超聲波法檢測(cè)基樁完整性課件

1、超聲波法檢測(cè)基樁完整性樁身缺陷會(huì)引起基礎(chǔ)失穩(wěn)。必須在結(jié)構(gòu)施工前找出并處理缺陷樁。樁基礎(chǔ)，主要基礎(chǔ)型式，地下隱蔽工程，承受建筑物的全部荷載并將其傳遞給地基，基樁質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到建筑物的安全。聲波透射法是基樁低應(yīng)變無損檢測(cè)中最為有效的方法。超聲波法檢測(cè)基樁完整性超聲波法檢測(cè)基樁完整性基樁分類基樁工程常見質(zhì)量問題聲波透射法基本原理儀器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素?cái)?shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫工程實(shí)例CT成像技術(shù)樁基分類擠土樁部分?jǐn)D土樁非擠土樁按成樁方法對(duì)土層影響分按樁材分木樁混凝土樁鋼樁組合樁按功能分抗軸壓樁：摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁抗剪樁抗拔樁按成樁方法分打入樁就地灌注樁靜壓樁螺旋樁噴粉樁或攪拌樁

2、不同類型的樁，可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題不一樣超聲波法檢測(cè)基樁完整性基樁分類基樁工程常見質(zhì)量問題聲波透射法基本原理儀器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素?cái)?shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫工程實(shí)例CT成像技術(shù)基樁工程的常見質(zhì)量問題1.沉管灌注樁：錘擊、振動(dòng)、壓力沉管 （質(zhì)量不穩(wěn)定，故障率高）極易振斷初凝鄰樁，軟件硬土層交界處尤重樁距小于三倍樁徑，使初凝砼拉裂拔管過快，淤泥層易縮頸動(dòng)水壓力作用，冒水樁演變成斷樁振動(dòng)沉管用活瓣樁尖張開不靈活，砼下落不暢，斷樁或密實(shí)度差預(yù)制樁尖被卡住，吊腳樁基樁工程的常見質(zhì)量問題2.沖、鉆孔灌注樁：地下水位較高的場(chǎng)地，沖抓式、沖擊式、回轉(zhuǎn)鉆式、潛鉆式，成孔過程泥漿護(hù)壁，采取帶隔水栓的導(dǎo)管水下

3、澆灌砼澆灌砼不連續(xù)，隔水層凝固，后結(jié)砼無法下灌，上拔導(dǎo)管，泥漿進(jìn)入形成斷樁；若沖破隔水層，造成樁身局部低劣砼。樁徑過?。?50020300混凝土聲學(xué)參數(shù)與測(cè)量4.2波幅檢測(cè) 波幅是標(biāo)志接收換能器接收到聲波信號(hào)能量大小的參數(shù)，波幅的測(cè)量是對(duì)接收波首波波峰大小的測(cè)量。目前在波幅測(cè)量中一般都采用分貝（dB）表示法，即將測(cè)點(diǎn)首波信號(hào)的峰值a與某一固定信號(hào)量值a0的比值取對(duì)數(shù)后的量值定位該測(cè)點(diǎn)波幅的分貝（dB）值，表示為Ap20log（a/a0）?；炷谅晫W(xué)參數(shù)與測(cè)量 在數(shù)字式儀器中，由于數(shù)字化信號(hào)的屏幕波幅可以量化，因此通過調(diào)整放大衰減系統(tǒng)，只要滿足信號(hào)首波幅度不超滿屏的條件，即可由儀器內(nèi)部軟件自動(dòng)判

4、讀出首波波峰幅值并計(jì)算出接收到的原始信號(hào)值。波幅的量值是放大器的增益（dB）值、衰減器的衰減（dB）值和屏幕顯示波形的屏幕量化（dB）值的綜合值，這樣大大提高了波幅測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍。 由于模擬儀器采用示波管顯示的模擬波形，無法量化，因此只能用衰減器的衰減值表示信號(hào)的幅度值。數(shù)字式儀器的波幅測(cè)量混凝土聲學(xué)參數(shù)與測(cè)量 數(shù)字式超聲儀的波幅測(cè)量有自動(dòng)判讀和手動(dòng)判讀兩種方式，在絕大多數(shù)情況下均可使用自動(dòng)判讀的方式。檢測(cè)時(shí)要注意同時(shí)觀察屏幕波形，如果屏幕顯示的自動(dòng)判讀光標(biāo)所對(duì)應(yīng)的位置與首波波峰（或波谷）有差異時(shí)，應(yīng)重新采樣或改為手動(dòng)游標(biāo)判讀。 ZBL-U5系列非金屬超聲儀在首波聲時(shí)自動(dòng)判讀的同時(shí)，完成波幅的

