桩身完整性检测技术

桩身完整性检测技术1.相关规范、理论依据和技术方法2.声波透射法检测3.低应变法检测4.高应变法检测5.钻芯取样检测1.1基桩检测规范的相关规定1.1.1桩身完整性与缺陷（1）桩身完整性：是反映桩身截面尺寸相对变化，桩身材料密实性和连续性的综合定性指标。（2）桩身缺陷：断裂、裂缝、缩颈、夹泥（砂）、空洞、蜂窝，疏松的总称。1.1.2规范对桩身完整性检测要求（1）工程桩应进行桩身完整性抽样检测；（2）桩身完整性检测宜采用两种或多种合适的检测方法进行。1.1.3桩身完整性检测方法及适用范围（1）声波透射法在预埋声测管之间发射和接受超声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声学参数（例如：声速、频率、振幅以及波形）的相对变化，对桩身完整性进行判定：①混凝土均匀性；②缺陷及位置；③完整性类别。（2）低应变法用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶的速度、加速度时程曲线，通过波动理论或机械阻抗理论对实测数据进行计算分析，对桩身完整性进行判定：①缺陷及位置；③完整性类别。（3）高应变法

用重锤在桩顶冲击激振，实测桩顶的(加)速度和力的时程曲线，通过波动理论进行分析，检测判定：①单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求，分析桩侧与桩端阻力；②缺陷及位置，完整性类别。（4）钻芯法用钻机钻取芯样，以检测判定：①桩身缺陷（密实性、连续性）、②桩长、③桩底沉渣厚度、④桩身混凝土强度、⑤判断或鉴别桩端岩土性状。1.1.4抽检数量(1)柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。

(2)设计等级为甲级，或地质条件复杂。成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根；其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10

根。

注：a

对端承型大直径灌注桩，应在上述两款规定的抽检桩数范围内，选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。抽检数量不应少于总桩数的10%）。

b.地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩，以及单节混凝土预制桩，抽检数量可适当减少，但不应少于总桩数的10%，且不应少于10

根。

C.为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时，应适当增加抽检数量。1.1.5受检桩选择1施工质量有疑问的桩；2设计方认为重要的桩；3局部地质条件异常的桩；4施工工艺不同的桩；5除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。1.1.6检测时间规定

1采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。

2采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期达到28d或预留同条件养护试块强度达到设计强度。3采用高应变法检测时，除上述要求外，还应满足成桩休止时间要求。1.2振动波与波动理论简介1.2.1波与振动（1）.波的物理定义及类别波动是某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动。.波在空间和时间的分布可用波函数F(r±ct)表示（其中“r”—矢径的幅值，“＋和－”—分别表示波沿正和负r方向传播，”c”—波的传播速率。①机械波（含声波、弹性波等）：是构成介质的质点的机械运动（引起位移、密度、压强等物理量的变化）在空间的传递。相邻质点间存在相互作用的弹性力或准弹性力，使某一点的振动向邻近质点传递。需依靠介质的传递。②电磁波(含光波等)：是电磁场的振动在空间传递。依靠的是电磁场本身的规律，毋需任何介质的存在，故可在真空中传播。（2）波形及传播①.平面波、柱面波和球面波.

三类波见下图1。空间直角坐标系(x,y,z)中，如果r＝x,则在同一个y-z平面上,波在任一点都有同样的值，这种波叫平面波；一个点波源所辐射的波，一般是球面波。②.标量波（如空气中的声波）与矢量波（如电磁波）。振动物理量有标量、矢量之分。③.纵波与横波a.纵波（压缩波）：波的传播与振动方向一致（相反时称为拉伸波）b.横波（剪切波）：波的传播与振动方向相垂直，只能在固体中传播。④.简谐波

:波函数F(r±ct)是一种很简单的正弦或余弦函数。通常一确定线性波可分解为n个简谐波的叠加。⑤.声波分类机械波源所激起振动，依据纵波频率:a.20Hz～20000Hz,人可听觉,振动称为声振动,称为声波;b.频率﹥20000Hz时，称为超声波；c.频率﹤20Hz时，称为次声波。(3）波的强度、能量和衰减①.波都具有强度并携带能量②.波衰减性：弱除在真空中外，波在传播过程中，是不可能维持它的振幅不变的。在媒质中传播中，波所带的能量总会因某种机理或快或慢地转换成热能或其他形式的能量，从而不断衰弱，终至消失。(4）各种波的共同特性①.反射和折射：在不同介质的界面上能产生反射和折射，对各向同性介质的界面，遵守反射定律和折射定律；②．叠加性（分解性）：通常的线性波时遵守波的叠加原理；③.干涉：两束或两束以上的波在一定条件下叠加时能产生干涉现象；④.衍射：波在传播路径上遇到障碍物时能产生衍射现象；⑤.偏振：横波能产生偏振现象。（5）波的传播规律①反射、折射和散射

在均匀的媒质中，波沿直线传播。波由一种均匀的媒质射向另一种均匀媒质，而且两个媒质的界面是平面的。入射到界面的波（入射波），一部分在界面上被反射回第一媒质（称为反射波），另一部分则折入第二媒质(称为折射波)。反射角恒等于入射角，而折射角的大小依赖于两个媒质的有关物理量的比。对于电磁波，这个物理量是介电常数同磁导率的乘积的平方根。当固体中声波从一个固体媒质投射到另一固体媒质时，在第一媒质中，入射波将被反射出两个波，而不是一个，其中一个是纵波，一个是横波。进入第二媒质时也将折射出两个波。两种反射波的反射角和两种折射波的折射角都有一定的规律。②行波和驻波

不断前进的波，称为行波；但在特殊情况下似乎囚禁在某个空间的波。称为驻波。两列振幅和频率都相同，而传播方向相反的同类波叠加起来就形成驻波。常用让一列入射波受到媒质边界的反射，以产生满足条件的反向波，让二者叠加形成驻波。例如，简谐波在驻波腔内来回反射，驻波腔的长度是半波长的整数倍，腔端每个界面在反射时产生π相位差。驻波中振幅恒为零的点称为波节，相邻波节相距半个波长，两个波节之间的振幅按正弦形分布。振幅最大的点称为波腹。

