聲波透射法檢測(cè)技術(shù)方案

1、基樁聲波透射法檢測(cè)技術(shù)方案 1 檢測(cè)目的 目的是檢測(cè)混凝土灌注樁的樁身完整性， 判定樁身缺陷的位置、 范圍和程度。 2 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 1 廣東省標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范 DBJ15-60-2008； 2國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 (JGJ 106-2003)。 3 檢測(cè)數(shù)量 根據(jù)上述有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求，本工程各標(biāo)段檢測(cè)數(shù)量見下表2。 各標(biāo)段基樁聲波透射法檢測(cè)數(shù)量 表 2 序 號(hào) 工程 部位 施工樁總數(shù) 檢測(cè) 樁數(shù) 檢測(cè)比例 備注 1 標(biāo)段 1500mm 97根 85根 1. 對(duì)于樁徑 1500mm 的柱下 樁，每個(gè)承臺(tái)下的樁應(yīng)采用鉆芯 法或聲波透射法抽檢，抽檢數(shù)量 不少于該承臺(tái)下樁總數(shù)的

2、30%且 不少于 1 根。 2.對(duì)于樁徑 1500mm 的柱下樁 和非柱下樁，應(yīng)采用鉆芯法或聲 波透射法抽檢，抽檢數(shù)量不少于 相應(yīng)樁總數(shù)的 30%且不少于 20 根。 對(duì)未抽 檢 到的其 余 樁，宜 采 用低應(yīng) 變 法或高 應(yīng) 變法檢 測(cè)。 1500mm 305根 不少于 116根 具體檢測(cè)數(shù)量及檢測(cè)樁號(hào)由建設(shè)單位、 監(jiān)理單位會(huì)同有關(guān)各方根據(jù)施工記錄 及現(xiàn)場(chǎng)情況綜合考慮后確定。 4 驗(yàn)證與擴(kuò)大檢測(cè) (1) 當(dāng)對(duì)聲波透射法檢測(cè)結(jié)果有異議時(shí)，可重新組織聲波透射法檢測(cè)，或在 同一基樁進(jìn)行鉆芯法驗(yàn)證。 (2) 當(dāng)檢測(cè)結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)大抽檢。擴(kuò)大抽檢應(yīng)采用原抽 檢用的檢測(cè)方法或準(zhǔn)確度更高的

3、檢測(cè)方法。 當(dāng)因未埋設(shè)聲測(cè)管而無法采用聲波透 射法擴(kuò)大檢測(cè)時(shí)， 應(yīng)采用鉆芯法。 擴(kuò)大抽檢的數(shù)量應(yīng)按不滿足設(shè)計(jì)要求的樁數(shù)加 倍抽檢。 當(dāng)采用高應(yīng)變和聲波透射法抽檢樁身完整性所發(fā)現(xiàn)的、 類樁之和大于抽 檢樁數(shù)的 20%時(shí)，應(yīng)按原抽檢比例擴(kuò)大抽檢。當(dāng)、類樁之和不于抽檢樁數(shù)的 20%時(shí)，應(yīng)研究確定處理方案或擴(kuò)大抽檢的方法和數(shù)量。 (3) 驗(yàn)證檢測(cè)和首次擴(kuò)大抽檢后， 應(yīng)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果， 由監(jiān)理單位或建設(shè)單位會(huì) 同檢測(cè)、勘察、設(shè)計(jì)、施工單位共同研究確定處理方案或進(jìn)一步抽檢的方法和數(shù) 量。當(dāng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有懷疑或有爭議但又不具備重新檢測(cè)和驗(yàn)證檢測(cè)條件時(shí)， 應(yīng)由 監(jiān)理單位或建設(shè)單位會(huì)同檢測(cè)、勘察、設(shè)計(jì)、施工單位共同

4、研究確定處理方案。 5 基本原理 超聲波透射法檢測(cè)混凝土質(zhì)量的原理是事先在樁內(nèi)預(yù)埋若干條聲測(cè)管， 作為 超聲波接收和發(fā)射換能器的通道。 檢測(cè)時(shí)在一個(gè)管內(nèi)放入發(fā)射超聲波的發(fā)射探 頭，在另一個(gè)管內(nèi)放入接收超聲波的接收探頭。兩個(gè)探頭由底部往上同步提升， 儀器記錄超聲波在由二管組成的砼測(cè)面內(nèi)傳播的聲學(xué)特征。根據(jù)波的到達(dá)時(shí)間， 幅度大小，頻率變化及波形畸變程度，經(jīng)過分析處理，從而判定出砼質(zhì)量狀況， 存在缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置、砼勻質(zhì)性。 6 檢測(cè)儀器 (1) 聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)符合下列規(guī)定： 圓柱狀徑向振動(dòng)，沿徑向無指向性； 外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作段長度不大于 150mm； 諧振頻率為 3