5、自動(dòng)判讀，并在屏幕上給出自動(dòng)判讀游標(biāo)，便于用戶即時(shí)觀察自動(dòng)判讀點(diǎn)的位置。儀器自動(dòng)記錄各個(gè)測(cè)點(diǎn)的波幅。混凝土聲學(xué)參數(shù)與測(cè)量4.3 頻率檢測(cè)對(duì)接收波形主頻進(jìn)行測(cè)量，通常采用以下兩種方法：模擬式儀器通常采用周期法，即利用頻率與周期的倒數(shù)關(guān)系，通過測(cè)量周期計(jì)算出接收聲波信號(hào)的主頻。數(shù)字式超聲儀一般采用頻譜分析的方法，更精確地測(cè)試接收聲波信號(hào)的主頻?；炷谅晫W(xué)參數(shù)與測(cè)量4.4 波形記錄 在聲波傳播過程中遇到混凝土內(nèi)部存在缺陷、裂縫或異物時(shí)會(huì)使接收波形發(fā)生畸變，因此，對(duì)接收波形的分析與研究有助于對(duì)混凝土內(nèi)部質(zhì)量即缺陷的判斷，模擬儀器的波形記錄只能用屏幕拍照的方法，數(shù)字式儀器可將波形以數(shù)字方式記錄并存儲(chǔ)在儀

6、器中，可以隨時(shí)回放、顯示、調(diào)用并打印出波形圖，還可以波列方式在一屏內(nèi)顯示波列圖，更直觀地顯示聲參數(shù)的變化情況。超聲波法檢測(cè)基樁完整性基樁分類基樁工程常見質(zhì)量問題聲波透射法基本原理儀器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素?cái)?shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫工程實(shí)例CT成像技術(shù)超聲波在混凝土中的傳播特點(diǎn) 對(duì)于原材料、配合比、齡期及測(cè)試距離一定的混凝土來說，聲速高則混凝土密實(shí)，相反則混凝土不密實(shí)。當(dāng)混凝土中存在異物夾泥、蜂窩、空洞或裂縫時(shí)，便破壞了混凝土的整體性。由于混凝土與缺陷部位的特性阻抗相差懸殊，因此聲波很難穿透混凝土/缺陷區(qū)域界面。由于低頻超聲波漫射的特點(diǎn)，聲波又將沿缺陷邊緣傳播（如右圖所示），聲波在缺陷邊緣處

7、會(huì)產(chǎn)生折射、繞射、反射，使聲測(cè)線拉長(zhǎng)，所測(cè)得的聲時(shí)要比正?；炷谅晻r(shí)要增大。在計(jì)算混凝土聲速時(shí)，我們總是以換能器之間的直線距離L作為聲傳播距離，結(jié)果有缺陷處的計(jì)算聲速（視聲速）就降低。 聲速與混凝土質(zhì)量的關(guān)系?；炷谅晫W(xué)參數(shù)與測(cè)量接收聲波波幅與混凝土質(zhì)量的關(guān)系 接收波波幅是表征聲波穿過混凝土后能量衰減程度的重要指標(biāo)。一般認(rèn)為，接收波幅的強(qiáng)弱與混凝土粘塑性有關(guān)。接收波幅值越低，混凝土對(duì)聲波的衰減就越大。根據(jù)混凝土聲波衰減的原因可知，在混凝土中存在低強(qiáng)度區(qū)、離析區(qū)以及夾泥、蜂窩等缺陷時(shí)，吸收衰減和散射衰減增大，使得接收波波幅明顯下降。波幅值可以直接在接收波上觀測(cè)到，測(cè)量時(shí)通常以首波（接收信號(hào)前半個(gè)