1.2.2行波动力学方程

（一维纵波波动方程见教材P810）

1.2.2.1一维纵波波动方程推导

A.弹性杆件模型1u2

=E/ρB弹性胃杆件停模型2：反射达波法蹦其原羞理是脊通过刺锤击潮桩顶编，应豪力脉辛冲以掉波的付形式织沿桩披体传拔播，喷弹性忍应力脏波在杜传播雹的过犁程中促遇到宰桩体折界面假变化营时，阿将表廉现为丙桩身筐阻抗课变化睁而产煌生反民射波覆，通猾过安锈装在花桩顶诞的传防感器佣接收茧波的国变化短，从穿而判绝断桩斧身的窑完整炸情况呈。一列俱质量股为m的小禁质点哲，相夹邻质影点间惹用长章度h的弹恳簧连廊接。鼻弹簧觉的弹性谢系数（又辉称“妄倔强稼系数翻”）赠为k。其中u(x)表示吩位于x的质葱点偏秩离平贸衡位性置的胸距离他。施屑加在限位于x+件h处的茎质点m上的适力为通：其中:—质点惯性亿力（根皆据牛顿骑第二粒定律），—弹簧只作用敌力（喘根据胡克犯定律）。根据达朗箩贝尔王原理，位牌于x+夸h处质残点的订运动晒方程喊为：若N个质勿点间课隔均羽匀地气固定剃在长塞度L=N色h的弹炮簧链线上，桐总质葵量M=N裙m，链优的总呜体劲度朵系数为K=k/N，则佩可将咏上面浩的方芬程写左为：取极湖限N,h就得乳到这枕个系高统的美波动律方程很：波速仔：1.既2.帜2.瓜2均质株弹性系杆件供中波躲的传幼播与饶波阻紧抗A.对一彩根均对质弹挎性杆赞件，萄作出善如下偶假定蛛：溜①桩浸身是沾一根味弹性怪杆件撤；②桩杜在纵搭向振砖动过责程中弹，其到横截张面始哲终保笋持平饿面，扰即同严一截云面上兽的各膜点仅鹊在桩牲的轴柱向作市相等纲的位沃移；③忽衔略了青桩身螺内、倡外阻状尼和潮桩周毫表面巧的摩黎擦力减的影雪响。B.冒1弹性湿杆中合的波峰阻抗波阻目抗是欲弹性轻杆件怎的横关截面墙积Ａ够（㎡经）、廉材料队密度ρ（㎏/m塘³）和患材料橡弹性乐模量锦Ｅ（N/自m²）的隆函数肚即：Ｚ＝遥Ｅ·Ａ／介Ｃ＝ρ·Ｃ·Ａ牌（１蝴）式中浸：Ｚ滤－波榜阻抗帐（Ｎ·Ｓ／m）；扁Ｃ－酿应力化波波虾速（m／s）；惨；ρ-材料宁密度料；A-横截弊面积屠。B.惹2应力敏波沿亡桩身穿向下援传播浓（向辱下为传“+”，压马缩波悬），探当桩阁身的灭介质幅发生咳变化粱即桩顷身波阳阻抗旗发生缝变化贡时，冤传播缩慧方向箱垂直油于界凑面时栋，应扮力波妥将在贴介质悠的分饰界面棍上产陕生反果射和杆透射模。如Vі—入射膛波，Z1=ρ1c1A1—为桩称身混徒凝土氧波阻荣抗；Z2=ρ2c2A2—为桩交身缺铃陷和欧桩底挤岩土波部分矮的波效阻抗,则反射扬波（榨上行旁波）山：Vr=-F·纤Vі=芒-〔白(Z1-Z2)/陡(Z1+妥Z2)〕捐·Vі（2）式中F—反射油系数透射处波（津下行秩波）芳：Vt=T·费Vі=〔你2Z1/(献Z1+兽Z2)〕辣·Vі（3）式中T—透射配系数B.粱3反射潮系数FF值可番在0～±1范围碌内变镰化,反射勒波与闲入射赔波的捏相位鉴关系:可以钉是同驻相的扬，也温可以炉是反餐相的谨。(1词).在桩发顶要沫接受叙到反身射波撤，必体须满优足F≠恩0。(2已).对于妈完整戒桩来年说，倾桩身犹中无慌波阻懒抗的禾差异潮，所冰接受好到的鸭反射直波基音本上砍是桩倾底反消射上浑来的僚；(3臂).对于柿缺陷稼桩，筋即有闯桩身裁缺陷围部分四的波推阻抗ρ2c2A2存在次，就才可以膊根据解反射页系数排的正祸负来涌判断夹桩身艰缺陷拦的性歉质：①.F＞0时，凡反射税波与章入射俊波同煎相，振若ρ1c1=ρ2c2，则A2＜A1，表馒明桩姿身缩姨径；②.F＞0时，肌反射神波与翠入射烛波同贵相，爬若A1=A2，则ρ2c2＜ρ1c1，表倒明桩诉身断恢裂、嫌离晰掠或为周桩底视；③.F＜0时，浙反射纲波与旬入射羊波反稳相，架若ρ1c1=ρ2c2，则A2＞A1，表射明桩鸭身扩语径；④.F＜0时，俘反射啊波与遍入射纳波反喜向，揭若A1=A2，则ρ2c2＞ρ1c1，表杀明下源界面骡强度时大于领上界负面或种嵌岩创。B.吵4透射碍系数T因Z=ρiCiAi其值付总是械正的斗，透颠射系鹊数T也总铁是正匪值，晕所以英透射原波与饮反射假波的少相位妹总是题同相箩的。介质缩慧波阻紫抗变半化的育相应亲位置乎，可衔由波金速、桥时程奔、距叛离的烂关系日求出迈，即饮：Tx＝２Lx／Ｃ寨（仓４）公式仗（4）中堵：△T-反射王周期末；C-桩身畏应力绳传播透速度嗽；Lx佛-变阻妙抗位案置距僚桩顶持的深跪度。1.游3振动礼测试蒙系统1.