樁基檢測技術(shù)培訓(xùn)講義

1、主講：王勇主講：王勇一、樁基檢測概論一、樁基檢測概論二、樁的低應(yīng)變動力檢測二、樁的低應(yīng)變動力檢測三、聲波透射檢測三、聲波透射檢測( (一一) )在我國各類工程建設(shè)中，在我國各類工程建設(shè)中， 廣泛采用樁基礎(chǔ)廣泛采用樁基礎(chǔ)n樁基礎(chǔ)是歷史悠久、應(yīng)用廣泛的一種基礎(chǔ)形式。在我樁基礎(chǔ)是歷史悠久、應(yīng)用廣泛的一種基礎(chǔ)形式。在我國高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油國高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺以至核電站等工程中，都有普遍應(yīng)用。平臺以至核電站等工程中，都有普遍應(yīng)用。n目前我國橋梁工程中最大樁徑已超過目前我國橋梁工程中最大樁徑已超過5 5m m，基樁入土深基樁入土深度已達(dá)度已達(dá)1001

2、00m m以上。以上。樁基礎(chǔ)在我國高層樁基礎(chǔ)在我國高層建筑、重型廠房、建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺以至海上采油平臺以至核電站等工程中，核電站等工程中，都得到普遍應(yīng)用都得到普遍應(yīng)用。（二）基樁分類（二）基樁分類按成樁方法對土層的影響分類：按成樁方法對土層的影響分類：1 1、擠土樁（打入、壓入、沉管灌注樁）；、擠土樁（打入、壓入、沉管灌注樁）；2 2、非擠土樁（挖孔、鉆孔灌注樁）；、非擠土樁（挖孔、鉆孔灌注樁）；3 3、部分?jǐn)D土樁、微排土樁（、部分?jǐn)D土樁、微排土樁（I I型、型、H H型鋼樁、鋼板樁、開口式鋼管樁和螺旋樁）；型鋼樁、鋼板樁、開口式鋼管樁和螺旋樁）；按

3、成樁方法對土層的影響分類：按成樁方法對土層的影響分類：1 1、木樁；、木樁；2 2、鋼樁；、鋼樁；3 3、混凝土樁；、混凝土樁；4 4、組合樁；、組合樁；按樁的功能分類：按樁的功能分類：1 1、抗軸向壓樁（摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁）；、抗軸向壓樁（摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁）；2 2、抗側(cè)壓樁；、抗側(cè)壓樁；3 3、抗拔樁；、抗拔樁；按成樁方法分類：按成樁方法分類：1 1、打入樁；、打入樁；2 2、就地灌注樁（沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、夯擴(kuò)、就地灌注樁（沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、夯擴(kuò)樁、復(fù)打樁）；樁、復(fù)打樁）；3 3、靜壓樁；、靜壓樁；4 4、螺旋樁；、螺旋樁；5

4、5、碎石樁；、碎石樁；6 6、水泥土攪拌樁（深層攪拌樁、粉噴樁）。、水泥土攪拌樁（深層攪拌樁、粉噴樁）。n沉管灌注樁沉管灌注樁 1 1、斷裂（側(cè)向擠土）；、斷裂（側(cè)向擠土）；2 2、拉裂（隆起）；、拉裂（隆起）； 3 3、縮頸；、縮頸；4 4、斷樁離析；、斷樁離析；5 5、吊腳樁；、吊腳樁；n沖、鉆孔灌注樁沖、鉆孔灌注樁 1 1、斷樁；、斷樁；2 2、離析；、離析；3 3、塌孔、縮頸、夾泥；、塌孔、縮頸、夾泥； 4 4、沉渣過厚；、沉渣過厚；n混凝土預(yù)制樁混凝土預(yù)制樁 1 1、樁身開裂；、樁身開裂；2 2、樁頭打碎；、樁頭打碎；3 3、擠折斷；、擠折斷；4 4、破裂；、破裂；（四）樁基檢測技術(shù)

