影响大、误差也较大，必须通过双向激振的 方法来抑制误差。 2）全长波速法（FLPV） 通过测试弹性波经过锚索的传播时间，并结合锚索的距离计算出弹性波经过锚索的波速。通过波速的变 判断预应力管道压浆密实度情况。一般情况下波速与压浆密实度有相关性，随着压浆密实度测增加波速 渐减小，当压浆密实度达到100%时，测试的锚索的P波波速接近混凝土中的P波波速。

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2全长波速法测试示意图

该方法最早由日本学者镰田敏郎教授于2001年提出，尽管存在理论基础不严密等诸多问题，但 其作为一种较为直观的测试方法，特别是在测试压浆密实度很低的时候，仍然有一定的应用价值。因此，我 们对测试理论进行了研究。

基于等效模量的方法，压浆密实度S，与测试波速√的关系可以表达为：

其中，As、A分别为孔道中钢绞线的面积和孔道的面积； 试。具体测试方法可参见“混凝土质量综合检测技术方案”； Ps、Pg分别为钢绞线和压浆料的密度，分别可取7800和2400kg/m；

代入上式，又可以得到：

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此，我们利用一套典型参数进行了计算。

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3）传递函数法（PFTF） 在孔道的一端钢绞线上激振另一端接收时，如果端头附近存在不密实情况，会使振动的频率发生 变化。因此，通过对比接收信号与激发信号相关部分的频率变化，可以判定锚头两端附近的缺陷情况。

受到张拉的钢绞线，其第1阶自振频率f可以由下式得到：

信息月 T：钢绞线的张力； P：参与振动的钢绞线+压浆体的线密度。 在张力一定的情况下，压浆缺陷对频率的影响可归纳在下表：

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尽管三种分析方法原理不同，但测试方式完全一样。因此，根据一次测试采集数据可以同时进行三种方 法分析，并得到各自分析结果。为了使定性测试结果能直观反映出压浆质量，从而科学指导后续工作，我们 引入了综合压浆指数If以及三个分项压浆指数：根据FLEA法得到的分项压浆指数IE4，根据FLPV法 得到的分项压浆指数Ipv，根据PFTF法得到的分项压浆指数ITP° 压浆指数是一个相对指标，本身没有物理意义。定义当压浆饱满时，各分项压浆指数的值为1；而完全未灌 时，压浆指数的值为0；若测量结果在此区间，则采用线性插值得到相应的分项压浆指数的值。同时，综 合压浆指数可以是某一个，也可以是某两个，或三个，作为综合指数的评判。本规程定义两种计算：

由上式可知，综合压浆指数的值也在0至1之间。只要某一项的压浆指数较低，综合压浆指数就会有较明显 的反映。根据检测经验，综合压浆指数1f较低（小于0.8）或者很高（大于0.95）时，往往能够比较鲜明 地反映压浆的状况（很差或较好）而在中间区间，则难以准确判定，因此，该区间应谨慎判定合格，宜 进行局部定位检测，再根据定位检测相关评定方法进行评定。

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注1：梁不同部位的混凝土的P波波速有一定的不同目

注2：能量比X可按下式计算

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1997年，Sansalone和Streett发表的著作中全面阐述了IE法的理论、室内和现场试验结果。在 此基础上，90年代期NIST和康奈尔大学共同发布了IE法的标准草案，并于1998年成为ASTM 标准[ASTMC1383]。 然而，正法在检测压浆缺陷时也遇到了诸多困难，往往无法检出压浆缺陷。其原因在于两个 方面： 一方面，由于波纹管的存在，严重干扰了反射波。特别是金属波纹管，由于金属与缺陷的阻抗相反 使得两者的反射有互相抵消的趋势，使得反射信号变得更加微弱。 另一方面，传统的IE法通常采用FFT作为频谱分析的手段。但FFT对微弱信号的低分 辨力进一步阻碍了其对缺陷的检出。 为此，本规程引入了在传统的正法的基础上，进行了改进和扩展的多项新技术。大量的 试验验证和现场应用表明，等效波速法(IEEV法)、共振偏移法（IERS）法可以较好地识别压 浆缺陷。 IE、IEEV及IERS法的基本原理是，当管道压浆存在缺陷时，有：

