2017地基基礎(chǔ)檢測(cè)超聲波

2017年地基基礎(chǔ)礎(chǔ)檢測(cè)培訓(xùn)訓(xùn)班基樁超聲波波檢測(cè)技術(shù)術(shù)中南南大大學(xué)學(xué)雪飛飛勝勝目錄錄WWW.WHRSM.COM1超聲聲波波的的基基本本知知識(shí)識(shí)23546工程程應(yīng)應(yīng)用用實(shí)實(shí)例例檢測(cè)測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)分分析析及及判判斷斷常見(jiàn)見(jiàn)特特殊殊情情況況的的判判定定和和處處理理超聲聲波波檢檢測(cè)測(cè)技技術(shù)術(shù)超聲聲波波檢檢測(cè)測(cè)系系統(tǒng)統(tǒng)一.概述述1檢測(cè)測(cè)歷歷史史1.上世世紀(jì)紀(jì)80年中中期期引引進(jìn)進(jìn)動(dòng)動(dòng)測(cè)測(cè)技技術(shù)術(shù)時(shí)域域頻頻域域分分析析法法（（演變變?yōu)闉榈偷蛻?yīng)應(yīng)變變反反射射波波法法），，機(jī)機(jī)械械阻阻抗法法，，水水電電效效應(yīng)應(yīng)法法………2.1999年建建設(shè)設(shè)部部考考核核頒頒發(fā)發(fā)檢檢測(cè)測(cè)資資質(zhì)質(zhì)（（國(guó)證證）。。3.2001年鐵鐵道道部部建建設(shè)設(shè)管管理理司司考考核核頒頒發(fā)發(fā)檢檢測(cè)測(cè)資資質(zhì)質(zhì)（（鐵道道部部證證）。。4.2003年，，統(tǒng)統(tǒng)一一由由各各省建建設(shè)設(shè)廳廳考核核頒頒發(fā)發(fā)。。2幾個(gè)個(gè)概概念念樁：樁樁是是埋埋入入土土中中的的柱柱狀狀、、管管狀狀、、筒筒狀狀或或板板狀狀的的受受力力桿桿件件樁的的作作用用（（功功能能））：是是將將上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的荷荷載載傳傳遞遞到到深深部部較較堅(jiān)堅(jiān)硬硬、、壓壓縮縮性性小小的的土土層層或或巖巖層層上上樁的的承承載載力力的的兩兩個(gè)個(gè)決決定定因因素素：樁樁身身結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)承承載載力力和和地地基基土土對(duì)對(duì)樁樁的的支支承承能能力力基樁樁質(zhì)質(zhì)量量檢檢測(cè)測(cè)的的兩兩個(gè)個(gè)重重要要內(nèi)內(nèi)容容：樁樁身身完完整整性性和和承載載力力樁的的豎豎向向承承載載力力：在在豎豎向向荷荷載載作作用用下下到到達(dá)達(dá)破破壞壞狀狀態(tài)態(tài)前前或或出出現(xiàn)現(xiàn)不不適適于于繼繼續(xù)續(xù)承承載載的的變變形形所所對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的最最大大荷荷載載值值樁身身完完整整性性：反反映映樁樁身身截截面面尺尺寸寸相相對(duì)對(duì)變變化化、、樁樁身身材材料料密密實(shí)實(shí)性性和和連連續(xù)續(xù)性性的的綜綜合合定定性性指指標(biāo)標(biāo)聲波波透透射射法法檢檢測(cè)測(cè)超聲聲波波的的基基本本知知識(shí)識(shí)§1.1超聲聲波波的的基基本本知知識(shí)識(shí)§1.2超聲聲波波基基本本參參數(shù)數(shù)WWW.WHRSM.COM1§1.1超聲聲波波的的基基本本知知識(shí)識(shí)簡(jiǎn)諧諧振振動(dòng)動(dòng)---振動(dòng)動(dòng)---波---超聲聲波波振動(dòng)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的往往復(fù)復(fù)機(jī)機(jī)械械運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，周周期期性性，，持持續(xù)續(xù)性性，，內(nèi)內(nèi)源源性性。。