5、（四）樁基檢測技術(shù)施工前的檢測、施工中的檢測、施工后的檢測；施工前的檢測、施工中的檢測、施工后的檢測；1 1、單樁豎向抗壓靜載試驗；、單樁豎向抗壓靜載試驗；2 2、單樁豎向抗拔靜載試驗；、單樁豎向抗拔靜載試驗；3 3、單樁水平靜載試驗；、單樁水平靜載試驗；4 4、鉆芯法；、鉆芯法； 7 7、動力觸探法；、動力觸探法； 5 5、高應(yīng)變動測；、高應(yīng)變動測； 8 8、聲波透射法；、聲波透射法；6 6、低應(yīng)變動測；、低應(yīng)變動測； 9 9、取樣試件試驗；、取樣試件試驗；1.1.適用范圍（目的）適用范圍（目的） 本方法是通過分析實測樁頂速度響應(yīng)信號的特征來本方法是通過分析實測樁頂速度響應(yīng)信號的特征來檢測樁

6、身的完整性，判定樁身缺陷性質(zhì)、位置及影檢測樁身的完整性，判定樁身缺陷性質(zhì)、位置及影響程度，判斷樁端嵌固情況。響程度，判斷樁端嵌固情況。2.2.基本原理基本原理 基樁反射波法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：基樁反射波法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：通過在樁頂施加激振信號產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿通過在樁頂施加激振信號產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時，將產(chǎn)生反射波，斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時，將產(chǎn)生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特征，就檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特征

7、，就能判斷樁的完整性。還可以根據(jù)視波速偏高對樁的能判斷樁的完整性。還可以根據(jù)視波速偏高對樁的實際長度加以核對。實際長度加以核對。二、二、 樁基低應(yīng)變動力檢測樁基低應(yīng)變動力檢測 基本原理基本原理/ZEA ccA中Z為樁的廣義波阻抗（單位為Ns/m）,c為樁的彈性波速度（單位為m/s），E為樁的彈性模量（單位為N/m2），為樁的質(zhì)量密度（單位為kg/m3，c為樁的波特性阻抗或波阻抗率（單位為kg/m2s）。樁基低應(yīng)變檢測技術(shù)樁基低應(yīng)變檢測技術(shù)樁基動測實測曲線樁基動測實測曲線低應(yīng)變動測儀器低應(yīng)變動測儀器激振設(shè)備、激振設(shè)備、傳感器、放傳感器、放大器、信號大器、信號采集分析儀。采集分析儀。FDP204(

8、B)FDP204(B)掌上動測儀掌上動測儀目前傾向于低應(yīng)變法僅目前傾向于低應(yīng)變法僅能檢測樁身完整性能檢測樁身完整性 樁身完整性類別是按缺陷對樁身結(jié)構(gòu)承載力的影響程度，樁身完整性類別是按缺陷對樁身結(jié)構(gòu)承載力的影響程度，統(tǒng)一劃分為四類的：統(tǒng)一劃分為四類的：n一類一類樁身完整。，樁身完整。，n二類二類樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的發(fā)揮。發(fā)揮。n三類三類樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響，樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響，一般應(yīng)采用其他方法驗證其可用性，或根據(jù)具體情況進(jìn)行一般應(yīng)采用其他方法驗證其可用性，或根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計復(fù)核或補(bǔ)強(qiáng)處理。設(shè)

9、計復(fù)核或補(bǔ)強(qiáng)處理。n四類四類樁身存在嚴(yán)重缺陷，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。樁身存在嚴(yán)重缺陷，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。 現(xiàn)場檢測技術(shù)現(xiàn)場檢測技術(shù) 1 1檢測前準(zhǔn)備工作檢測前準(zhǔn)備工作 （1 1）進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，搜集工程地質(zhì)資料、基樁設(shè)）進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，搜集工程地質(zhì)資料、基樁設(shè)計圖紙和施工記錄、監(jiān)理日志等，了解施工工藝及施計圖紙和施工記錄、監(jiān)理日志等，了解施工工藝及施工過程中出現(xiàn)的異常情況，明確被檢測樁號。工過程中出現(xiàn)的異常情況，明確被檢測樁號。 搜集工程地質(zhì)資料了解樁和樁周土的剛度比大小、搜集工程地質(zhì)資料了解樁和樁周土的剛度比大小、樁側(cè)土阻尼大小、影響波形特征、影響檢測深度，采取適樁側(cè)土阻尼大小、影響波形特征、影