（1）激振的弹性波在缺陷处会产生反射（正法的理论基础） （2）激振的弹性波经过缺陷时，从梁对面反射回来所用的时间比压浆密实的地方长，其等 效波速（2倍梁厚/来回的时间）变慢（IEEV法的理论基础） （3）当激振信号产生的结构自由振动的半波长与缺陷的埋深接近时，缺陷反射与自由振动 务平台 可能产生共振的现象，使得自由振动的半波长趋近于缺陷埋深（即共振偏移，IERS法的理论基础） IEEV及IERS方法的具体情况如下。 1）等效波速法（IEEV） 方法包括两个部分，即： 1 当存在压浆缺陷时，弹性波波线（或部分）传播距离增加，时间延长； 2）采用基于相关分析为基础的频谱分析方法可以敏感地反映该时间的变化。基于这两点，即使 仅为局部，或者测线不在缺陷的正上方也可适用。

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最短路径：Lamin=H+H²+D2 其中，H：梁厚； D：波纹管直径。 若不考虑波纹管材质的影响，则在典型工况下，全空管造成的等效波速的滞后如下表

对于局部缺陷（如半空）测试方向的影响很大。若从上、下方向测试，半空管的反应与全空 相同。而从水平方向测试，则半空缺陷造成的等效波速的滞后要小于全空。 经实践证明，等效波速法是非常有效的方法， 2）共振偏移法（IERS）

2）共振偏移法（IERS

2）共振偏移法（IERS） 对于通常的预应力混凝土梁（C50）各激振锤得到的弹性波自振周期大约如下表：

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因此，在孔道上面测得的自振周期与压浆密实部位或混凝土中测得的自振周期有所变化，且其对应 反射深度与孔道埋深接近时，表明孔道压浆有缺陷

当测则试结构厚度较厚，难以采用等效波速法时，可采用本方法。其中，激振锤的选取十分重要，应尽量 选取与孔道埋深相对应的激振锤，使得激发的弹性波频率与孔道的反射频率相近却又不完全相同，此时的 测定效果最为理想。 上述三种方法均采用同一数据和同一频谱分析，仅在云图判读上有所不同。一般而言，正E法 是基础，各种状况均适用。IEEV法适合于壁厚较小，底部反射明显的情形，且壁厚/孔径比（D/Φ）越 小，测试精度越高。而IERS法则相反，适合于壁厚较大，底部反射不明显的情形。

7.2. 1压浆缺陷类型

研究表明，不同类型和不同规模的缺陷对结构耐久性和整体性的影响是不同的： （1）疏松型缺陷对结构的耐久性和整体性的影响相对较小。但是，当缺陷处材质强度降低 较大，对钢绞线的保护性能严重低下时，其对结构的不利影响接近于空洞型缺陷； （2）当空洞型压浆缺陷与钢绞线相接触时，其对钢绞线的锈蚀的影响将急剧增加； （3）当空洞型压浆缺陷接近于全空时，不仅会严重影响钢绞线的耐久性，而且对结构的整 体性等多个方面都会产生不利影响。 因此，将空洞型缺陷是否与钢绞线相接触，以及其是否接近全空作为缺陷的分级是恰当的。对于通常的孔道放 ，钢绞线的横截面积约为孔道横截面积的30%左右。考虑到形状因素，在钢绞线居中的情况下，经计算， 交线与管壁的距离约为管道内径的0.2倍左右，亦即1.4～1.8cm。该规模的缺陷，对于侧方向定位检测，恰好 能被检出：而对于上下方向的检测，由于缺陷通常位于管道的上方，其投影宽度约为管道内径的0.8倍，容易被