8、周期）的波幅為準(zhǔn)。后續(xù)波往往受其它疊加波的干擾，影響測(cè)量結(jié)果。幅值的測(cè)量受換能器與被測(cè)構(gòu)件的耦合條件影響較大，在灌注樁檢測(cè)中，在聲測(cè)管中注滿水進(jìn)行耦合，一般比較穩(wěn)定，但要注意使換能器在管中處于居中位置，因此應(yīng)在換能器上安裝扶正器。聲波透射法基本原理混凝土灌注樁，在灌注過程中，因振搗不均、漏振、完全沒有振搗、塌孔夾泥、離析等均會(huì)出現(xiàn)類似的夾層而使聲速降低，波幅下降、波形畸變 .非金屬超聲檢測(cè)設(shè)備非金屬超聲檢測(cè)分析儀（簡(jiǎn)稱超聲儀）、超聲換能器。實(shí)施超聲脈沖檢測(cè)技術(shù)的主要設(shè)備：超聲儀基本工作原理框圖高壓脈沖發(fā)射A/D轉(zhuǎn)換顯示屏系統(tǒng)總線鍵盤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程控系統(tǒng)直流高壓程控打印機(jī)專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 聲波在混

9、凝土中傳播速度是混凝土聲學(xué)檢測(cè)中的一個(gè)重要參數(shù)?；炷恋穆曀倥c混凝土的彈性性質(zhì)有關(guān)，與混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)（是否存在缺陷及缺陷程度）有關(guān)。這是利用聲速進(jìn)行混凝土測(cè)強(qiáng)和測(cè)缺的理論依據(jù)。 主機(jī)發(fā)射高壓脈沖至發(fā)射換能器，發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換位聲能傳入被測(cè)結(jié)構(gòu)，接收換能器將接收到的聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)被主機(jī)系統(tǒng)采集，聲波信號(hào)在傳播過程中攜帶了大量被測(cè)介質(zhì)的聲參量信息，由于聲參量與被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)具有一定的相關(guān)性，通過信號(hào)分析處理評(píng)價(jià)被測(cè)介質(zhì)的性能。超聲儀基本工作原理示意圖基本原理：非金屬超聲檢測(cè)設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)（選擇購(gòu)買超聲儀應(yīng)注意的幾點(diǎn)）應(yīng)具有波形顯示功能和游標(biāo)測(cè)度功能；儀器應(yīng)具有一發(fā)雙收功能（雙通道）；采

10、樣頻率不應(yīng)低于10MHz；聲時(shí)測(cè)讀范圍應(yīng)大于2000s；聲時(shí)測(cè)讀分辨率：0.5s，計(jì)時(shí)誤差不大于2，（數(shù)字式2個(gè)字）；增益（放大）：不小于80dB， （動(dòng)態(tài)范圍：包括增益、衰減）；靈敏度：50v；幅度測(cè)量范圍不小于80dB，測(cè)量誤差小于1dB；接收放大器頻響范圍應(yīng)有足夠?qū)挾?，一般?200kHz,且下線不宜降低，否則不利于濾去低頻信號(hào)；發(fā)射電壓1000V，可分檔調(diào)節(jié)；系統(tǒng)應(yīng)包括信號(hào)放大、采集、存儲(chǔ)及處理功能，徑向換能器等；徑向換能器：諧振頻率宜為2550kHz，長(zhǎng)度約20cm，無指向性，能夠在1MPa水壓下正常工作；宜使用帶有前置放大器的徑向換能器；非金屬超聲檢測(cè)設(shè)備一、首波及其判定首波：接收

11、的超聲波的第一個(gè)波谷(向下)或波峰(向上)。是聲參量判讀的前提。 2.自動(dòng)調(diào)整的接收波形 首波自動(dòng)增大到一定幅度（1/4波形區(qū)），后續(xù)波削波。 波形清晰。 基線較干凈、平直。1.完整的接收波（平面換能器）非金屬超聲檢測(cè)設(shè)備接收聲波過弱調(diào)整幅度，出現(xiàn)首波（右上圖）；依據(jù)測(cè)距及介質(zhì)聲速估算大概聲時(shí)，在動(dòng)態(tài)采樣的模式下手動(dòng)移動(dòng)波形至估算聲時(shí)處；出現(xiàn)做右下圖所示的波形雛形；波形及首波依據(jù)：形態(tài)、頻率、幅度。3.手動(dòng)調(diào)整的接收波形非金屬超聲檢測(cè)設(shè)備增益太大或波形靠前 增益太大，可能造成超前誤判(左下圖)； 處理：減小幅度，前移波形； 波形靠前，可能造成丟波(右下圖)； 處理：后移波形。非金屬超聲檢測(cè)設(shè)備