（震震動(dòng)動(dòng)：：非非周周期期性性，，瞬瞬時(shí)時(shí)性性，，外外源源性性））波動(dòng)動(dòng)：：不不同同質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)間間機(jī)機(jī)械械運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)（（能能量量））狀狀態(tài)態(tài)的的傳傳播播過(guò)過(guò)程程1.波動(dòng)動(dòng)的的物物理理實(shí)實(shí)質(zhì)質(zhì)是是（（能能量量））狀狀態(tài)態(tài)的的一一種種傳傳遞遞形形式式。。2.超聲聲波波是是彈彈性性介介質(zhì)質(zhì)中中的的一一種種機(jī)機(jī)械械（（應(yīng)應(yīng)力力））波波。。3.波動(dòng)動(dòng)是是振振動(dòng)動(dòng)的的傳傳播播過(guò)過(guò)程程，，振振動(dòng)動(dòng)是是波波動(dòng)動(dòng)的的根根源源。?！?.1超聲聲波波的的基基本本知知識(shí)識(shí)波動(dòng)動(dòng)是是物物質(zhì)質(zhì)的的一一種種運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)形形式式，，波波動(dòng)動(dòng)可可分分為為兩兩大大類類：：一類類是是機(jī)機(jī)械械波波，它它由由于于機(jī)機(jī)械械振振動(dòng)動(dòng)在在彈彈性性介介質(zhì)質(zhì)中中引引起起的的波波動(dòng)動(dòng)過(guò)過(guò)程程。。例例如如；；水水波波、、聲聲波波、、超超聲聲波波等等；；另一一類類是是電電磁磁波波，它它是是由由于于電電磁磁振振蕩蕩所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的變變化化電電場(chǎng)場(chǎng)和和變變化化磁磁場(chǎng)場(chǎng)在在空空間間的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)播播過(guò)過(guò)程程，，例例如如無(wú)無(wú)線線電電波波、、紅紅外外線線、、紫紫外外線線、、可可見(jiàn)見(jiàn)光光、、雷雷達(dá)達(dá)波波等等。。§1.1超聲波的的基本知知識(shí)簡(jiǎn)諧振動(dòng)動(dòng)的概念念如果物體體或者質(zhì)質(zhì)點(diǎn)做周周期性的的直線振振動(dòng)，且且它離開(kāi)開(kāi)平衡位位置的距距離與時(shí)時(shí)間的關(guān)關(guān)系可以以用正弦弦函數(shù)或或余弦函函數(shù)來(lái)表表示，這這就稱為為簡(jiǎn)諧振振動(dòng)。§1.1超聲波的的基本知知識(shí)uu波的產(chǎn)生生與傳播播在彈性介介質(zhì)中，，任何一一個(gè)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)機(jī)械振振動(dòng)時(shí)，，因?yàn)檫@這個(gè)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)與其鄰鄰近的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間有有相互作作用的彈彈性力聯(lián)聯(lián)系著，，所以它它的振動(dòng)動(dòng)將傳遞遞給與之之相鄰近近的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，使鄰鄰近的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)也同同樣地發(fā)發(fā)生振動(dòng)動(dòng)，然后后振動(dòng)又又傳給下下一個(gè)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，依依次類推推。