5、0 60kHz； 水密性滿足 1MPa 水壓不滲水； 當(dāng)測(cè)距較大時(shí)，宜選用帶前置放大器的換能器。 (2) 聲波換能器宜配置扶正器。 (3) 聲波檢測(cè)儀應(yīng)符合下列要求： 具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線以及頻率測(cè)量或頻譜分析功能。 聲時(shí)測(cè)量精度優(yōu)于或等于 0.5s，聲波幅值測(cè)量相對(duì)誤差小于 5%，系統(tǒng) 頻帶寬度為 1 200kHz，系統(tǒng)最大動(dòng)態(tài)范圍不小于 100dB。 聲波發(fā)射脈沖為階躍或矩形脈沖，電壓幅值為 2001000V。 本次檢測(cè)使用武漢巖海工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 RS-ST01D 型跨孔超聲檢測(cè)儀， 該儀器滿足上述技術(shù)要求。 7 配合工作要求 在灌注混凝土之前， 需要在被檢測(cè)的基樁

6、內(nèi)預(yù)先埋入檢測(cè)預(yù)埋管， 當(dāng)受檢樁 樁身混凝土強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的 70%或預(yù)留立方體試塊強(qiáng)度不得小于 15MPa時(shí)方可進(jìn)行檢測(cè)。 預(yù)埋管施工應(yīng)滿足下列要求 : 管材要求及駁接方式 預(yù)埋管用內(nèi)徑 5cm 的普通自來水管或黑鐵管。 用自來水管的螺口駁接方式， 但駁接時(shí)不用麻絲， 油漆，直接擰接即可。 管內(nèi)不能有泥沙或其它異物存在。 上、 下管口要封口， 上管口要高出灌注砼面 30cm以上 ，以便檢測(cè)時(shí)安裝探頭電纜滑 輪。 固定方式 預(yù)埋管可直接用鐵絲捆扎在鋼筋籠豎筋上， 各預(yù)埋管要大致相互平行， 并大 致垂直于樁底。 如果鋼筋籠不到底， 則底部應(yīng)用鐵絲捆扎短鋼筋作相對(duì)固定， 為 了安全，盡可

7、能不要在樁底內(nèi)焊接。 對(duì)于鋼筋籠到底并且是用吊機(jī)吊入樁孔的， 可在地面先把預(yù)埋管安裝在鋼筋籠上。 此時(shí)如果采用點(diǎn)焊駁接固定預(yù)埋管， 請(qǐng)注 意不能焊穿或局部漏焊管材。 埋管根數(shù)及分布要求 當(dāng)樁直徑 D0.8m時(shí)，對(duì)稱分布安裝兩條預(yù)埋管 ，當(dāng) 0.8m2.0m時(shí)，按正方形分布安裝 4 條預(yù)埋管（見圖 3）。 注：通知進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)前請(qǐng)預(yù)先在所有聲測(cè)管內(nèi)注滿清水。并再次確認(rèn)聲測(cè)管是否暢通， 聲測(cè)管露出混凝土面部分應(yīng)無扭彎、壓扁或穿洞，管內(nèi)無異物，管底直達(dá)樁底，否則應(yīng)做 相應(yīng)處理。 D0.8m0.8m 2.0m 圖 3 基樁預(yù)埋管分布圖 8 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) (1) 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前準(zhǔn)備工作應(yīng)符合下列規(guī)定： 1) 當(dāng)受檢

8、樁樁身混凝土強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的70%或預(yù)留立方體試 塊強(qiáng)度不得小于 15MPa 時(shí)方可進(jìn)行檢測(cè)。 2) 采用率定法確定儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間。 3) 計(jì)算幾何因素聲時(shí)修正值。 4) 在樁頂測(cè)量相應(yīng)聲測(cè)管外壁間凈距離。 5) 將各聲測(cè)管內(nèi)注滿清水，檢查聲測(cè)管暢通情況，換能器應(yīng)能在全程范圍 內(nèi)正常升降。 (2) 現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)過程一般分兩個(gè)步驟進(jìn)行，首先是采用平測(cè)法對(duì)全樁各個(gè)檢 測(cè)剖面進(jìn)行普查， 找出聲學(xué)參數(shù)異常的測(cè)點(diǎn)。 然后，對(duì)聲學(xué)參數(shù)異常的測(cè)點(diǎn)采用 加密測(cè)試、 斜測(cè)或扇形掃測(cè)等細(xì)測(cè)方法， 這樣一方面可以驗(yàn)證普查結(jié)果， 另一方 面可以進(jìn)一步確定異常部位的范圍，為樁身完整性類別的判定提供可靠依靠 1