12、由發(fā)射脈沖及其干擾產(chǎn)生，依據(jù)聲時(shí)判定(0點(diǎn)附近） 處理：依據(jù)聲時(shí)、形態(tài)、頻率正確判斷。發(fā)射脈沖及其干擾。超聲波法檢測(cè)基樁完整性基樁分類基樁工程常見質(zhì)量問題聲波透射法基本原理儀器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素?cái)?shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫工程實(shí)例CT成像技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素1、檢測(cè)原理現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素 在被測(cè)樁內(nèi)預(yù)埋兩根或兩根以上豎向相互平行的聲測(cè)管作為檢測(cè)通道，管中注滿清水作為耦合劑，將超聲脈沖發(fā)射換能器與接收換能器置于聲測(cè)管中，由超聲儀激勵(lì)發(fā)射換能器產(chǎn)生超聲脈沖，穿過樁體混凝土，并經(jīng)接收換能器，由儀器接收并顯示接收的超聲波的波形，判讀出超聲波穿過混凝土的聲時(shí)、接收波首波的波幅以及

13、接收波主頻等聲參數(shù)，通過樁身缺陷引起聲參數(shù)或波形的變化，來檢測(cè)樁身是否存在缺陷。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素2、聲測(cè)管布置示意圖聲測(cè)管的根數(shù)依據(jù)樁的直徑而定，目的是在保證所有剖面聲場(chǎng)的覆蓋范圍，占樁的截面積一定比例的前提下，盡可能節(jié)省費(fèi)用、提高檢測(cè)效率?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素檢測(cè)管材質(zhì)的選擇以透聲率大，便于安裝，費(fèi)用較低為原則。一般采用鋼管、鋼質(zhì)波紋管、硬塑管等。管徑大于換能器的直徑，一般以內(nèi)徑5060mm為宜。管子一般采用與鋼筋籠架立筋焊接或綁扎的方式固定。安裝管子時(shí)應(yīng)注意管子接頭應(yīng)不漏漿，內(nèi)壁光滑平順，管底密封。管子之間力求平行。3.聲測(cè)管的安裝現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作

14、 多方收集基樁技術(shù)資料，如工程地質(zhì)資料、基樁設(shè)計(jì)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，這對(duì)判定異常信號(hào)產(chǎn)生的真實(shí)原因是十分有益的。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)調(diào)查結(jié)果和檢測(cè)目的，制定相應(yīng)的檢測(cè)方案； 檢測(cè)方案包括：工程概況目的與任務(wù)方法與技術(shù)儀器設(shè)備檢測(cè)場(chǎng)地要求檢測(cè)人員和時(shí)間安排檢測(cè)報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素檢測(cè)時(shí)間應(yīng)滿足混凝土強(qiáng)度齡期要求。為保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性，一般要求混凝土灌注樁的齡期應(yīng)大于14天（此時(shí)超聲波波速特性參數(shù)變化已經(jīng)趨于平緩）；檢測(cè)前應(yīng)沖洗聲測(cè)管，在孔中注滿清水作為耦合劑（渾濁的水將明顯加大聲波衰減，使得聲時(shí)延長(zhǎng))，單孔超聲檢測(cè)時(shí)也應(yīng)先進(jìn)行孔內(nèi)清洗；標(biāo)定超聲