10、響檢測深度，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，幫助正確地進(jìn)行波行分析。當(dāng)?shù)拇胧?，幫助正確地進(jìn)行波行分析。 基樁設(shè)計圖紙：了解樁型、設(shè)計砼強(qiáng)度、承載力、基基樁設(shè)計圖紙：了解樁型、設(shè)計砼強(qiáng)度、承載力、基礎(chǔ)類型，分析缺陷影響程度時參考。礎(chǔ)類型，分析缺陷影響程度時參考。 施工記錄和監(jiān)理日志：施工記錄和監(jiān)理日志： 了解施工工藝及施工過程中出現(xiàn)的異常情況，做到有的了解施工工藝及施工過程中出現(xiàn)的異常情況，做到有的放矢，最終盡可能正確地分析出缺陷的類型。放矢，最終盡可能正確地分析出缺陷的類型。 明確被檢測樁號：不能張冠李戴，造成被動。明確被檢測樁號：不能張冠李戴，造成被動。 （2 2）根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇合適的激振設(shè)備、傳）根

11、據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇合適的激振設(shè)備、傳感器及檢測儀，檢查測試系統(tǒng)各部分之間是否連感器及檢測儀，檢查測試系統(tǒng)各部分之間是否連接良好，確認(rèn)整個測試系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。接良好，確認(rèn)整個測試系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。 激振設(shè)備：力錘、力棒；激振設(shè)備：力錘、力棒； 錘頭或錘墊材料選用工程塑錘頭或錘墊材料選用工程塑料、高強(qiáng)度尼龍、鋁、銅、鐵、錘墊用橡皮；錘的質(zhì)量從料、高強(qiáng)度尼龍、鋁、銅、鐵、錘墊用橡皮；錘的質(zhì)量從幾百克到幾十千克。幾百克到幾十千克。 激振設(shè)備選擇：根據(jù)檢測對象，短樁和淺部缺陷的樁，激振設(shè)備選擇：根據(jù)檢測對象，短樁和淺部缺陷的樁，選用剛度較大的錘，產(chǎn)生的入射波的脈沖較窄，頻率較高，選用剛度較大的

12、錘，產(chǎn)生的入射波的脈沖較窄，頻率較高，分辨率高。缺點：能量衰減快，檢測深度小。長樁和深部分辨率高。缺點：能量衰減快，檢測深度小。長樁和深部缺陷的樁，選用剛度較小的錘，入射波的脈沖較寬，頻率缺陷的樁，選用剛度較小的錘，入射波的脈沖較寬，頻率較低，傳播距離較大，檢測深度大。缺點：分辨率較低，較低，傳播距離較大，檢測深度大。缺點：分辨率較低，較小缺陷發(fā)現(xiàn)不了。較小缺陷發(fā)現(xiàn)不了。 （3 3）樁頂應(yīng)鑿至新鮮混凝土面，并用打磨機(jī)將測點和激）樁頂應(yīng)鑿至新鮮混凝土面，并用打磨機(jī)將測點和激振點磨平。振點磨平。 樁頂面條件的好壞直接影響測試信號的質(zhì)量和對樁身完整樁頂面條件的好壞直接影響測試信號的質(zhì)量和對樁身完整性

13、判定的準(zhǔn)確性，要求被檢樁的樁頂面混凝土質(zhì)量、截面性判定的準(zhǔn)確性，要求被檢樁的樁頂面混凝土質(zhì)量、截面尺寸與樁身設(shè)計條件基本相同，并且干凈無積水。尺寸與樁身設(shè)計條件基本相同，并且干凈無積水。 灌注樁有低強(qiáng)度的浮漿將直接影響到傳感器的安裝及錘灌注樁有低強(qiáng)度的浮漿將直接影響到傳感器的安裝及錘擊所產(chǎn)生的彈性波在樁頂部分的傳播，因此必須清除干凈，擊所產(chǎn)生的彈性波在樁頂部分的傳播，因此必須清除干凈，以露出干凈的混凝土表面為準(zhǔn)。以露出干凈的混凝土表面為準(zhǔn)。 預(yù)應(yīng)力管樁：當(dāng)法蘭盤與樁身混凝土之間結(jié)合密實時，預(yù)應(yīng)力管樁：當(dāng)法蘭盤與樁身混凝土之間結(jié)合密實時，可不進(jìn)行處理，若有松動和破損現(xiàn)象，必須用電鋸截除，可不進(jìn)行