程3.湿1低应溜变检莲测系哭统（研如下充图）⊿u莲⊿εk⊿ε1.敬3.拖2检测芳系统忘原理垒框图将非究电量虚（位障移、秤速度吹、盈信佛号放揪大反（稳模拟/数字粱）滤翼波、加速辆度）轻转换仁成电拔量(电压佛、电颈荷或驳应变云）A/梅D转换堡、FF轰T、数聋据据惭处理拾振伶器（检扁波器悲）放大辟器数据凉采集糊、显驳示、记录即和分楼析各部守分功严能：⑴传感美器部刑分：将睁非电检量转肥换成蹲电量块。传余感器惜将桩纵身振违动波朽的加由速度廊、速昼度或立位移趣量转勤换成课电压李量（愉电动律式、堪应变唉式）看或电帆荷量拉（电初压式懂）。⑵放大湿部分柏：对微往弱信怜号进呈行放船大（魂电压筑放大浊器、哄电荷杯放大吨器）虏。⑶数据造处理院部分见：进行娃信号该采集防（A/汉D转换百）、多数据堪处理竿分析钞。①时田域分旋析:时程巴曲线敲、相培关分扎析;②频域件分析:幅值吐谱、兆功率邪谱、源传递驶函数恨、相泪干分怀析、竹结构芽动力什学响厅应。③专酬用基枪桩检舰测分祝析软摇件1.尿3.番3测振仍传感窜器原疯理（1）组绍成由两姑个部还分组仇成：①机械到接收政部分能，将查被测阴物理党量(振动球位移取、速将度、哥加速链度、缺力或舌应变前等)接收晒为另竞一个哭适合扫于机沾电变出换的什中间究机械绩量Xt。②机电互变换络部分艺：再丙将Xt，变聋换为批电量ε(电动凡势、念电荷桂量、接或电耕阻、讨电容胁、电问感等叠电参其量).（2）分帐类①相小对式穗、惯伏性式奥（依源据机勾械接齿收原桨理）②电兽动式孝、压啊电式枪、变员电阻桥式、祖变电丑容式源、变达电感偷式、愈压阻凯式、架电涡老流式行（依稿据机粘电变此换原走理）③位勉移传堤感器掀、速甩度传墨感器泡、加沈速度洽传感围器、摊力传样感器归、应煤变传食感器迈、扭姻振传摩感器谨、扭伤矩传盲感器沟（依询据所案测机岂械量常）④非来伺服关式、盲伺服碎式（旱依据抗接收偶与变杏换有患无反面馈）1.也3.樱4桩身你完整坊性检灿测中朽常用锯的测振瘦传感宰器（1）.惯性冲式测浓振传超感器①由颂惯性度质量嗓、阻类尼和痛弹簧零组成虚一个惕动力皂系统生，是鉴测振首传感蛛器的幕感受减部分但。传拐感器堡的外衬壳固耽定在疤振动惑体上刃，它迟与振扒动体着一起六振动杏，通舟过量微测惯修性质域量相挤对于肌传感巡寿器外住壳的扩运动荐，就饲可以铸得到哑振动棉体的剑振动眉。②感有受到稼振动效信号汤通过今各种通转换灵方式徒转换拍成电最信号竭，由曾此分承为磁结电式互、压司电式宾、电支阻应印变式千等。③由经所测抬的振疗动量触通常爆可分夫为位柳移、烦速度桐和加积速度妹传感肿器。（2）基籍桩检破测中家常用哲传感惭器①压电秧式加愚速度筹计A.由压丘电晶搜体、大惯性言质量埋块、稠压紧醋弹簧鼠等组烂成。B.压电绩陶瓷示晶体筑上下寒两个雾表面特产生伸的电救荷与谊其所看受压兴力成胸正比狱：Q=Ca笼.F=Ca剑.m章a(C窃a—压电足常数四）故与轿所受叶到的晌振动矩加速常度成扮正比弯。C.特点习：体吃积越零小、钞重量免轻，笨固有艘（谐砍振）调频率加越高暗，可串测振禁动频心率高肆、频丈带宽同。mz。kcD.惯性固式传神感器爆测振偏原理惯性破式测厅振传避感器砍的振的动是统由载韵体的愚运动爬所引中起的犹。根据服线性虽系统拉的叠偷加原怒理，蔬振动渔的响病应是文振动植系统暗拾振及部分捏对各姿个谐饿振动竞响应茫的叠笼加。上图泽中，妄设载杨体的肝绝对润位移喂为z1，质量戚块m的绝泛对位哀移为z0，则质辉量块安的运斜动方痰程为:（1-揪1）质量配块m相对采于载浓体的老相对秆位移望为:则上谁式可仪改写但成:设载六体的必运作巷为谐厉振动慨，即:则式猴（1.洽3-掏1）可粥写成:（1-夺2）三种甚情形想下的及响应浇特性卫：(1怖)z01相对透于载私体的灰振动善位移z1，此时泛相当众于测填振仪稻处于呢位移仁计工值作状这态下糊。此祸时幅苦频特爱性和贪相频评特性妻分别块为:（1-幻玉3）（1.泳4）其幅扑频特厉性曲元线曲摆线如争下图1.副1所示键。图1.衔1由载你体运覆动引迁起的却位移红响应(2示)z01相对恨于载愤体振听动速过度，此项时相气当于骡测振叼仪处廊于速态度计非的工昨作状旦态下书。此闷时幅泊频特僚性和秤相频疫特性翅分别戴为:（1.堤5）.托(周1.兼6)其幅懂频特劲性曲蜻线如甩图1.舟2所示。图1.挺2由载消体运办动引酿起的错速度烟响应帅图1.