15、儀從發(fā)射至接收的系統(tǒng)零聲時(shí)；用直徑大于換能器的假探頭對(duì)聲測(cè)管疏通并記錄深度，以保證換能器在全程范圍內(nèi)移動(dòng)通暢；準(zhǔn)確測(cè)量并記錄聲測(cè)管內(nèi)、外徑和各個(gè)聲測(cè)剖面兩聲測(cè)管外壁間的距離，精度為1mm?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素依據(jù)收發(fā)換能器的相對(duì)位置關(guān)系，有平測(cè)、斜測(cè)、扇測(cè)。1. 測(cè)試方法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素 一般應(yīng)采用水平同步測(cè)法，一對(duì)換能器分別置于兩個(gè)對(duì)應(yīng)的聲測(cè)管中，位于統(tǒng)一高度；相鄰兩測(cè)點(diǎn)間距不大于250mm，累計(jì)相對(duì)高程誤差控制在20mm以內(nèi)。 平測(cè)法速度快、效率高，可作為是否存在缺陷的初步判斷依據(jù)；1）水平同步測(cè)法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素2）等差同步斜測(cè)的方法：將一對(duì)換能器分別置于兩個(gè)對(duì)

16、應(yīng)的聲測(cè)管中，換能器保持一定的高程差； 收發(fā)換能器水平夾角一般為300400。由于平測(cè)的其準(zhǔn)確性降低，對(duì)于缺陷范圍及其嚴(yán)重程度進(jìn)行判定時(shí)，應(yīng)至少結(jié)合斜測(cè)加以綜合判定現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素 若要準(zhǔn)確描繪缺陷位置，應(yīng)采用扇形掃測(cè)的方法。將一對(duì)換能器分別置于兩個(gè)對(duì)應(yīng)的聲測(cè)管中，保持一個(gè)換能器高度位置固定，另一個(gè)以一定的高程差上下移動(dòng)進(jìn)行測(cè)試。3）扇形掃測(cè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素聲測(cè)管內(nèi)注滿清水作為耦合劑。將聲測(cè)管編號(hào)，測(cè)量并記錄各剖面聲測(cè)管外壁間距。將發(fā)射和接收換能器分別放入兩個(gè)聲測(cè)管中的第一個(gè)測(cè)點(diǎn)位置處，記錄該位置的高程?？勺陨隙禄蜃韵露现瘘c(diǎn)平測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)點(diǎn)間距一般可取25cm或小于

17、25cm ，測(cè)取各測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)、幅值、頻率等參數(shù)、記錄波形。測(cè)完后，可對(duì)可疑測(cè)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)校核。可對(duì)異常聲參量區(qū)域進(jìn)行斜測(cè)或扇測(cè)。2.檢測(cè)步驟聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響 聲波透射法檢測(cè)由于檢測(cè)精度高、不受樁長(zhǎng)、樁徑條件限制、測(cè)試無盲區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，在混凝土基樁檢測(cè)中應(yīng)用越來越普及。特別是公路工程以及鐵路、港口碼頭等工程領(lǐng)域，國(guó)家出臺(tái)了公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程（JTG/T F81-01-2004），明確要求聲波透射法的檢測(cè)數(shù)量不少于50%，對(duì)一些重要工程要求100%使用聲波透射法進(jìn)行基樁檢測(cè)。 但是由于一些施工單位對(duì)該方法的認(rèn)識(shí)不是十分明確，施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，并可能影響對(duì)基樁進(jìn)行檢測(cè)，造成工作

18、的被動(dòng)。聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響 在安裝鋼筋籠的啟吊過程中，鋼筋籠的底部會(huì)在地面拖動(dòng)，如果綁扎不牢，聲測(cè)管往往容易發(fā)生彎曲變形，聲測(cè)管間距變小。有時(shí)設(shè)計(jì)的樁底鋼筋籠直徑縮小（變徑），為了保證聲測(cè)管的平直，聲測(cè)管就要穿到鋼筋籠外側(cè)。如果不采取加固措施，很容易使聲測(cè)管壓彎或打折，甚至折斷。另一種情況是，設(shè)計(jì)的聲測(cè)管超出鋼筋籠底12m（在設(shè)計(jì)樁底有一段素混凝土）時(shí)，也存在類似情況。 樁底聲測(cè)管彎曲 如圖所示，樁長(zhǎng)18.0m左右，埋設(shè)三根聲測(cè)管，三個(gè)檢測(cè)剖面中，-16.0m -18.0m區(qū)段聲速曲線均明顯向右翹起，聲速異常偏高，波幅反而降低（這是因?yàn)槁暅y(cè)管彎曲，使發(fā)射與接收換能器不再保持平行，造成波