14、處理，若有松動和破損現(xiàn)象，必須用電鋸截除，不可鑿除；不可鑿除； 檢測前將被檢測樁頂部與相鄰的墊層或承臺斷開，避免檢測前將被檢測樁頂部與相鄰的墊層或承臺斷開，避免因墊層或承臺連接造成波的散射，使波形復(fù)雜化。因墊層或承臺連接造成波的散射，使波形復(fù)雜化。 測點和激振點磨平問題。測點和激振點磨平問題。 （4 4）應(yīng)測量并記錄樁頂截面尺寸。）應(yīng)測量并記錄樁頂截面尺寸。 確定檢測點數(shù)確定檢測點數(shù) 目的目的 幫助分析判斷幫助分析判斷 （5 5）混凝土灌注樁的檢測宜在成樁）混凝土灌注樁的檢測宜在成樁14d14d以后進(jìn)行。以后進(jìn)行。 建設(shè)部和鐵道部規(guī)定：至少達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的建設(shè)部和鐵道部規(guī)定：至少達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的7

15、0%70%，且不小于，且不小于15MPa.15MPa. （6 6）打入或靜壓式預(yù)制樁的檢測應(yīng)在相鄰樁打完后進(jìn)行。打入或靜壓式預(yù)制樁的檢測應(yīng)在相鄰樁打完后進(jìn)行。 2 2傳感器安裝規(guī)定傳感器安裝規(guī)定（1 1）傳感器的安裝可采用石膏、黃油、橡皮泥等耦合劑，）傳感器的安裝可采用石膏、黃油、橡皮泥等耦合劑，粘結(jié)應(yīng)牢固，并與樁頂面垂直。粘結(jié)應(yīng)牢固，并與樁頂面垂直。傳感器安裝的好壞對采集信息的影響很大，粘結(jié)層應(yīng)可傳感器安裝的好壞對采集信息的影響很大，粘結(jié)層應(yīng)可能薄。傳感器底面與樁頂應(yīng)緊密接觸，不得用手接觸傳能薄。傳感器底面與樁頂應(yīng)緊密接觸，不得用手接觸傳感器，在信號采集過程中不得產(chǎn)生滑移或松動。感器，在信號

16、采集過程中不得產(chǎn)生滑移或松動。 （2 2）對混凝土灌注樁，傳感器宜安裝在距樁中心）對混凝土灌注樁，傳感器宜安裝在距樁中心2/32/3半半徑處，傳感器與激振點的距離樁不宜小于徑處，傳感器與激振點的距離樁不宜小于1/21/2半徑，且避半徑，且避開鋼筋籠主筋的影響。開鋼筋籠主筋的影響。 （3 3）當(dāng)樁徑）當(dāng)樁徑D D800mm800mm時應(yīng)設(shè)置時應(yīng)設(shè)置2 2個測點；當(dāng)樁徑個測點；當(dāng)樁徑800800D D1250mm1250mm時應(yīng)設(shè)置時應(yīng)設(shè)置3 3個測點；當(dāng)樁徑個測點；當(dāng)樁徑12501250D D2000mm000mm時時應(yīng)設(shè)置應(yīng)設(shè)置4 4個測點。個測點。 （4 4）對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)在兩條相互垂

17、直的直徑上）對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁應(yīng)在兩條相互垂直的直徑上各布置各布置2 2個測點。個測點。 3 3激振時的規(guī)定激振時的規(guī)定 （1 1）混凝土灌注樁、混凝土預(yù)制樁的激振點宜在樁頂中心部）混凝土灌注樁、混凝土預(yù)制樁的激振點宜在樁頂中心部位；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的激振點和傳感器安裝點與樁中心連位；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的激振點和傳感器安裝點與樁中心連線的夾角應(yīng)為線的夾角應(yīng)為9090。 （2 2）激振錘和激振參數(shù)宜通過現(xiàn)場對比試驗選定。短樁或淺）激振錘和激振參數(shù)宜通過現(xiàn)場對比試驗選定。短樁或淺部缺陷樁的檢測宜采用輕錘短脈沖激振；長樁、大直徑樁或部缺陷樁的檢測宜采用輕錘短脈沖激振；長樁、大直徑樁或深部缺陷樁的檢測宜

