基桩的声波透射法检测

基桩的声波透射法检测1．基本原理及方法混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。对于正常的混凝土，声波在其中传播的速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土有缺陷时，如断裂、裂缝、夹泥和密实度差等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低，波幅减小，波形畸变，利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身中预埋2～4根声测管。将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中，进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土中传播，用超声仪测出超声波的传播时间t、波幅A及频率f等物理量，就可判断桩身结构完整性。2．适用范围声波透射法适用于检测桩径大于0.6m混凝土灌注桩的完整性，因为桩径较小时，声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差。其桩长不受限制。3．仪器设备（1）试验装置声波透射法试验装置包括超声检测仪、超声波发射及接收换能器（亦称探头）、预埋测管等，也有加上换能器标高控制绞车和数据处理计算机。其装置见图37－21。（2）超声检测仪的技术性能应符合下列规定：接收放大系统的频带宽度宜为5～50kHz，增益应大于100dB，并带有0～60（或80）dB的衰减器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1％。闪发射系统应输愈出望25托0饭～拖1000萌V醋的脉冲电压，萌其波形架可为阶跃脉冲毅或矩发射系统泽应输仅出插25宽0无～宽1000在V辜的脉冲滔电压，其波形膜可为阶跃脉冲挤或矩形脉冲。缓显示系统应同斥时显示接收波当形和声波传播炉时间，其显示赢时间范围宜大寸于倒30勺0何μ微s旬，计时精度应扎大货于狡1珠μ愁s惑，仪器必须稳帆定可行岔，附2萄h第中声时漂移不铜得大杆于妙±0末.2燃μ尊s砌。雅（蜻3盟）换能器应采崇用柱状径向振袍动的换能器，形将超声仪发出血的电脉冲信号创转换成机械振眼动信号，其共庙振频率宜爆为未2驰5息～客50零kHz俱，外形为圆柱四形，外滚径卡Φ膨30坏mm故，凉长仁度条200洪mm础。换能器宜装滚有前置放大器思，前置放大器鼠的频带宽度宜歇为盟5鱼～善50丘kHz肢。绝缘电阻应庄达盆5M集Ω坛，其水密性应画满足蒸在卸1MP辈a兄水压下不漏水刊。桩径较大时排，宜采用增压因式柱状探头。榨（页4帜）声测管是声烛波透射法检测冈装置的重要组岁成部分，宜采介用钢管、塑料辈管或钢质波纹刚管，其内径宜柔为聪5透0估～洁60发m称。4．测试技术驰（祖1迹）预埋声测管绒应符合下列规该定：鸣桩径疏0.6乡～宗1是.0m蹈应埋设双管裳；大1粪.0委～篇2岭.5m录应埋设三根管浊；桩径超2.5m其以上应埋设四铃根。见抵图降3猛7斯－牲2置2毯声测管布置方米式。驾声测管底端及格接头应严格密依封，保证管外昆泥冰网在呀1MP牢a匹压力下不会渗锐入管内。上端计应加盖。扮声测管可焊接窜或绑扎在钢筋超笼的内侧，检消测管之间应互努相平行。善在检测管内应西注满清水。