19、幅降低）其它區(qū)域曲線基本正常。推斷樁底部位的三根聲測(cè)管全部向內(nèi)彎斜， 間距變小，計(jì)算的波速異 常偏高。由于樁底是缺陷 易發(fā)生部位，根據(jù)此類曲 線很難判定樁底是否存在 缺陷，很可能發(fā)生漏判、 誤判，給工程留下安全隱患。 聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響圖1 聲測(cè)管底部彎曲時(shí)檢測(cè)剖面圖 聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響 2.樁身聲測(cè)管彎曲變形 聲測(cè)管綁扎不牢或綁扎間距過大，在澆筑混凝土過程中，聲測(cè)管受混凝土擠壓發(fā)生彎曲變形，管間距離變大或變小，直接影響檢測(cè)結(jié)果的分析判定，甚至無法給出樁身完整性類別，只能采取鉆芯或其它可靠的方法進(jìn)行檢測(cè)，影響正常的施工。 如圖2所示，樁長(zhǎng)18.0m，埋設(shè)三根聲測(cè)管。從圖上可以看

20、出，、剖面深度曲線基本正常，剖面中上部的聲速曲線向右彎曲，聲速嚴(yán)重異常。推斷是聲測(cè)管受擠壓變形，互相靠近，導(dǎo)致計(jì)算聲速嚴(yán)重異常。根據(jù)深度曲線也很難劃定該樁的完整性類別，只能采取其它方法補(bǔ)充檢測(cè)。聲測(cè)管的彎曲還導(dǎo)致聲速異常值判定區(qū)間太大，易造成漏判。 圖2 樁身聲測(cè)管不平行時(shí)檢測(cè)剖面圖 聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響 聲測(cè)管的聯(lián)接一般采取外套鋼管方式進(jìn)行聯(lián)接。鋼套管直徑不宜太大，一般比聲測(cè)管略大即可，焊接起來比較容易，封閉性也比較好。鋼套管也不能太長(zhǎng)，一般80mm左右，對(duì)檢測(cè)結(jié)果幾乎無影響。鋼套管的作用僅僅是把兩段聲測(cè)管聯(lián)接起來，并不是什么特殊的工藝要求。有些單位不理解它的作用，在以往檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)

21、過有些單位誤把80mm寫成80cm，不但浪費(fèi)原材料，而且對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生很大影響。由于鋼套管較長(zhǎng)，焊接質(zhì)量很好，密封在內(nèi)部的空氣不能排出，聲波信號(hào)要繞行很長(zhǎng)距離或穿過空氣層后才能被接收到，造成聲波信號(hào)的嚴(yán)重異常。圖3 鋼套管太長(zhǎng)時(shí)檢測(cè)剖面圖 3 聲測(cè)管連接部位鋼套管過長(zhǎng)造成的影響聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響 聲測(cè)管是檢測(cè)的重要通道，使用聲波透射法檢測(cè)基樁完整性時(shí)，需要根據(jù)樁徑在樁內(nèi)預(yù)埋一定數(shù)量的聲測(cè)管，檢測(cè)時(shí)，管內(nèi)注滿清水，把聲波換能器（俗稱探頭）放到聲測(cè)管內(nèi)，由下向上逐個(gè)剖面進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)聲測(cè)管安裝工藝較差時(shí)，可能造成漏漿、斷裂、彎曲、下沉、堵塞、卡管等事故的發(fā)生，對(duì)聲波透射法基樁完整性檢測(cè)產(chǎn)生較

22、大影響，甚至無法檢測(cè)或判定基樁完整性類型。因此聲測(cè)管的連接和安裝是施工中十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容，在施工時(shí)必須加強(qiáng)管理。對(duì)聲測(cè)管總的要求是：聯(lián)接牢靠不脫開，密封良好不漏漿，聯(lián)接平整不打折，管間平行不彎斜，管內(nèi)通暢無異物。 聲測(cè)管的安裝聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響聲測(cè)管的尺寸 目前常用的園管型徑向輻射換能器頻率為3060kHz直徑一般30mm左右或更小。規(guī)范規(guī)定聲測(cè)管內(nèi)徑比換能器直徑宜大1020mm，因此，一般選用40號(hào)鋼管（外徑48mm，內(nèi)徑42mm）或50號(hào)鋼管（外徑60mm，內(nèi)徑54mm） 聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響聲測(cè)管的聯(lián)接 由于鋼管均是6m一段，需要將一段段鋼管聯(lián)接起來。對(duì)聯(lián)接的要求是：有足