链3由载侄体运顺动引猫起的佛加速胁度响扰应(3性)z01相对湾于载娃体的每振动躬加速皇度，糖此时锅相当辛于测纪振仪闪处于木加速摸度计失的工舅作状阶态下映。此梨时幅镇频特烂性和撑相频斑特性鼓分别艳为:（1.马7）(1舌.8鬼)其幅列频特义性曲狐线如五图1.蓝3所示准。②松磁电抖式速置度传洪感器串（又拨称检眼波器乡丰）A.磁电狭式速代度传初感器庸是根献据电令磁感欢应的海原理巡寿制成讲的。垂输出鸦电动急势ε与振剂动速刑度v成正赏比。B.其特烦点是总灵敏响度高杯，性内能稳涨定，稿输出索阻抗桌低。C.可以勿使传坟感器束既能誉量测神非常离微弱猪的振他动，兄也能娘量测汉比较皂强烈谋的振谷动(调整烧质量很、弹卧簧和勒阻尼疫系统舌的动肢力参抄数)。但频炒率带步宽有心限。1.穿3.邀5桩顶粪激振测方式激振鹅方式帜分为炼三种颈：瞬望态激恋振、短稳态厚正弦袖激振蛙、随饺机激踩振。（1）低馆能量慎瞬态固或稳呼态激间振（低应辽变法）①蔑瞬态俯激振岭（冲生击）a.高频非窄脉傻冲(有效酿高频相分量增≤20墨00隔Hz，常犹用);b.低频宇宽脉午冲（拢对大碗直径阳桩，政高低攻频均辽用）纽奉。A.锤的距重量往：数kN～数佛百kN；B.材质懒类型械：力体锤（丛如带勿力传渡感器铃更好跟）、配力棒术；锤贿头为蜡钢、凳铜、纹铝、拾尼龙穗、塑矿料、计橡胶徒等。C.锤垫片：橡色胶、燃塑料械等。②当稳态腐激振电磁撞激振粥器（2）高院能量削瞬态伤激振粗（高应锯变法）钢（钓或铸桶铁）首重锤总，几苍吨—十几云吨配用独桩顶俊薄垫1.证3.烛5.饭1瞬态惭激振磁带记录仪电荷放大器器传递函数分析仪脉冲锤加速度计微型计算机X-Y绘图仪打印机去计算机中心脉冲卖锤击秘法测滚试原虎理框恶图脉冲岂锤是须锤击捉法的盟主要滑激振晌设备剥，其摔结构解如图兆5.伪14姻所示羽。它由己锤头涨、测赢力计寇、附屡加质亿量和魄锤柄搏四部剥分组涨成。锤头力传感器锤柄附加配重图5青.1盾4脉筒冲锤党结构各种脚锤头弯激振历频率窃范围1.明3.舌5.竹2稳态等正弦厨激振稳态远正弦颠激振乌：即趁施加瞧在被津测对霞象上我的力介是稳史态正雪弦力类，它娘具有贷能量阻集中选、精贩度高包等优际点，案可分芽为单木点激休励和润多点世激励禾。单点两激励原就是注采用岸一个庙激振鸭器，庭对结遥构上钩某一炭点进趣行激崭励。多点桶激励巾是用沈两个贱或两饿个以罢上的墨激振睛器对滥被测防物同息时进午行激箩励。稳态碍正弦鲜激振笋测试乔原理推框图激振器功放信号发生器机械阻抗分析仪X-Y记录仪打印机电荷放大器加速度计柔性杆力传感器被测试件1.街3.驼5.唱3随机据激振采集冬随机师激振霸得到雪”随精机信号号“耻，是销各态蔑历经各平稳寒随机捞过程大。随机趣激振傻是一骂种宽怎带激槽振方粥法。随机慢激振枣一般禽用白发噪声树或伪哥随机姓信号辅发生堆器作蛇为信贫号源尚；利哄用环免境随杰机激筐励（派地脉虹动）1.渠3.窄6振动可信号爸的频新谱分介析在振爹动测赶量中主，由她测振公传感津器接才收的咸信号宏通常围是复朱杂的灯时间佩函数瓜。利翁用信造号处驰理技熄术，惜通过射傅里个叶变抖换，从将时挥域信升号转坏换成贤频域肥信号拳加以挂分析坊的方军法就曾称为斜频谱拾分析程。频谱灰分析祸技术降包括且幅值矮谱分盼析、翁自功之率谱手密度沟函数劣分析排、互垮功率津谱密押度函赤数分彻析、娘相干椒函数万分析……等。溉振动谊信号蔑经过难频谱穿分析盏，可漏以求王得信申号的技频率落成分皮和结闷构，麻并进必而分讲析系红统的海传递钩特性树；通馋过频看谱分济析，启可以闲对被鉴测对影象进沙行动凑力特拐性监带测和妈故障曲、缺毅陷诊殃断。1.裤3.罪6结构捎振动鉴测量皂中的《机械虾阻抗》机械剪阻抗鞭与机慨械导而纳的况一般征定义幕为:(Z快)=(M饥)=萍=系统猛的激格励一命般是秆力，妖系统隶的响辉应可铺用位杯移、遍速度吊和加悬速度老来表彩达，巾故机挡械阻松抗和掀机械沫导纳述又各搜有三胡种形督式。悼位移硬阻抗攀又称淘为动言刚度偶，位箩移导雷纳称有为动捞柔度片，速元度阻暗抗称抢为机抢械阻董抗，粮速度可导纳沃简称斑导纳缎，加撑速度遣阻抗盐又称撕为视引在质纵量，葡加速耐度导寄纳又窝称为册机械况惯性银。测振蝴传感潮器检症测的咱信号挂是被汽测对犁象在沙某种苹激励曲下的零输出伞响应豪信号垒。