18、采用重錘寬脈沖激振，也可采用不同的深部缺陷樁的檢測宜采用重錘寬脈沖激振，也可采用不同的錘墊來調(diào)整激振脈沖寬度。錘墊來調(diào)整激振脈沖寬度。 （3 3）采用力棒激振時，應(yīng)自由下落；采用力錘敲擊時，應(yīng)使）采用力棒激振時，應(yīng)自由下落；采用力錘敲擊時，應(yīng)使其作用力方向與樁頂面垂直。其作用力方向與樁頂面垂直。 4 4檢測工作規(guī)定檢測工作規(guī)定 （1 1）采樣頻率和最小的采樣長度應(yīng)根據(jù)樁長和波形分析確定。）采樣頻率和最小的采樣長度應(yīng)根據(jù)樁長和波形分析確定。采樣點數(shù)不少于采樣點數(shù)不少于10241024點，采樣間隔為點，采樣間隔為10-50010-500s。 對于時域信號，采樣頻率越高，則采集數(shù)字信號越接近模擬對于

19、時域信號，采樣頻率越高，則采集數(shù)字信號越接近模擬信號，越有利于缺陷位置的判別。時域記錄的時間段長度應(yīng)信號，越有利于缺陷位置的判別。時域記錄的時間段長度應(yīng)不小于不小于2L/C+5ms2L/C+5ms，幅頻信號分析的頻率范圍上限不應(yīng)小于，幅頻信號分析的頻率范圍上限不應(yīng)小于2000Hz2000Hz。 （2 2）各測點的重復(fù)檢測次數(shù)不應(yīng)少于）各測點的重復(fù)檢測次數(shù)不應(yīng)少于3 3次，且檢測波形次，且檢測波形具有良好的一致性。具有良好的一致性。 （3 3）當(dāng)干擾較大時，可采用信號增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行重復(fù)激）當(dāng)干擾較大時，可采用信號增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行重復(fù)激振，提高信噪比；當(dāng)信號一致性差時，應(yīng)分析原因，排除振，提高信噪比；當(dāng)

20、信號一致性差時，應(yīng)分析原因，排除人為和檢測儀器等干擾因素，重新檢測。人為和檢測儀器等干擾因素，重新檢測。 （4 4）對存在缺陷的樁應(yīng)改變檢測條件重復(fù)檢測，相互）對存在缺陷的樁應(yīng)改變檢測條件重復(fù)檢測，相互驗證。驗證。 位置位置 儀器儀器 人員人員 五、檢測數(shù)據(jù)分析與判定五、檢測數(shù)據(jù)分析與判定 1 1樁身完整性分析宜以時域曲線為主，輔以頻域分析，并樁身完整性分析宜以時域曲線為主，輔以頻域分析，并結(jié)合施工情況（工藝、成孔及灌注記錄等）、巖土工程勘察結(jié)合施工情況（工藝、成孔及灌注記錄等）、巖土工程勘察資料和波形特征等因素進(jìn)行綜合分析判定。資料和波形特征等因素進(jìn)行綜合分析判定。 不同混凝土強(qiáng)度等級的反射

21、波波速經(jīng)驗值不同混凝土強(qiáng)度等級的反射波波速經(jīng)驗值 4 4混凝土灌注樁采用時域信號分析時，應(yīng)結(jié)合有關(guān)施工混凝土灌注樁采用時域信號分析時，應(yīng)結(jié)合有關(guān)施工和巖土工程勘察資料，正確區(qū)分由擴(kuò)徑處產(chǎn)生的二次同相反和巖土工程勘察資料，正確區(qū)分由擴(kuò)徑處產(chǎn)生的二次同相反射與因樁身截面漸擴(kuò)后急速恢復(fù)至原樁徑處的一次同相反射，射與因樁身截面漸擴(kuò)后急速恢復(fù)至原樁徑處的一次同相反射，以避免對樁身完整性的誤判。注意：土層影響會出現(xiàn)此情況。以避免對樁身完整性的誤判。注意：土層影響會出現(xiàn)此情況。 5 5對于嵌巖樁，當(dāng)樁端反射信號為單一反射波且與錘擊脈對于嵌巖樁，當(dāng)樁端反射信號為單一反射波且與錘擊脈沖信號同相時，應(yīng)結(jié)合巖土工程