這樣樣，振動(dòng)動(dòng)就由近近及遠(yuǎn)向向各個(gè)方方向以一一定速度度傳播出出去，從從而形成成了機(jī)械波和和波的傳傳播。從上述可可知，機(jī)械波的的產(chǎn)生，，首先要要有做機(jī)機(jī)械振動(dòng)動(dòng)的波（（聲）源源，其次次要有傳傳播這種種機(jī)械振振動(dòng)的介介質(zhì)。例如，把把石子投投入平靜靜的水中中，在水水面上可可以看到到一圈圈圈向外擴(kuò)擴(kuò)展的水水波?！?.1超聲波的的基本知知識(shí)根據(jù)在介介質(zhì)中質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)動(dòng)方向與與波的傳傳播方向向的差別別主要分分為三種種類型的的波。縱波（P波）：質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向平平行與波波的傳播播方向傳播機(jī)制制：質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)間的壓壓力與拉拉力橫波（S波）：質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向垂垂直與波波的傳播播方向傳播機(jī)制制：質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)間的剪剪切力表面波（（R波）：介介質(zhì)表層層質(zhì)點(diǎn)作作橢圓運(yùn)運(yùn)動(dòng)傳播機(jī)制制：質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)間的表表面張力力與剪切切力WWW.WHRSM.COM§1.1超聲波的的基本知知識(shí)1.縱波：質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向平平行與波波的傳播播方向。。PWWW.WHRSM.COM§1.1超聲波的的基本知知識(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向目前超聲脈沖沖技術(shù)中中廣泛應(yīng)應(yīng)用的是是縱波，如：綜合法測(cè)測(cè)強(qiáng)、測(cè)測(cè)缺（不不密實(shí)區(qū)區(qū)、裂縫縫深度、、結(jié)合面面質(zhì)量、、勻質(zhì)性性、損傷傷層厚度度等）、、基樁完完整性檢檢測(cè)，巖巖土工程程單孔或或跨孔縱縱波波速速測(cè)試。。2.橫波：質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向垂垂直于波波的傳播播方向。。SWWW.WHRSM.COM§1.1超聲波的的基本知知識(shí)目前超聲脈沖沖技術(shù)中中在巖土土工程及及需要測(cè)測(cè)試介質(zhì)質(zhì)結(jié)構(gòu)、、聲學(xué)參參數(shù)中應(yīng)應(yīng)用橫波波。3.表面波：固體介質(zhì)質(zhì)表面受受到交替替變化的的表面張張力作用用，介質(zhì)質(zhì)表面質(zhì)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生生相應(yīng)的的縱向振振動(dòng)和橫橫向振動(dòng)動(dòng)，結(jié)果果使質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)做這兩兩種振動(dòng)動(dòng)的合成成運(yùn)動(dòng)，，即繞其其平衡位位置作橢橢圓運(yùn)動(dòng)動(dòng)，該質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)又波波及相鄰鄰質(zhì)點(diǎn)，，而在介介質(zhì)表面面?zhèn)鞑ィ?