23、夠的強(qiáng)度，保證聲測(cè)管不致受力彎曲脫開；聯(lián)接部位應(yīng)當(dāng)密實(shí)不滲漏，保證在澆灌混凝土?xí)r不滲漏水泥沙漿。 聯(lián)接方式主要有套筒聯(lián)接、螺紋聯(lián)接、對(duì)接焊聯(lián)接三種方式，最常用的方式是套筒聯(lián)接，效果比較好。套筒聯(lián)接方式：如右圖所示，選一段長(zhǎng)80mm左右的鋼套筒，套筒內(nèi)徑略大于聲測(cè)管外徑，將兩根聲測(cè)管套起來，用電焊將套筒與聲測(cè)管上下兩端焊結(jié)起來。既要保證焊結(jié)不滲漏，又不要將聲測(cè)管焊通，阻塞換能器的上下移動(dòng)。聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響 聲測(cè)管的安裝固定 聲測(cè)管預(yù)先固定在鋼筋籠內(nèi)。用點(diǎn)焊或鐵絲綁扎的方法固定在架立筋內(nèi)側(cè)，也可以采用“U”形鋼筋環(huán)焊接在架立筋上的方式。鐵絲綁扎的間距不大于2m。為了保證聲測(cè)管的相互平行，

24、可以在聲測(cè)管間點(diǎn)焊三角形鋼筋架支撐。 聲測(cè)管一直埋到樁底。底部要封死，上部要加蓋，防止進(jìn)入泥漿或異物。 聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響聲測(cè)管對(duì)零聲時(shí)的影響 聲波透射法檢測(cè)中零聲時(shí)由三部分組成：系統(tǒng)延遲、聲測(cè)管壁中延遲、藕合水層延遲，依次表示為t01、t02、t03。t01與系統(tǒng)有關(guān)，可以直接由儀器測(cè)定；T02鋼管壁的聲延時(shí),一般約1s,對(duì)測(cè)試結(jié)果影響不大；t03受聲測(cè)管和換能器直徑的影響，變化很大，對(duì)測(cè)試結(jié)果會(huì)有較大影響，不能忽略。 聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響舉例說明： 如樁徑為1.5m，埋設(shè)三根聲測(cè)管，聲測(cè)管管距為1.126m，取混凝土聲速為4500m/s。此時(shí)，聲波傳播時(shí)間約為250s， 水中

25、聲速V水1.5km/s 鋼材中聲速V鋼5.8km/s 換能器直徑d26mm 聲測(cè)管外徑外60mm，內(nèi)徑內(nèi)54mm 那么 圖 5 藕合水中聲波走時(shí)t0318.67s 如下圖所示（外部是聲測(cè)管，中間是換能器） 聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響 藕合水層中零聲時(shí)在聲波走時(shí)中所占百分比: 可見是不可忽略的。如果采用更大的聲測(cè)管，所占百分比就更大。 一般情況下，以上計(jì)算過程是假設(shè)換能器位于聲測(cè)管的中心位置（如圖5所示情況），如果聲測(cè)管的直徑較大，換能器在管內(nèi)擺動(dòng)范圍較大，對(duì)聲時(shí)的影響也更大，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響就較大。如圖6（a）、（b）所示兩種極限情況，t03的變化范圍在037.34s之間，引起的聲時(shí)波動(dòng)已達(dá)1

26、4.94。因此為減少不必要的聲時(shí)波動(dòng)而形成誤判，換能器應(yīng)加扶正器。 圖6 藕合水中聲波走時(shí) (a) t0337.34s(b) t030s聲測(cè)管對(duì)基樁檢測(cè)結(jié)果的影響 總之，聲測(cè)管是聲波透射法基樁完整性檢測(cè)的重要通道，如果埋設(shè)的不好，就達(dá)不到質(zhì)量檢測(cè)的目的，可能影響工程的整體進(jìn)度。因此，在預(yù)埋聲測(cè)管時(shí)，希望有關(guān)單位注意埋設(shè)的質(zhì)量，以便質(zhì)量檢測(cè)工作的正常進(jìn)行 超聲波法檢測(cè)基樁完整性基樁分類基樁工程常見質(zhì)量問題聲波透射法基本原理儀器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法及影響因素?cái)?shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫工程實(shí)例CT成像技術(shù)數(shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫零聲時(shí) 計(jì)算混凝土聲時(shí)tcT t0， t0 包括：設(shè)備、聲測(cè)管壁及管中水的聲時(shí)