目穷的就拉是通钩过对谦激励存和响则应信茄号的乓测试览分析隐，找糊出系莫统的转动态钉特性阁参数饥，包劲括固君有频取率、肾振型判、阻踢尼比某（…模态苦质量档、模暑态刚去度等误），哗即通查过结载构模读态分近析进开行结刻构性统能评区价、缺陷诊断贝。1.定4典型桂材料殃的声犯学参婆数2.声波庆透射旦法检昆测2.日1声波筑透射支法检始测特仁点及跃适用哄条件2.宫1.平1特点（1）可弱全面骨、细懒致，阅检测征全桩谦长各杀个横刻截面涉桩身邀完整胞性，铲结果蒙准确累、可避靠。（2）现驰场操盘作简虚便、雹快捷勺。（3）不胳受桩厚长、斯长径垦比的践限制竿。尤肿其适某合大泪直径宪灌注期桩。2.果1.跌2适用休条件已预猫埋声园测管送基桩昨（基弯桩成无孔后犹，灌织注混烈凝土叫之前斯，在滴桩内庙预埋衡两根届或两师根以姓上声鞭测管带作为偿声波羊发射木和接莫收换端能器屈的检宏测通街道）壶。2.崭2声波压透射国法检供测分茅析系僚统2.掀3超声也波透谅射法舌检测烟原理（1）超并声波腊检测科仪的厘发射第源发抚射高自频电拾脉冲辞波，羡由发扰射换理能器嗓转换中相应蛮的机械瓜振动稍，产疗生超分声波谈（弹性奖压缩及波）填，再谁由接射收换活能器矛接收坟。检逐测仪教将超货声波霜在混激凝土踪蝶内传拴播进熄行记如录、险显示策和分康析。当混抄凝土虫内存安在不政连续扎或破筹损缺顽陷时忌，形亏成波膏阻抗至界面冈，对羞传播册的声去波产夜生反量射、匪透射湾和折说射（功当混迹凝土朋内存粥在松过散、蛋蜂窝游、孔佛洞等轮严重柔缺陷礼时，睁还将驱产生难波的叠散射金和绕市射）划，使店接收伶换能裙器接东收到诞声波蛾（透珠射）浙能量英降低便、声倚学参熟数异俭常。(2呜)根据贫波的朝初始弱到达未时间乡丰、波赠的能打量衰洲减特普征、爪频率购变化仰和波督形畸地变程栋度等朱特征院，进打行数日据处移理分唱析，抢判定伐桩身郊不同假剖面走、不笋同断版面测副点混覆凝土穷完整待性、辞强度退。（3）超嫩声波培速Vp的平沈方与镇介质驱的弹置性模盲量E成正通比，亩与介冈质的扭质量秀密度ρ成反弹比。2.及4仪器早设备主要让包含额：声波侦仪和换能线器。2.戴4.腐1声波改换能价器的艳技术乏要求①.圆柱必状、屑径向导（压鹿电晶腐体）乖换能疾器，牌产生申径向辣超声骡波振畏动，号沿径乌向(水平茎方向)无指躬向性叮。②.外径怪小于团声测处管内奇径，厌有效康工作瓜面轴险向长嫩度不跨大于15绒0m粥m。③.换能抱器的泪谐振野频率刷宜采火用30一50标k装Hz。需洋接收院较弱牌信号堡时，女宜选俩用带渗前置乳放大兔的接农收换唤能器辣。④.用水柄作为嫌换能毒器与剧介质团的耦贸合剂纽奉，要哪求换蔑能器险对水笛的密柿闭性遵满足lMP称a水压伙下不章渗漏飞。弯即检习测桩玻长≤10赠0篮m。2.尼4.赴2混凝骄土超韵声波劫仪的腥技术锡要求①.具有梁实时叫显示群、记世录接科收信豪号的超时程虑曲线纹、频誉率测毯量或拴频谱壁分析串功能竭。②.声时赢测量星分辨于力优主于或改等于0.仔5μ迈s；声波妨幅值绿测量运相对筐误差捎小于5％；系统已频带逃宽度潮为1～20受0搭kH棍z；系统萄最大树动态川范围≥10米0庙dB。③.声波叫发射盼脉冲芽宜为椅：阶跃灭或矩劫形脉拒冲，协电压哗幅值亦为20灾0～l0泻00朽V。2.敏5检测邮方法2.括5.叼1方法讲与步趁骤（1）按鸟规定烛在基石桩中叔预埋稠声测烂管，访作为召换能牙器的岛通道糟。（2）检誉测时航每两湾根声戴测管尤为一鼠组。恼发射爱换能滚器在律一根卖声测达管中悲发射俊超声房诚波，可接收唤换能丑器在下另一扶根声早测管份中接类收超立声波学信号刷。两洒只换枯能器算必须情保持霞水平逝。（3）仪勤器记雷录声蹈时、某幅度逗等声盘参量谅，从影而可乞以判聚断出涌该位脊置两救个声停测管韵间混咳凝土打是否陈正常哲。（4）收棋发换苹能器唉由桩齿底同手时往采上移穿动并拐逐点锹依次牧检测租整个蜂剖面乘的混橡凝土混。检祸测完抱所有竭剖面菠，可届获知怠各个甘剖面渐、桩我身的侄混凝定土完浊整性佣状。（5）检岗测通鹅常采挡用“蛛双孔千法（1发1收）跪或三摊孔法谦（1发2收）唐”。勇可采鸟用“滩平测慎”、追“斜挡测”辨、“渗扇形壮扫测怠”。（6）正团常情以况下躁采用量“平愧测”际方式窝。在盖桩身夹质量叼可疑标的测背点周坛围，挣应采应用加裕密测惭点或马采用缓“斜方测”泳、“田扇形认扫测柄”进岛行复称测，敢进一葱步确静定桩狸身缺笋陷位除置及饶范围芦。其梦方法忌参见笛下图1。2.利5.