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检出。 再根据检测技术的水平状况，将预应力压浆缺陷分为大规模缺陷和小规模缺陷两级，可以根据EEV 去的底部反射波速以及波纹管壁反射（正）信号的强弱确定， 在进行频谱分析时，应考虑波纹管材质对检测结果的影响。对于金属波纹管，由于缺陷的反射与金属的反射 互为逆向，有相互抵消的现象，因此不能仅凭缺陷处的反射信号的强弱来判断，一定要结合等效波速法（IEEV） 即梁底部（壁面）反射信号的传播时间加以综合判断。 7.2.2测试区间的压浆质量 压浆密实度指数D反映了在整个检测区间中，压浆密实部分所占的比率。每个测点的压浆状态则 根据7.2.1的方法确定。 7.2.3全孔道的压浆质量评价标准 若仅对容易发生压浆缺陷的部分进行定位检测，则该部分出现压浆缺陷的概率远大于其他部位，若仍 采用压浆密实度指数D作为全孔道压浆质量的评定方法显然不妥。为此，假设在检测区间中，较好的区间的 Dk值可以代表其它未检测部分，以修正压浆密实度指数De来判定孔道的压浆质量。当然，该区间应满足以 下条件： 1）连续； 2）长度不少于总检测长度的1/2

再根据检测技术的水平状况，将预应力压浆缺陷分为大规模缺陷和小规模缺陷两级，可以根 去的底部反射波速以及波纹管壁反射（正）信号的强弱确定。 在进行频谱分析时，应考虑波纹管材质对检测结果的影响。对于金属波纹管，由于缺陷的反射与金 互为逆向，有相互抵消的现象，因此不能仅凭缺陷处的反射信号的强弱来判断，一定要结合等效波速活 即梁底部（壁面）反射信号的传播时间加以综合判断，

JGJ／T 455-2018 住宅排气管道系统工程技术标准7.2.3全孔道的压浆质量评价标准

7.3压浆质量评价标准

对于两种评价方法，其评价标准均建立在试验数据的基础上。附录I中归纳了我们在一些公路上的 检测结果，规律性的结果如下： （1）预制梁一般质量较好，优良（I、Ⅱ类梁）率在90%左右，但也有少部分梁（8%左右） 压浆质量较差； （2）现浇梁普遍压浆质量较差，特别是负弯矩处； （3）采用综合压浆指数时，对于压浆质量特别差（如漏灌、管中堵塞）的孔道是适合的。 而对于普通质量的压浆孔道，则具有较大的局限性。 （4）采用压浆密实度指数D时，要注意测点选取位置以及测点数的影响。在实际测试中，可 以对孔道全长进行检测，也可以对易于出现缺陷的区域进行局部抽检。显然，对孔道全长的检测得到的 D会高于局部抽检得到的D值，这也可以部分解释现浇梁D偏低的现象。

当检测方和被检方对测试结果出现争议时，应对测试存在疑问区域进行开孔验证，以确保测试结 果的可靠性。但是，钻孔验证也并非一定准确，其错判、漏判的情形也十分常见。而且，在绝大多数情况 下，会产生漏判（即将有缺陷判为无缺陷）造成这样的状况主要有以下原因： 1）钻孔方向的影响 由于缺陷通常出现在孔道的上部，因此从上部钻孔是最为理想的。然而，由于作业条件的限制，从侧

T／CAGHP 043-2018 地质灾害防治工程合同编制指南（试行）DB36/T 11972019

面、下面钻孔是非常常见的。从下图可以看出，在侧面、下面钻孔时，出现漏判的可能性是非常大的。

2）穿丝、挂钩的问题 对于穿丝方法，要求孔道与边界较近且缺陷贯通，对于大多数梁无法适用。而挂钩法则要求钢绞线 完全悬空。当钢绞线被部分包裹时，则挂钩法易于发生误判。 因此，建议用内窥镜观察的方法。相对而言，该方法适用面最广，可以利用小口径孔。但要注意聚 焦等间题。