9、） 現(xiàn)場(chǎng)平測(cè)和斜測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定： 將發(fā)射與接收聲波換能器通過深度標(biāo)志分別置于兩個(gè)聲測(cè)管道中的測(cè)點(diǎn) 處。平測(cè)時(shí)，發(fā)射與接收聲波換能器始終保持相同深度（圖4a）；斜測(cè)時(shí)，發(fā)射 與接收聲波換能器始終保持固定高差（圖 4b），且兩個(gè)換能器中點(diǎn)連線即聲測(cè)的 水平夾角不應(yīng)大于 30。 檢測(cè)過程中，應(yīng)將發(fā)射與接收聲波換能器同步升降，聲測(cè)線間距不應(yīng)大 于 200mm，并應(yīng)及時(shí)校核換能器的深度。 對(duì)于每條聲測(cè)線，應(yīng)實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線，讀取聲時(shí)、 首波幅值，當(dāng)需要采用信號(hào)主頻值作為異常點(diǎn)輔助判據(jù)時(shí)， 還應(yīng)讀取信號(hào)主頻值。 混凝土灌注樁完整性檢測(cè)時(shí)，任意兩根聲測(cè)管組合成一個(gè)檢測(cè)剖面，分 別對(duì)所有檢測(cè)

10、剖面完成普查檢測(cè)。 地下連續(xù)墻墻身完整性檢測(cè)時(shí)，將同一槽段的相鄰兩根聲測(cè)管組成一個(gè) 檢測(cè)剖面進(jìn)行檢測(cè)。 在同一受檢樁（槽段）各檢測(cè)剖面的平測(cè)或斜測(cè)過程中，聲測(cè)線間距、 聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)應(yīng)保持不變。 （a） 平測(cè) （b） 斜測(cè) 圖 4 平測(cè)、斜測(cè)示意圖 2） 根據(jù)平測(cè)或斜測(cè)的結(jié)果，在樁身（墻身）質(zhì)量可疑的聲測(cè)線附近，應(yīng)采 用增加聲測(cè)線或采用扇形掃測(cè)（圖 5）等方式進(jìn)行復(fù)測(cè)和加密測(cè)試，進(jìn)一步確定 缺陷的位置和范圍。 采用扇形掃測(cè)時(shí)， 兩個(gè)換能器中點(diǎn)連線的水平夾角不宜大于 40。 圖 5 扇形掃測(cè)示意圖 9 檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定 (1) 灌注樁的聲波透射法檢測(cè)需要分析和處理的主要聲學(xué)參數(shù)是聲

11、速、波 幅、主頻，必要時(shí)觀察和記錄波形。 判斷依據(jù)主要有以下五方面：波速判據(jù)、 PSD判據(jù)(斜率法判據(jù)) 、波幅判 據(jù)、主頻判據(jù)以及實(shí)測(cè)聲波波形。 (2) 依據(jù)樁身 (墻身)混凝土聲速和波幅參數(shù)的異常程度， 結(jié)合實(shí)測(cè)波形的 畸變程度以及斜測(cè)的結(jié)果，按表 3 所描述的特征確定各個(gè)檢測(cè)剖面的各條聲測(cè) 線的完整性函數(shù)值。 樁身完整性類別判定表 表 3 聲測(cè)線完整性函 數(shù)I(j，i)值 具備下列特征之一 1 聲速和波幅參數(shù)均無異常，實(shí)測(cè)波形正常； 2 聲速和波幅參數(shù)均存在輕微異常，實(shí)測(cè)波形畸變較明顯； 3 聲速和波幅參數(shù)均存在較明顯異常，實(shí)測(cè)波形畸變明顯； 4 聲速和波幅參數(shù)均存在明顯異常，實(shí)測(cè)波形畸變嚴(yán)重。 (3) 各檢測(cè)橫截面的完整性類別指數(shù) K ( i )根據(jù)各聲測(cè)線完整性函數(shù) I(j，i) 值統(tǒng)計(jì)分析