此2检测矩前的问准备由工作(1潜)检定腿或校滤准、润调试扒仪器鸡，确阔定系顿统延贱迟时亮间t0；(2润)收集红待检侵工程省、受炼检桩巩的施拔工记哪录和包相关辆技术役资料忽；(3意)将伸睁出桩呼顶的款声测肃管切越割到宜同一歇标高栋，测傲量管剖口标若高，粘作为奔各测舅点高女程的垫基准街。(4舟)并根壁据声畅测管阿的尺剑寸和尾材质远计算缓偶合带声时tw、声亚测管笑壁声破时tp。(5胜)向各芹检测炸管内益注入忘清水剑，封酬口待份检。2.蓄5.寸3现场列检测（1）现槐场测箭试时额，应厅确认棕仪器应、换单能器凝工作袖正常死；（2）准过确量陆测各千检测舅管(外壁如）的惯间距谊、桩倒顶以见上声级测管甩高度披；（3）正茧常检数测从狮桩底坐开始幅，宜紫采用克平测扑法；（4）测悔试中悉应保誉证发趴射与袖接收辨声波标换能返器以领相同掘标高拜或保宪持固根定高射差同面步升削降，誓测点救间距邪不宜驰大于25唐0m很m。（5）在臣同一燃根桩辣各检罚测剖索面的护检测糖过程阴中，轧声波城发射族电压脱和仪胀器设浑置参溪数应捡保持拌不变参。（6）对可遍疑测敞点进泰行细饭测(加密检平测鸡、斜滴测、弓扇形衰扫测)。2.夹6声测书管埋就设要伐求（1）声顺测管忽数量如右娱图。（2）测动管内于径50愉—6察0m乏m，下呼端至桩杜底，妥上端斜高出桩故顶＞10应0m扒m（3）各储测管全与桩奴轴线拾对称触布置也，相肯互平握行，疾规格僚尺寸逐一致辫。（4）声昆测管动上、裂下端孟加盖放，水拥密封旦性好阅；管葱内无肆毛刺赤、异艘物；献管壁絮不变突形。(5颈)测管逼应具找有足往够的份刚度讽和强王度，划宜选穷用钢韵管。2.坟7检测传数据程分析伤与评夹价2.找7.蝴1．测吃试数劳据处物理（1）各翠测点填主要去声学鸡参数蜂（声拴速vi、波厘幅Ap宰i、主朋频fi）计秘算：①波速绒：vi奶=L掉’/tc绵i(tc吓i=ti-tp-t且’)②Ap氧i—首波窝幅值③fi—频信创号主肌频值（2）波膝形观跃察和呆数据惯存储背记录谷；（3)绘制糕声参搜数—深度岛曲线根据北测点阳计算茶、标出高数怜据，奔绘制滔声速—深度(v纺i-匹z)曲线茂、波狂幅一丸深度(Ap滋i-喝z)曲线亮、主衣频一许深度(fi斩-z)曲线俯（必匀要时嗽）。硬将三谁条曲匪线对必应起宁来进何行异级常测忆点的艰综合分分析秘。2.铺7.意2数据低分析番与判紧断(1返)波速亡判据①子概率鹅法将同顷一检云测剖发面各怎测点终的声宇速值vi1由大置到小爱依次滩排序讽：v1≥烂v2≥…欺vi≥崖…vn-肚k≥…饥vn-置1≥vn(n＝0，1,撒2,剪…)②声携速低办限值岛法当检鲁测剖单面n个测籍点的蜻声速闲值普星遍偏邮低且询离散明性很滤小时塌，宜醋采用穗声速利低限晨值vL判据蜘，即声速列低限璃值vi≤vLvi—第i测点钻的声蜓速值由，vL—声速林低限测值（km／s），班由预啊留同魔条件退混凝第土试矩件的嗓抗压腾强度含与声主速对奴比试伶验结言果，继结合惧本地龄区实楼际经识验确竭定。(2希)黄P施SD判据(斜率管法):PS朝D=K·薪△tK=枕(阴tci-tci拥-1)/柳(zci-方zci阀-1)△t暖=好tci-tci暂-1根据页实测染声时缺计算氏某一抖剖面扇各测澡点的PS狼D判据捆，绘恭制“说判据晚值一剩深度需”曲产线，晶然后闲根据PS医D值在搬某深逢度处丘的突碗变，瓜结合炕波幅帖变化仅情况搏，进饿行异转常点吵判定述。PS沾D法突坡出了凭声时愚变化猫，对抹缺陷共较敏多感。PS房诚D法减桂小了咬因声挂测管借不平惠行或郑混凝川土不临均匀央等非裕缺陷骄因素屡造成反的测芒试误幕差、边对数慌据分吼析判掘断的视影响爬。(3赶)波幅敌判据接收晶波首泉波波婶幅是泛判定糕混凝你土灌偷注桩机桩身言缺陷工的另共一个观重要苦参数;首波骨波幅软对缺殿陷的风反应高比声杯速更糟敏感醉，但宰受许沾多非艇缺陷环因素合的影启响，睛其测狭值没明有声盖速稳品定。(4武)主频摊判据漫、实像测声而波波奴形①计算桑绘制吵“主剑频一梨深度依曲线批”（吉是辅御助判党据，玩少用摩）。测试位值没茅有声斗速稳妥定，钉对缺微陷的茶敏感数性又锦不及服波幅荡；声波乐接收贤信号柜的主晨频漂漠移程费度反鸣映了悦声波潜在桩弱身混塌凝土芳中传它播时哥的衰隶减程貌度，委体现南混凝刺土质传量的霞优劣例。测领点主都频值阁明显屡降低矿，该骡测点倚混凝剑土质因量就纪越差筝。②全实测霞波形罪（仅木供参丸考）波形桥强弱折、能葛量衰裳减、拍规则满性一市定程夕度反酱映了允混凝扬土质菌量状茫况。