殖（喜2康）现场检测前绕应测定声波检紧测仪发射至接姻收系统的延迟夏时间神t旨0霸，并应按下式芹计算声时修正盾值采t符ˊ问：自t书ˊ偶=(D-d)浸/V旗t惰+(d-d伟ˊ泽)/V冰w岩屯底蜘偿再(37-5瓦2)迹式家中魂集D隐―党―浪检测管外径（深mm勤）短；普鹊d厚ˊ阻―杏―畜检测管内径（搬mm匙）；数d鱼―炼―痛换能器外径（度mm未）鱼；轰V薪t恨―舒―喊检测管壁厚度盗方向声速（补km托／脊s俱）；务V夹w饭―穗―或水的声速（浮km恭／啄s汪）恨；发腰T删―盐―炭声时修正值（浑μ们s悬）。榆将发、收换能进器置于水中，亚间距愿0或.5m淹左右，接收信垮号波幅调节到独二或三格，改秒变发、收换能搭器间距，测量泽不同距离的声絮时值，按时距动曲线求出泊t币0陕值。月（止3圾）检测步骤应绪符合下列要求辽：边接收及发射换狱能器应在装设异扶正器后置于产检测管内，并村能顺利提升及凯下降。帅测量时上述发偷射与接收换能扫器可置于同一呆标高，当发射核与接收换能器钢置于不同标高顷时，其水平测兰角可象取彼30雅°炊～山40抹°箱。匀测量点汉距刚2芹0芬～紫40委cm莫。当发现读数知异常时，应加妇密测量点距，供以保证测点间巷声场可以覆盖绸而不至漏测。水发射与接收换俊能器应同步升色降。各测点发链射与接收换能译器累计相对高柜差不应大于锹2芹cm稍，并应随时校双正。桑检测宜由检测饭管底部开始，疲发射电压值应壮固定，并应始葵终保持不变，送放大器增益值夏也应始终固定染不变。调节衰吐减器的衰减量耀，使接收信号鹅初至波幅度在椒荧光屏上蚊为薪2青或蠢3奖格。由光标确前定首波初至，佩读取声波传播禁时间及衰减器扎衰减量，依次许测取各测点的稿声时及波幅并瞒进行记录。狭一根桩有多根怒检测管时，应争将连每话2怕根检测管编为伸一组，分组进慎行测试，见蔑图痛3碧7容－伯2恒2片。裙每组检测管测狮试完成后，测晋试点应随机重柴复抽贴测钞1耐0旦％记～申2糕0劈％。其声时相随对标准差不应狐大秆于枣5扔％；波幅相对闹标准差不应大危于铁1碍0孕％。并对声时势及波幅异常的擦部位应重复抽弯测。测量的相培对标准差可按武下式计算献：船浙址绿军貌视太咸叶暂网圈辆(37-5定3)津岗辅示悠(37-康54)太式中悦σ式t么ˊ周―燃―头声时相对标准溉差局；污σ捏A宵ˊ―姻―头波幅相对标准娃差；汽t牌ˊ―链―傅第辅i必个测点声时原腥始测试值西（删μ筒s炊）磁；妇A善ˊ―府―旅第室i有个测点波幅原棵始测试值（坊dB肌）；合t兽ji果－－第言i乒个测点第韵j圈次抽测声时值匪（序μ俩s统）筝；摸A砖ji桥―句―逃第咏i里个测点第智j数次抽测波幅值注（纲dB观）。眼5区．检测数据的例处理与判定汁（拆1贝）由现场所测育的数据应绘制痒声时－深度曲否线及波幅（衰凭减值）－深度摘曲线。其声时慰t兽c裙及声环速阵V勒P鄙应按下列公式址计算：栽t登c勺=t-t宽o截-t汉ˊ有阔京捕柳僵谱(37-5杯5)桥V轿p布=l/t亿c因朋泊桨团恨葵阀(37-坚56)考式凑中羊炊t他c盈―反―艇混凝土中声波灰传播时间（起μ沸s芹）；沾t吼―暴―考声时原始测试重值（辨μ取s嫁）；诚t场0铸―嗽―稍声波检测仪发默射至接收系统贫的延迟时间（霉μ掌s聪）；梯t基ˊ遥―献―震声时修正值（符μ存s奇）；连l眨―矿―蛮两个检测管外液壁间的距离补(摸mm辱)拌；炕V抚P辽—亡混凝土声速（份km柴／计s恢）。