，這種波波稱為表表面波，，又稱R波。WWW.WHRSM.COM§1.1超聲波的的基本知知識(shí)4、傳播介介質(zhì)的不不同縱波：：固固體，液液體，氣氣體橫波：：固固體表面波：：固體表表面WWW.WHRSM.COM橫波的傳傳播是依依靠使介介質(zhì)產(chǎn)生生剪切變變形（局局部形狀狀變化））引起的的剪應(yīng)力力變化而而傳播的的，它和和介質(zhì)的的剪切彈彈性相關(guān)關(guān)。因液液體、氣氣體形狀狀發(fā)生變變化時(shí)，，不能產(chǎn)產(chǎn)生抗拒拒形變的的剪應(yīng)力力，故只只有固體體才能傳傳播橫波波?！?.1超聲波的的基本知知識(shí)§1.1超聲波的的基本知知識(shí)聲波是在在介質(zhì)中中傳播的的機(jī)械波波，依據(jù)據(jù)波動(dòng)頻頻率的不不同，聲聲波可分分為次聲聲波、可可聞聲波波、超聲聲波、特特超聲波波。如下下表所示示。人們所能能聽(tīng)到聲聲波頻率率范圍是是20Hz～20KHz，即可聞聞聲波。。超聲波波是一種種人耳聽(tīng)聽(tīng)不見(jiàn)頻頻率在（（20KHz—100MHz）范圍內(nèi)內(nèi)的機(jī)械械振動(dòng)波波。名稱頻率范圍次聲波0～2×101Hz可聞聲波2×101～2×104Hz超聲波2×104～1010Hz特超聲波>1010Hz用于混凝凝土聲波波透射法法檢測(cè)的的聲波主主頻率一一般為2×104～2.5××105Hz.在超聲波波檢測(cè)中中，50kHz頻率的探探頭可獲獲得相對(duì)對(duì)最佳分分辨率超聲波在在介質(zhì)中中傳播可可檢測(cè)到到的參數(shù)數(shù)：1、聲速超超聲波波傳播的的速度2、聲幅超超聲波波的波幅幅3、聲頻超超聲波波的頻率率WWW.WHRSM.COM§1.2超聲波波基本本參數(shù)數(shù)§1.2超聲波波基本本參數(shù)數(shù)固體介介質(zhì)中中聲波波的波波速取取決于于波動(dòng)動(dòng)方程程的形形式和和介質(zhì)質(zhì)的彈彈性常常數(shù)，，而波波動(dòng)方方程的的形式式則取取決于于波的的類型型和介介質(zhì)的的邊界界條件件，因因此，，聲波波在固固體介介質(zhì)中中的傳傳播速速度主主要受受下列列三方方面因因素的的影響響：波的類類型：由于于不同同類型型的波波在固固體介介質(zhì)中中的傳傳播機(jī)機(jī)理不不同，，也就就導(dǎo)致致了傳傳播速速度的的差異異。固體介介質(zhì)的的性質(zhì)質(zhì)：對(duì)于于彈性性介質(zhì)質(zhì)，主主要取取決于于它的的密度度、彈彈性模模量、、泊松松比。。這是是影響響波速速的內(nèi)內(nèi)在因因素，，介質(zhì)質(zhì)的彈彈性特特征愈愈強(qiáng)（（E或G愈大）），則則波速速愈高高。邊界條條件：實(shí)際際上就就是固固體介介質(zhì)的的橫向向尺寸寸（垂垂直于于波的的傳播播方向向上的的幾何何尺寸寸）與與波長(zhǎng)長(zhǎng)的比比值，，比值值越大大，傳傳播速速度越越快。。1、聲速速：混混凝土土檢測(cè)測(cè)中最最常用用的參參數(shù)聲波在在介質(zhì)質(zhì)中傳傳播過(guò)過(guò)程中中其振振幅將將隨傳傳播距距離的的增大大而逐逐漸減減小的的現(xiàn)象象為衰衰減。。聲波衰衰減的的大小小及其其變化化不僅僅取決決于所所使用用的超超聲頻頻率及及傳播播距離離，也也取決決于被被檢測(cè)測(cè)材料料的內(nèi)內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)及及性能能。因因此研研究聲聲波在在介質(zhì)質(zhì)中的的衰減減情況況將有有助于于探測(cè)測(cè)介質(zhì)質(zhì)的內(nèi)內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)及及性能能。