22、勘察和設(shè)計等有關(guān)資料以及沖信號同相時，應(yīng)結(jié)合巖土工程勘察和設(shè)計等有關(guān)資料以及樁端同相反射波幅的相對高低來推斷嵌巖質(zhì)量，必要時采取樁端同相反射波幅的相對高低來推斷嵌巖質(zhì)量，必要時采取其他合適方法進(jìn)行核驗。其他合適方法進(jìn)行核驗。 6 6樁身完整性的分析當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，宜結(jié)合樁身完整性的分析當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，宜結(jié)合 其他檢測方法：其他檢測方法： （1 1）超過有效檢測長度范圍的超長樁，其測試信號不能明確反）超過有效檢測長度范圍的超長樁，其測試信號不能明確反 映樁身下部和樁端情況。映樁身下部和樁端情況。 （2 2）樁身截面漸變或多變，且變化幅度較大的混凝土灌注樁。）樁身截面漸變或多變，且變化

23、幅度較大的混凝土灌注樁。 （3 3）當(dāng)樁長的推算值與實際樁長明顯不符，且又缺乏相關(guān)資料）當(dāng)樁長的推算值與實際樁長明顯不符，且又缺乏相關(guān)資料加以解釋或驗證。加以解釋或驗證。 （4 4）實測信號復(fù)雜、無規(guī)律，無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確的樁身完整性）實測信號復(fù)雜、無規(guī)律，無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確的樁身完整性分析和評價。分析和評價。 （5 5）對于預(yù)制樁，時域曲線在接頭處有明顯反射，但又難以判）對于預(yù)制樁，時域曲線在接頭處有明顯反射，但又難以判定是斷裂錯位還是接樁不良。定是斷裂錯位還是接樁不良。n 典型曲線 混凝土灌注樁的樁身常見缺陷時程曲線波形特征 1離析，12，C1C2，A1=A2，同相，波形不規(guī)則，頻率較低，第一

24、反射波與初始波同相，后續(xù)反射信號雜亂，能量較弱，一般不掩蓋缺陷下部樁身出現(xiàn)的較大的第二缺陷信號，但如果本身是第二缺陷，則信號易被第一缺陷掩蓋；樁深部出現(xiàn)，則不易分辨。 2斷裂或夾層，12，C1C2，A1=A2，同相，近水平斷裂或夾泥缺陷嚴(yán)重時，反射波波形尖銳，相位與初始相位同相，且能量強(qiáng)，主頻率單一夾高頻成份似正弦波形，下半幅稍弱，在樁身可連續(xù)追蹤二次以上等距多次反射波，難以判定樁底反射。多次反射能量逐步衰減，易于掩蓋樁身第二缺陷。角度較大的斜形斷裂除具上述特征外，波形呈斜狀非正弦形。若二個以上斷裂并存時，波形畸變，能量相互干涉，除第一斷裂位置易于判斷外，難以判定第二斷裂位置，且出現(xiàn)若干個小振

25、幅，不規(guī)則高頻率波形。另外，單一的斷裂或夾泥缺陷較微時，定義為裂縫，則反射振幅小，能量弱。 3樁底沉渣過厚，12，C1C2，A1=A2，同相，在端承樁情況下，若采集到較強(qiáng)的清晰樁尖響應(yīng)信號，并與初始波同相位，此時，應(yīng)判定樁底沉渣較厚，超過規(guī)范要求，因為正常情況下的端承樁，通常樁尖響應(yīng)幾乎無反映或微弱反映。如樁底沉渣清除特別干凈，且和基巖接觸，此時樁尖響應(yīng)相位與初始波反相。 4擴(kuò)頸，1=2，C1=C2，A1A2，反相，波阻抗面反射波與初始相位反相，波形較規(guī)則，一般似正弦形，上半幅較小，偶爾僅見下半幅半波。如擴(kuò)頸下緊接小于樁橫截面的縮頸時，縮頸反射波形與初始波反向，之后出現(xiàn)不規(guī)則、中頻率反射波，無

26、明顯縮頸特征波出現(xiàn)。這是由于，下行的壓縮應(yīng)力波行程遇到突縮的位置時，擴(kuò)頸處的積聚的能量形成樁間反射，有少量于縮頸波阻抗面反射到樁頭，另一小部分則透射到縮頸以下介質(zhì)中。擴(kuò)縮頸波阻抗面波阻抗互消，且能量相互干涉，故無法追蹤到倍程信號的反射波。第三缺陷更不易分辨。 5縮頸，1=2，C1=C2，A1A2，同相，波阻抗面反射波相位與初始波同相，波形一般比較規(guī)則，主頻突出單一，較緩，似正弦波形，下半幅能量相對較弱，偶僅見上半幅半波。振幅能量隨縮頸程度大小相應(yīng)強(qiáng)弱。如果作為某樁身的第一缺陷，只要有足夠的能量顯示，無論位于淺部或深部，一般均易于判斷。如果縮頸下緊接一擴(kuò)頸缺陷，此時，縮頸的程度被削弱，擴(kuò)頸也不易