27、。選擇數(shù)據(jù)處理所依據(jù)的規(guī)程超聲法檢測(cè)砼缺陷技術(shù)規(guī)程（CECS 21:2000）建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（JGJ/T 106-2003）公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程（JTG/T F81-01-2004)描繪聲參數(shù)與深度的關(guān)系曲線 “聲時(shí)深度曲線” “波幅深度曲線” “聲速深度曲線”檢測(cè)結(jié)果的判定及完整性分類數(shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫異常點(diǎn)的實(shí)測(cè)聲速與正?；炷谅曀俚钠x程度；異常點(diǎn)的實(shí)測(cè)幅度與同一剖面內(nèi)正?；炷练鹊钠x程度；異常點(diǎn)的波形與正常混凝土的波形相比的畸變程度；異常點(diǎn)的分布范圍及其他剖面異常點(diǎn)的分布情況；樁的類型（摩擦型或端承型）、地質(zhì)情況及成樁工藝，樁的類型及地質(zhì)情況。其它判定因素?cái)?shù)據(jù)分析處理

28、與報(bào)告編寫聲速判據(jù)：平均值、臨界值、離差悉數(shù) ViVD VD=Vm-2波幅判據(jù)：平均值、臨界值、離差悉數(shù) Ai AD AD=Am6PSD判據(jù)：主頻：由于聲波傳播中遇到缺陷時(shí)衰減，向低頻漂移；波形畸變：由于缺陷的存在聲波在波阻抗界面產(chǎn)生波形轉(zhuǎn)換，接收波成為多種不同相位波束的疊加波，導(dǎo)致波形畸變。主要依據(jù)的基本物理量：聲速、波幅、主頻、波形數(shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫對(duì)于因混凝土離析造成的骨料堆積、砂漿少的缺陷，聲速基本不會(huì)比正?；炷恋蜕踔疗?，導(dǎo)致幅度下降。相反對(duì)于骨料少而砂漿多的低強(qiáng)區(qū)，其波速偏低，但幅度基本不變甚至偏高。對(duì)于因坍塌形成的縮徑、夾泥（砂）缺陷，導(dǎo)致該處的聲速、幅度較正常混凝土均有明

29、顯的下降。樁底一段深度范圍內(nèi)的波速和幅度的明顯下降表明樁底存在一定厚度的沉渣。聲參量與缺陷關(guān)系數(shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫樁頭部分波速和幅度明顯、緩慢下降一般表明該范圍內(nèi)浮漿過多、強(qiáng)度較低。若導(dǎo)管提升不當(dāng)，或施工故障導(dǎo)致停留時(shí)間過長(zhǎng)，拔管清理不凈、二次澆筑，形成斷樁，造成聲速和幅度的急劇下降、波形嚴(yán)重畸變或無接收波形，且所有剖面的大致相同的深度范圍均存在上述異常情況。聲參量與缺陷關(guān)系對(duì)于缺陷的性質(zhì)除根據(jù)聲參量的變化情況外，還必須結(jié)合地勘報(bào)告、施工工藝、甚至施工記錄（參考）綜合分析，進(jìn)行判斷。數(shù)據(jù)分析處理與報(bào)告編寫類樁： 各聲測(cè)點(diǎn)剖面的聲速、波幅均大于臨界值，波形正常類樁： 某一聲測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)的聲速、波幅略小于臨界值，但波 形基本正常。類樁： 某一聲測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)或某一深度樁截面處的聲速、波幅小于臨界值，PSD值變大，波形畸變。類樁： 某一聲測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)或某一深度樁截面處的聲速、波幅明顯小于臨界值，PSD值突變，波形嚴(yán)重畸變。樁身完整性判斷超聲波法檢測(cè)基樁完整性基樁分類基樁工程常見質(zhì)量問題聲