WWW.WHRSM.COM§1.2超聲波波基本本參數(shù)數(shù)2、聲幅幅：反反映材材料衰衰減特特性的的參數(shù)數(shù)引起衰衰減的的分為為以下下三種種類型型材料的的粘滯滯性質(zhì)質(zhì)（吸吸收衰衰減））材料的的結(jié)構(gòu)構(gòu)特性性（散散射衰衰減））材料的的幾何何特性性（擴(kuò)擴(kuò)散衰衰減））WWW.WHRSM.COM§1.2超聲波波基本本參數(shù)數(shù)超聲波波的衰衰減：：吸收收衰減減聲波在在固體體中傳傳播時(shí)時(shí)，部部分聲聲能會(huì)會(huì)轉(zhuǎn)化化為熱熱能等等。一一般認(rèn)認(rèn)為吸吸收衰衰減系系數(shù)a。與聲聲波頻頻率的的一次次方、、頻率率的二二次方方成正正比。。吸收衰衰減的的概念念。聲波在在介質(zhì)質(zhì)中傳傳播時(shí)時(shí)，部部分機(jī)機(jī)械能能被介介質(zhì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成其他他形式式的能能量（（如熱熱能））而喪喪失，，這種種衰減減現(xiàn)象象稱為為吸收收衰減減?！?.2超聲波波基本本參數(shù)數(shù)超聲波波的衰衰減：：散射射衰減減當(dāng)介質(zhì)質(zhì)中存存在顆顆粒狀狀結(jié)構(gòu)構(gòu)（如如固體體介質(zhì)質(zhì)中的的顆粒粒、缺缺陷、、摻雜雜物等等）而而導(dǎo)致致聲波波能量量的衰衰減。。如在在混凝凝土中中一方方面其其中的的粗骨骨料構(gòu)構(gòu)成許許多聲聲學(xué)界界面，，使聲聲波在在這些些界面面上產(chǎn)產(chǎn)生多多次反反射、、折射射和波波型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換；；另一一方面面微小小顆粒粒在超超聲波波的作作用下下產(chǎn)生生新的的震源源，向向四周周發(fā)射射聲波波，使使聲波波能量量的擴(kuò)擴(kuò)散到到達(dá)最最大。。散射衰衰減的的概念念。聲波在在一種種介質(zhì)質(zhì)中傳傳播時(shí)時(shí)，因因碰到到另一一種介介質(zhì)組組成的的障礙礙物而而向不不同方方向發(fā)發(fā)生散散射，，從而而導(dǎo)致致聲波波衰減減（即即聲波波的定定向性性減弱弱）的的現(xiàn)象象稱為為散射射衰減減?！?.2超聲波波基本本參數(shù)數(shù)超聲波波的衰衰減：：擴(kuò)散散衰減減通常這這類衰衰減主主要源源于聲聲波傳傳播過(guò)過(guò)程中中，因因波陣陣面的的面積積擴(kuò)大大，導(dǎo)導(dǎo)致波波陣面面上的的能流流密度度減弱弱。擴(kuò)擴(kuò)散衰衰減的的大小小主要要取決決于聲聲源輻輻射器器的擴(kuò)擴(kuò)散性性能及及波的的幾何何形狀狀，而而與傳傳播介介質(zhì)的的性質(zhì)質(zhì)無(wú)關(guān)關(guān)。§1.2超聲波基本本參數(shù)3、頻率：反反映超聲波波強(qiáng)度正負(fù)負(fù)交變快慢慢的參數(shù)反映材料的的吸收特性性反映材料的的頻散特性性影響材料的的尺寸效應(yīng)應(yīng)WWW.WHRSM.COM§1.2超聲波基本本參數(shù)超聲波檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)§2.1超聲波儀§2.2換能器§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正§2.4聲測(cè)管WWW.WHRSM.COM2WWW.WHRSM.COM§2.1超聲波儀超聲波儀是是混凝土灌灌注樁缺陷陷檢測(cè)的基基本裝置。。它的作用用是產(chǎn)生重重復(fù)的電脈脈沖并激勵(lì)勵(lì)發(fā)射換能能器。發(fā)射射換能器發(fā)發(fā)射的超聲聲波經(jīng)耦合合進(jìn)入混凝凝土，在混混凝土中傳傳播后被接接收換能器器接收并轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電信信號(hào)，電信信號(hào)送至超超聲儀，儀儀器繪制并并記錄下波波形。