27、分辨。另外，縮頸若為的樁單側(cè)部位，樁頭傳感器和敲擊位于完好一側(cè)時，反射波形上雖有反映，但能量也明顯變?nèi)?，因此，?dāng)采集到某工程樁的縮頸信號時，必須移動傳感器和變換敲擊位置，再行采樣。 工程實例工程實例 三、三、 灌注樁聲波檢測灌注樁聲波檢測基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)預(yù)埋若干根聲測管作基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)預(yù)埋若干根聲測管作為聲波發(fā)射和接收換能器的通道，在樁身混凝土灌注若干為聲波發(fā)射和接收換能器的通道，在樁身混凝土灌注若干天后開始檢測，用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向以一定的間天后開始檢測，用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點檢測聲波穿過樁身各截面的聲學(xué)參數(shù)，然后對這些距逐點檢測聲

28、波穿過樁身各截面的聲學(xué)參數(shù)，然后對這些檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺陷檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土的完整性的位置、程度，從而推斷樁身混凝土的完整性。 當(dāng)一定頻帶寬的超聲脈沖在砼結(jié)構(gòu)中傳播時，將會產(chǎn)生當(dāng)一定頻帶寬的超聲脈沖在砼結(jié)構(gòu)中傳播時，將會產(chǎn)生一系列現(xiàn)象。所有這些信息可以由聲傳播速度和接收信一系列現(xiàn)象。所有這些信息可以由聲傳播速度和接收信號強(qiáng)度、波形來表征它所反映的被測材料的粘彈力學(xué)特號強(qiáng)度、波形來表征它所反映的被測材料的粘彈力學(xué)特性及缺陷的性質(zhì)。因此，采用適應(yīng)的超聲檢測方法，可性及缺陷的性質(zhì)。因此，采用適應(yīng)的超聲檢測方

29、法，可用來評價樁基的質(zhì)量、澆注均勻性、缺陷的范圍及性質(zhì)用來評價樁基的質(zhì)量、澆注均勻性、缺陷的范圍及性質(zhì)等等 。 超聲法檢測灌注樁混凝土質(zhì)量是近超聲法檢測灌注樁混凝土質(zhì)量是近1010多年逐漸發(fā)展起來多年逐漸發(fā)展起來的一種檢測方法。它具有以下優(yōu)點：的一種檢測方法。它具有以下優(yōu)點： 1 1）檢測細(xì)致，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；檢測細(xì)致，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；2 2）不受樁長樁徑限制；不受樁長樁徑限制；3 3）無盲區(qū)聲測管埋到什么部位就可檢測什么部位，包）無盲區(qū)聲測管埋到什么部位就可檢測什么部位，包括樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)和樁底沉渣厚度；括樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)和樁底沉渣厚度；4 4）毋須樁頂露出地面毋須樁頂露出地面即可檢測，方便施工；即可檢測

30、，方便施工；5 5）可估算混凝土強(qiáng)度。）可估算混凝土強(qiáng)度。 正因為如此，雖然該方法需預(yù)埋聲測管，費用較高，但正因為如此，雖然該方法需預(yù)埋聲測管，費用較高，但仍然得到廣泛采用，特別是橋梁。高層建筑的大型、特仍然得到廣泛采用，特別是橋梁。高層建筑的大型、特大型灌注樁的檢測。大型灌注樁的檢測。 JLJLTVTV數(shù)字超聲電視數(shù)字超聲電視 鉆孔超聲波自動連續(xù)掃描檢測的國際領(lǐng)先設(shè)備鉆孔超聲波自動連續(xù)掃描檢測的國際領(lǐng)先設(shè)備 超聲檢測設(shè)備：超聲檢測設(shè)備：換能器（發(fā)射換換能器（發(fā)射換能器、接收換能能器、接收換能器）和超聲儀器）和超聲儀n1.1.混凝土聲（波）速混凝土聲（波）速c c一般在一般在400040005