2.纲7.肥3桩身逼完整跌性综谢合判勿定（1）各夺声学祥指标肢特点用于砍判断旋桩身孕混凝览土缺云陷的规多个液声学支指标—声速敌、PS削D判据服，波剖幅、挽主频堆、实钻测波桌形，觉它们恼各有沉特点昨和有烟不足慎。①.声速是进厅行综氧合判嫩定的坑主要震参数榴。其测伤试值动是最锈稳定众、可浙靠性摇最高狸的判饥据（声节速与倾混凝秧土强浴度有扭有明丸确定知的正皆相关责性）。②.波幅是进强行综馆合判嚼定的店另一六个重娱要参浙数。其测演试值津是一暖个相赤对比枣较量跨，没磁有声搬速稳润定，撑受许景多非里缺陷惕因素由影响遵大，裹但波富幅对酷桩身悼混凝敲土缺职陷敏露感性组高。（2）综四合分朵析步勺骤①确吹定异漏常测订点依据昆对各叛检测茎剖而予的测敬试结胖果分圾析。②复杆测验中证对剥异常演点的载判断采用并加密耀平测签和交储叉斜薪测等叼方法龄。③歇推断箱桩身摊缺陷链的范鸣围和尚程度根据册各个倾检测凡剖面税细测这的结艺果。麦缺陷亿程度合判断损依据忧：a.实测粥声速警与正申常混取凝土侦平均四声速曲的偏个离程盖度。b·实测织波幅题与同壁一剖弱面内家正常勿混凝铺土平墙均波逝幅的降偏离柄程度禽。c.实测脏波形狡与正悄常混刃凝土依实测愉波形熔相比斯的畸拖变程勿度。d·缺陷塘处PS崖D判据发的突帮变程右度。④在虾对缺页陷的壤几何疾范围挎和程毁度作柄出推件断后壮，按退规范调对桩箭身完昨整性晓类别奖进行葡判定银。（3）常装见缺羽陷性啄质与谊声学户参数逼的关短系对于遥混凝成土灌闷注桩梅：①沉言渣：由声速狱和振督幅均晨剧烈具下降,桩底圈常见喊。②泥虾砂、踏水泥蓄浆：汤声速森和振胡幅均使明显恰下降底。在矛桩身滤时是羡突变虏，在择桩顶滑是缓茄变。③妨混凝拢土离捷析：柿应采膛用波伞速和站振幅币两个集参数垮进行段综合分分析未判断全。a.粗骨肝料多劝、砂阔浆少禽的地穗方声术学界叛面多肢（对谣声波荡的反焦射、圆散射粥强）塌，接建收信遥号削参弱，忙波幅斗明显趟下降湾。但捧粗骨底料本升身波争速高窃，这什些部订位声走速值社并不杰低。b.粗骨股料少链、砂郑浆多嫁的地雷方则趋正好届相反龙，振剥幅测框值有验时还汁会高槽。但逐波速肌明显朵下降盈。c.气泡学密集弹混凝袜土:混凝块土内目的分铅散气育泡不狗会使驴波速朝明显答降低喜，但寄却使酒声波既能量榆明显寨衰减我。注意盯点：1.各声做学参家数指雕标特纽奉点①声速底测试改值稳拨定、婚可靠摆性最拢高，穷是主滚要分绘析参荷数；②波幅两的测产试值以是一医个相蹄对比抄较量州；③主频搬测试奇值对岩缺陷闹的敏无感性叔不及差波幅所。2.缩颈择、局多部与诱层状施缺陷朽的差亚异、承判定光。3.声测罢管不喝平行京度（桥倾斜翼）、剧声测带管接劫头、浓管上汽附着煤物对亮测试伍值的煤影响.4.实测主桩顶赠管间蚀距与运实际细平均滴管间盼距存颤在差拿异对闭实测疗波速发的影莲响.3.低应汉变法心检测①.现行录规范吉认可谎的低密应变敌检测度方法缘瑞：A.反射算波法;摇B.机械捉阻抗民法(瞬态费或稳贷态）②.国内彼普遍斜的低刻应变宰检测删方法器：反刺射波真法。3.琴1反射他波法铃特点乎和适著用范债围3.绿1.艳1特点（1）简训单、武快捷牙、实欢用等窃。（2）受叠影响安因素腰：①.桩土峡刚度存比（萄桩周章土约使束）死；②.桩身杜材料积特性世（如华阻尼朽）；③.桩身蝇截面干阻抗顿变化民影响早；④.桩长盈、长香径比岁影响杜大（叶尤其拾是大护直径效灌注加桩）侵。3.干1.梦2适用午条件(1守)对受崖检桩坝要求①.混凝瞒土强耍度：妥≥15期MP晋a②.形状慎尺寸呀：A.设计者桩身薄截面签规则牙（H型、骑薄壁局钢管均桩不气适用鉴）;B.有效逆检测戒桩长陈（受蠢桩土悟刚度休比影忌响）艘：长径滔比≤30～50、桩长≤30～50阅m;③.冲击筝激振扁脉冲初波长槽（即块高频胳有效驶分量逼限制许）：波长＞5倍〔桩身舞横向采尺寸〕（2）低牧应变即法对嗽桩身喘缺陷告程度听只作后定性教判定异。（3）当系出现罩下列萍情况色之一内，低洞应变蹄法宜蓬结合竖其他督检测宿方法浙进行悠桩身死完整串性判增定：①.实测朴信号螺复杂神，无台规律无，低刺应变搞法无牌法对绸其进陪行准疑确评形价。②.设计镇桩身拒截面垒渐变孙或多滑变，翼且变邮化幅稍度较框大的级混凝扮土灌蝇注桩喂。3.猾2反射北波法亏检测选基本岭原理3.素2.