建筑規(guī)范(JGJ1062014)對(duì)超聲波儀儀的技術(shù)要要求具有實(shí)時(shí)顯顯示和記錄錄接收信號(hào)號(hào)的時(shí)程曲曲線以及頻頻率測(cè)量或或頻譜分析析的功能。。最小采樣時(shí)時(shí)間間隔小小于或等于于0.5μs，聲波幅值值測(cè)量相對(duì)對(duì)誤差小于于5%，系統(tǒng)頻帶帶寬度為1～200kHz，系統(tǒng)最大大動(dòng)態(tài)范圍圍不小于100dB。聲波發(fā)射脈脈沖為階躍躍或矩形脈脈沖，電壓壓幅值為200～1000V。具有首波實(shí)實(shí)時(shí)顯示功功能。具有自動(dòng)記記錄聲波發(fā)發(fā)射與接收收換能器位位置功能。。WWW.WHRSM.COM§2.1超聲波儀建筑規(guī)范(JGJ1062014)對(duì)傳感器的的技術(shù)要求求圓柱狀徑向向振動(dòng)，沿沿徑向無(wú)指指向性外徑小于聲聲測(cè)管內(nèi)徑徑，有效工工作段長(zhǎng)度度不大于150mm諧振頻率為為30～60kHz水密性滿足足1MPa水壓不滲水水WWW.WHRSM.COM§2.2超聲波換能能器§2.3系統(tǒng)零時(shí)校校正零時(shí)校正的的由來(lái)發(fā)射機(jī)的延延遲發(fā)射換能器器的延遲接收換能器器的延遲WWW.WHRSM.COM§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正電延遲時(shí)間間:發(fā)出觸發(fā)電電脈沖并開(kāi)開(kāi)始計(jì)時(shí)的的瞬間到電電脈沖開(kāi)始始作用到壓壓電體的時(shí)時(shí)刻,電路的觸發(fā)發(fā)、轉(zhuǎn)換。。電聲轉(zhuǎn)換時(shí)時(shí)間：電脈脈沖加到壓壓電體瞬間間到產(chǎn)生振振動(dòng)發(fā)出聲聲波瞬間有有電聲轉(zhuǎn)換換的延遲。。聲延遲：聲聲波要通過(guò)過(guò)換能器殼殼體或輻射射體。WWW.WHRSM.COM§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正零時(shí)校正的的方法發(fā)射接收換換能器直接接對(duì)測(cè)時(shí)距法測(cè)定定空氣中的的聲速?gòu)较驌Q能器器水中測(cè)定定聲速WWW.WHRSM.COM§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正時(shí)距法測(cè)定定空氣中聲聲速軸線重合對(duì)對(duì)測(cè)間距誤差小小于0.5%測(cè)點(diǎn)不少于于10個(gè)WWW.WHRSM.COM§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正時(shí)距法測(cè)定定空氣中聲聲速(數(shù)據(jù)處理)WWW.WHRSM.COM§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正徑向換能器器測(cè)定水中中聲速與校校零值換能器收軸軸線平行置于清水中中同一水平平高度數(shù)據(jù)處理類類似于空氣氣中的測(cè)試試WWW.WHRSM.COM§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正徑向換能器器空氣中測(cè)測(cè)定校零值值換能器中部部十字交叉叉疊放在一一起儀器上增益益設(shè)置較大大，如200讀取出首波波時(shí)間此種方法注注意有時(shí)應(yīng)應(yīng)用于考試試和能力驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)WWW.WHRSM.COM§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正例題、將收發(fā)聲波波換能器置置于清水中中，在換能能器內(nèi)側(cè)凈凈距離d1=600mm、d2=300mm時(shí)，儀器測(cè)測(cè)得聲時(shí)讀讀數(shù)分別為為t1=420us、t2=210us。