31、000m5000ms s之間變化?；炷翉?qiáng)之間變化。混凝土強(qiáng)度度f f與波速與波速c c之間有較好的相關(guān)性。混凝土強(qiáng)度越高，其波速也越之間有較好的相關(guān)性?；炷翉?qiáng)度越高，其波速也越快。理論與實驗都證實，物體的密實性越好，孔隙率越低，其波快。理論與實驗都證實，物體的密實性越好，孔隙率越低，其波速越高。對混凝土來說，密實性越好，孔隙率越低，其強(qiáng)度必然速越高。對混凝土來說，密實性越好，孔隙率越低，其強(qiáng)度必然越高。因此，混凝土強(qiáng)度和波速之間也有相關(guān)性。越高。因此，混凝土強(qiáng)度和波速之間也有相關(guān)性。n 2 2當(dāng)知道當(dāng)知道f fc c之間的關(guān)系曲線后，測出結(jié)構(gòu)物混凝土的波速就之間的關(guān)系曲線后，測出結(jié)構(gòu)物混凝

32、土的波速就可以推算結(jié)構(gòu)物混凝土的強(qiáng)度可以推算結(jié)構(gòu)物混凝土的強(qiáng)度。 當(dāng)混凝土無缺陷時，混凝土是連續(xù)體，超聲波在其中正常傳當(dāng)混凝土無缺陷時，混凝土是連續(xù)體，超聲波在其中正常傳播。當(dāng)換能器正對著缺陷時，情況就不一樣了。由于缺陷播。當(dāng)換能器正對著缺陷時，情況就不一樣了。由于缺陷（空洞、蜂窩區(qū)）的存在，混凝土連續(xù)性中斷，缺陷區(qū)與混（空洞、蜂窩區(qū)）的存在，混凝土連續(xù)性中斷，缺陷區(qū)與混凝土之間成為界面（空氣與混凝土）。在這界面上，超聲波凝土之間成為界面（空氣與混凝土）。在這界面上，超聲波傳播情況發(fā)生變動發(fā)生反射、散射與繞射。超聲波經(jīng)過缺陷傳播情況發(fā)生變動發(fā)生反射、散射與繞射。超聲波經(jīng)過缺陷后接收波聲學(xué)參數(shù)將

33、發(fā)生如下變化：后接收波聲學(xué)參數(shù)將發(fā)生如下變化： 空洞、松散等缺陷部位測得的聲速要比正常部位小空洞、松散等缺陷部位測得的聲速要比正常部位小 接收波振幅的變化接收波振幅的變化n由于缺陷對聲波的反射或吸收比正?；炷链螅援?dāng)超聲波由于缺陷對聲波的反射或吸收比正?；炷链?，所以當(dāng)超聲波通過缺陷后，衰減比正常混凝土大，即接收波的振幅將減少。通過缺陷后，衰減比正?；炷链?，即接收波的振幅將減少。因此，和聲時（速）一樣，根據(jù)接收波首波振幅的異常變化也因此，和聲時（速）一樣，根據(jù)接收波首波振幅的異常變化也可以發(fā)現(xiàn)缺陷的存在?？梢园l(fā)現(xiàn)缺陷的存在。n如果傳播路徑中遇到裂縫，由于裂縫對聲波的強(qiáng)烈反射，只有如果傳播

34、路徑中遇到裂縫，由于裂縫對聲波的強(qiáng)烈反射，只有很少的聲波通過裂縫，接收波振幅將大大降低，振幅的變化可很少的聲波通過裂縫，接收波振幅將大大降低，振幅的變化可以較靈敏地發(fā)現(xiàn)裂縫的存在。以較靈敏地發(fā)現(xiàn)裂縫的存在。 n對接收波信號的頻譜分析證明，不同質(zhì)量的混凝土對超聲脈對接收波信號的頻譜分析證明，不同質(zhì)量的混凝土對超聲脈沖波中的高頻分量的吸收、衰減不同。因此，當(dāng)超聲波通過沖波中的高頻分量的吸收、衰減不同。因此，當(dāng)超聲波通過不同質(zhì)量的混凝土后，接收波的頻譜（各頻率分量的幅度）不同質(zhì)量的混凝土后，接收波的頻譜（各頻率分量的幅度）也不同，質(zhì)量差或有內(nèi)部缺陷、裂縫的混凝土，其接收波中也不同，質(zhì)量差或有內(nèi)部缺陷、裂縫的混凝土，其接收波中高頻分量相對減少而低頻分量相對增大，接收波的主頻