刷1理论答依据（1）诊以一绿维波孤动理台论为透基础优，假疲设桩焰体均忧匀、蒸连续下，属剃于一搅维线缓性弹设性杆聋件。（2）在悦桩顶获施加禁激振之力时正，将李在桩蜘身中矩激发脆出纵从向弹点性压杯缩应堡力波略，遵宾循波游的传弃播规知律，耍以速砖度Ｃ乱沿桩桑身向寻下传授播。（3）介黎质中坝传播滤的波巾遇到蜓波阻播抗(Ｚ＝贸Ｅ·Ａ／坐Ｃ=ρcA)差异雀界面前时，果就会版产生沸反射弄、折沃射等燃。利用秧应力坝波的疫这种捏性质路，当借桩身霜某截犬面出幅现扩炎、缩熄颈或诉有夹呀泥截乔面等隔情况春，介漫质的佩阻抗密变化偷，使乔一部更分波映产生副反射幻玉并到芬达桩熔顶，闻由安词装在舅桩顶讽的拾碌振传用感器外测试喇并记鞭录，塔由此泥分析渗判断态桩身培完整薪性。3.外2.袜2波速剖、桩滤长和盼缺陷（1）设炸桩底淋反射剩初次赛时间质为T，桩锻长为L，则c=鼠2L帝/T（c—波在顾桩身振中传端播速扇度）故测聋到弹慎性波帅的传姥输时岁间，大当波劣速已揉知时扣，即鲜可确泊定反偏射波桐的位耕置；害如桩杜长已爸知，登即可彻测到樱桩身搬混凝什土波嫌速。（2）对鹅于含芦缺陷诉桩，克如果淘缺陷握部位利反射浅初次爽时间优为tx则缺用陷部肆位深颗度为杏：LX=tx•c／2桩身湖质量鬼的缺弦陷性肌质，欺可结宗合反阵射波栽的振恼幅．撤相位辈、频巴率、狸波列腔组合姐以及务衰减床历时含特征秘及场调地施师工、塞地质匠情况明做出甚评价堆。3.模3测试孙系统（1）反射勺波法采测试秀系统框主要夫由三新部分秧组成公：①酷一体嫩化主鞋机（踩含放钞大、俯采集苦、分略析等育）；酒②传顶感器坑；③迁激振咸器（货含瞬遣态、弦稳态皱两类壁）。（2）仪省器性直能参伴数指墨标要散求见亏现行及规范国规程鉴。3.眉4现场苏检测的作3.岸4.旱1检测熄对基疗桩龄夹期要被求（兵略）（龄谣期≥14纸d，抗衰压强项度≥15MP可a）3.台4.猛2桩头喝处理（1）应苏凿去俱桩顶袄浮浆译、松复散或或破损每部分工；（2）桩歼顶应赤清理亏平整像、干滔净、源无积躬水；（3）割销除妨搁碍正诊常测滨试操糠作的纹桩顶讨外露巾主筋谦；（4）桩岭顶强妙度、或截面秤尺寸肾应与酒桩身究基本驰等同钩；3.施4.蚕3激振应设备瞬态证法（刺常用么）沫：力凯锤、汁力棒末。（稳蜡态法领：电株磁激季振器独。少缴用，搬略）(1殖)锤重钟（数N～数绪百N）①.小直凤径桩丢、短揭桩：帆选择猫激振蚊力较胁小的甚锤；②.大直乡丰径桩孔、长概桩：蚂选择讽激振灯力较分大的驼锤或许力棒移。(2去)锤头扶材料①.钢、已铝、载尼龙扩、塑彩料、毯橡皮针锤头烧产探生的幅脉冲闯力频证谱带赔宽含略量从络高到拾底（拣频率:数千袖至数神百Hz强)；②.宽脉配冲力商：马有效额频率列低频蕉含量鸦大。蹄用于狼大直爪径桩屯、长渡桩室，深只部缺茄陷检南测；③.窄脉率冲力崇：理有效导频率液高频袜含量喷大（渠但应≤20爷00酱Hz递)。用垂于小务直径僵桩、纱短桩卸，冷浅部鉴缺陷谅检测广。(3溉)锤垫：配武合锤淡头材叶料选菠用.3.甜4.超4传感妻器安缘瑞装(1卵)测点刑布置①根征据桩史径大灭小，扔对称岩桩心例布置2—周4个测卫点；②实酒心桩赛安装麦点在岛距桩惜中心野约2／3R糕(R为半今径)；空俩心桩畜安装夸点与罪桩心宋、激翼振点翻与桩敞心连织线平闲面夹遇角90灵°。③激维振点崇与传形感器听安装液点应牺远离凉钢筋贺笼的松主筋角。（2）安探装①.传感炊器信激号接的收方昂向应亿与桩帜轴线私方向朋一致恶；②传感吩器安抹装面弟应与并桩顶洋面紧坦密接辛触（A.黏结脊时，贡黏结扛层应彩尽可建能薄失；B.冲击俱钻打劝孔安军装方秒式）另。（3）激便振方从向锤击江力应埋沿桩找轴线阔方向丛。每尽个检且测点辽有效浙信号匹数不遇宜少弄于3个，设而且究应具纱有良塑好的肾重复婆性，突通过寄叠加裙平均子提高屡信噪硬比。3.碑4.沈5测试摄参数使设定(1药)合理须设置识采样平时间伤间隔孤、采以样点功数、导增益爹、模奥拟滤烫波、犯触发涨方式滴等，穷其中炼增益语应结弱合激物振方绘式通矩过现屋场对源比试挖验确罪定。(2令)时域测信号商分析逐的时涌间段迈长度邻应在2L／c时刻艰后延屑续不易少于5m恶s,幅频帜信号略分析尝的频党率范央围上向限不坏应小挑于20鸦00笼Hz。(3丈)设定孕桩长饺应为语桩顶窄测点窃至桩韵底的镰施工销桩长便。(4发)桩身阁波速炼可根带据本丧地区柜同类肝型桩互的测壶试值坟初步带设定旦。幅频绿信号正分析相的(5脏)采样