村（桨2支）桩身完整性称应按下列规定搂判定：追应采用声时平化均共值公μ涂t属与声冬时耗2查倍标准添差唉σ吉t问之和作为判定送桩身有无缺陷能的临界值；并拳应按下列公式蹈计算：糊宿巩凡份汗柳贯柱贺(返37-57)妨棵鸟安吗(37起-58)谈式冲中灶勺n消―心―撤测点数调；充颈t择ci鸟―殃―责混凝土中第盯i艺测点声波传播浮时间（莲μ晨s什）雅；突μ蚂t罚―简―或声时平均值买（雷μ绞s默）挠；宽当英σ胀t锁―铜―全声时标准差。咽亦可按声时－遵深度曲线相邻派测点的斜建率稼K盏tz以及相邻两点声司时差耻值砖Δ棵t裕的乘盈积威K津tz选·跨Δ桂t锤作为缺陷的判拥据农：漠抬徒脊K钳tz傲=(t衣ci顺-t急ci-1怒)/(Z侧i趟-Z沉i-1拉)淘饿吵攻袋(37槽-59)真△伟t=t低ci匙-t桌ci-1勾爸虾貌汉插肿(3外7-60)熔K令tz衬·岩Δ仗t攻=(益t吵ci扛-t胀ci-1歉)斥2破/(头Z痒i酬-Z形i-1师)侦桨愤颂(37-非61)铺式你中仪翻t夕ci刘―忘―购第借i颈测点的声时（饰μ乏s招）馆；驻续t躁ci-1努―帝―轨第黎i泡－竹1亡测点的声时（撤μ虾s出）；兆Z抽i迹―据―爹第漏i厦测点的深度（古m摩）搅；枯Z六i朴－限1伟―彩―萄第乱i伪－量1杂测点的深度（钟m樱）。兽K剑tz湿·狠Δ到t涉值能在声时－个深度曲线上明罢显地反映出缺痰陷的位置及性蜡能，可结合影μ殃t瘦＋浴2猫σ喉t恩值进行综合判票定。担波幅（衰减量脑）比声速对缺沃陷反应更灵敏换，可采用接收耍信号能量平均火值的一半作为把判断缺陷临界议值。波幅值以拢衰减器的衰减逐量任q啄表示。波幅判身断的临界值健q创D上有下列关系：斑q摄D件=寿μ是q萝-6敞手类罗论(37-6星2)狠趟吉它饮偏(37-玩63)纳式误中心帆咽μ扯q睁―糕―省衰减量平均值抽（跨dB茎）；爬q拔i拔―查―滚第盯i猾测点的衰减量松（死dB凉）；慈n绍―诵―屿测点数。横对超越临界值服的测区应进行寸缺陷分析与判羡断。贫桩的完整性宜派采用上述判据裙，并辅以接收惧波形的视频率捎做进一步的综甚合判定。在作潮出缺陷判定后雀，如需判定桩服身缺陷尺寸及衔空间分布，宜社进一步采用多片点发射，不同搜深度接收的扇咱形测量法，用欺多条交会的声脏线所测取的波奇速及波幅的异聪常加以判定。6．工程实例茄福州某特大桥纱桩基础进行声英波透射法检测非，现场测试工迫作于净199谅7君年时3至月准1踏6疏日燃完成。撑拟建场地位于读福州峡南，大例桥基础采用冲筛钻孔灌注桩，界被测桩编号股为红Z驴4蹲－窃5无＃拾，，桩径欺Ф眼2500鸡mm莲，桩长比45.3m吨，桩身混凝土工强度等原级惭C2云5滑，桩端持力层统为微风化岩，煌土层自上而下穿为：粗砂，砂基夹淤泥，砂卵奴石，微风化岩霉，详见该工程牢地质勘察报告珍。费声波透射法按展《基桩低应变箱动力检测规程跨》移（浆JG贸J固／帅T93-9众5安）有关规定进央行，桩内埋打设迟4墙根测管，通过凉测量整个桩身译检测区域内的新超声波传播时纵间，观察接收感到的信号幅度勇变化，来分析粉判断桩身结构世完整性。本次惩检测采症用勾CT连S屋－傻2膏5丸型非金属超声衬检测仪，该桩钢基中一对测向覆的声时－深度丢曲线见症图倒3乒7浊－乖2目3鱼。鼓该桩同时采用象反射波法进行雕检测，所用仪蓄器为美疲国丑PD抄I渴公司生产尾的顿PI姥T壮桩基完整性检孤验仪，实测时因域曲线见流图陕3书7洪－贿2踪4棉。断根据声波透射才法检测结果分东析，桩顶谷下唇7竿～弟7辅.5m哄处绸，舰16言.5旺～忍17以.5m约处及孙28.0检～怪32四.0m突处均有明显的倚波峰，前两个煌波峰处远其著K往tz姥·蓝Δ救t骡值