請(qǐng)計(jì)算出出儀器的系系統(tǒng)延時(shí)t0解：計(jì)算水水的聲速則WWW.WHRSM.COM§2.3系統(tǒng)聲時(shí)校校正§2.4聲測(cè)管1、聲測(cè)管的的埋設(shè)數(shù)量量要求2、聲測(cè)管的的材質(zhì)要求求3、聲測(cè)管的的尺寸要求求4、聲測(cè)管的的連接與埋埋設(shè)WWW.WHRSM.COM1、聲測(cè)測(cè)管管的的埋埋設(shè)設(shè)數(shù)數(shù)量量要要求求聲測(cè)測(cè)管管是是聲聲波波透透射射法法測(cè)測(cè)樁樁時(shí)時(shí),徑向向換換能能器器的的通通道道,其埋埋設(shè)設(shè)數(shù)數(shù)量量決決定定了了檢檢測(cè)測(cè)剖剖面面的的個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)(檢測(cè)測(cè)剖剖面面數(shù)數(shù)為為（（n為聲聲測(cè)測(cè)管管數(shù)數(shù))，同同時(shí)時(shí)也也決決定定了了檢檢測(cè)測(cè)精精度度：：聲聲測(cè)測(cè)管管埋埋設(shè)設(shè)數(shù)數(shù)量量多多，，則則兩兩兩兩組組合合形形成成的的檢檢測(cè)測(cè)剖剖面面越越多多，，聲聲波波對(duì)對(duì)樁樁身身混混凝凝土土的的有有效效檢檢測(cè)測(cè)范范圍圍更更大大、、更更細(xì)細(xì)致致，，但但需需消消耗耗更更多多的的人人力力、、物物力力，，增增加加成成本本；；減減小小聲聲測(cè)測(cè)管管數(shù)數(shù)量量雖雖然然可可以以縮縮減減成成本本，，但但同同時(shí)時(shí)也也減減小小了了聲聲波波對(duì)對(duì)樁樁身身混混凝凝土土的的有有效效檢檢測(cè)測(cè)范范圍圍，，降降低低了了檢檢測(cè)測(cè)精精度度和和可可靠靠性性。。WWW.WHRSM.COM§2.4聲測(cè)測(cè)管管1234沿直直徑徑布布置置呈呈三三角角形形布布置置呈呈四四方方形形布布置置樁徑徑D≤≤800mm時(shí)，，埋埋設(shè)設(shè)兩兩根根聲聲測(cè)測(cè)管管800mm＜樁樁徑徑D≤≤1600mm時(shí)，，埋埋設(shè)設(shè)三三根根聲聲測(cè)測(cè)管管樁徑徑D＞1600mm時(shí)，，埋埋設(shè)設(shè)四四根根聲聲測(cè)測(cè)管管建筑筑JGJ106-2014規(guī)范范要要求求WWW.WHRSM.COM§2.4聲測(cè)測(cè)管管WWW.WHRSM.COM2、聲測(cè)測(cè)管管的的材材質(zhì)質(zhì)要要求求有足足夠夠的的強(qiáng)強(qiáng)度度和和剛剛度度，，保保證證在在混混凝凝土土灌灌注注過(guò)過(guò)程程中中不不會(huì)會(huì)變變形形、、破破損損，，聲聲測(cè)測(cè)管管材材料料的的溫溫度度系系數(shù)數(shù)應(yīng)應(yīng)與與混混凝凝土土接接近近，，聲聲測(cè)測(cè)管管外外壁壁與與混混凝凝土土粘粘結(jié)結(jié)良良好好，，不不產(chǎn)產(chǎn)生生剝剝離離縫縫，，影影響響測(cè)測(cè)試試結(jié)結(jié)果果。。有較較大大的的透透聲聲率率：：一一方方面面保保證證發(fā)發(fā)射射換換能能器器的的聲聲波波能能量量盡盡可可能能多多地地進(jìn)進(jìn)入入被被測(cè)測(cè)混混凝凝土土中中，，另另一一方方面面，，又又可可使使經(jīng)經(jīng)混混凝凝土土傳傳播播后后的的聲聲波波能能量量盡盡可可能能多多地地被被接接收收換換能能器器接接收收，，提提高高測(cè)測(cè)試試精精度度。?！?.4聲測(cè)管WWW.WHRSM.COM3、聲測(cè)管的尺尺寸要求聲測(cè)管內(nèi)徑大大，換能器移移動(dòng)順暢，但但管材消耗大大，且換能器器居中情況差差；內(nèi)徑小，，則換能器移移動(dòng)時(shí)可能會(huì)會(huì)遇到障礙，，但管材消耗耗小，換能器器居中情況好好。因此，聲測(cè)管內(nèi)徑通通常比徑向換換能器的直徑徑大10~20mm即可。現(xiàn)在的增壓式式換能器直徑徑為20mm左右，因此，，一般選用40號(hào)鋼管管（外徑48mm，內(nèi)徑徑42mm））。選配直徑較小小的徑向換能能器可減小聲聲測(cè)管的直徑徑，節(jié)約檢測(cè)測(cè)成本。聲測(cè)管的壁厚厚對(duì)透聲率的的影響較小，，一般不作限限制，但從節(jié)節(jié)約成本的角角度出發(fā)，管管壁在保證一一定剛度（承承受新澆混凝凝土的側(cè)壓力力）的前提下下，盡可能薄薄一點(diǎn)?！?.4聲測(cè)管WWW.WHRSM.COM4、聲測(cè)管的連連接與埋設(shè)用作聲測(cè)管的的管材一般都都不長(zhǎng)（鋼管管為6m長(zhǎng)一根）當(dāng)受受檢樁較長(zhǎng)時(shí)時(shí)，需把管材材一段一段地地聯(lián)結(jié)，接口口必須滿足下下列要求：有足夠的強(qiáng)度度和剛度，保保證聲測(cè)管不不致因受力而而彎折、脫開(kāi)開(kāi)；有足夠的水密密性，在較高高的靜水壓力力下，不漏漿漿；接口內(nèi)壁保持持平整通暢，，不應(yīng)有焊渣渣、毛刺等凸凸出物，以免免妨礙接頭的的上、下移動(dòng)動(dòng)。通常有兩種聯(lián)聯(lián)結(jié)方式：螺螺紋聯(lián)結(jié)和套套筒聯(lián)結(jié)§2.4聲測(cè)管WWW.WHRSM.COM4、聲測(cè)管的連連接與埋設(shè)§2.4聲測(cè)管WWW.WHRSM.COM4、聲測(cè)管的連連接與埋設(shè)聲測(cè)管一般用用焊接或綁扎扎的方式固定定在鋼筋籠內(nèi)內(nèi)側(cè)，在成孔孔后，灌注混混凝土之前隨隨鋼筋籠一起起放置于樁孔孔中，聲測(cè)測(cè)管應(yīng)一直埋埋到樁底，聲聲測(cè)管底部應(yīng)應(yīng)密封，如果果受檢樁不是是通長(zhǎng)配筋，，則在無(wú)鋼筋筋籠處的聲測(cè)測(cè)管間應(yīng)設(shè)加加強(qiáng)箍，以保保證聲測(cè)管的的平行度。安裝完畢后，，聲測(cè)管的上上端應(yīng)用螺紋紋蓋或木塞封封口，以免落落入異物，阻阻塞管道。聲測(cè)管的連接接和埋設(shè)質(zhì)量量是保證現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)檢測(cè)工作順順利進(jìn)行的關(guān)關(guān)鍵，也是決決定檢測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)的可靠性以以及試驗(yàn)成敗敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)節(jié)，應(yīng)引起高高度重視?！?.4聲測(cè)管WWW.WHRSM.COM4、聲測(cè)管的連連接與埋設(shè)§2.4聲測(cè)管超聲波檢測(cè)技技術(shù)§3.1檢測(cè)原理和方方法§3.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)§3.3檢測(cè)參數(shù)與混混凝土質(zhì)量關(guān)關(guān)系WWW.WHRSM.COM3基樁成孔后，，灌注混凝土土之前，在樁樁內(nèi)預(yù)埋若干干根聲測(cè)管作作為聲波發(fā)射射和接收換能能器的通道，，在樁身混凝凝土灌注若干干天后開(kāi)始檢檢測(cè)，用聲波波檢測(cè)儀沿樁樁的縱軸方向向以一定的間間距逐點(diǎn)檢測(cè)測(cè)聲波穿過(guò)樁樁身各橫截面面的聲學(xué)參數(shù)數(shù),然后對(duì)這些檢檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行行處理、分析析和判斷,確定樁身混凝凝土缺陷的位位置、范圍、、程度，從而而推斷樁身混混凝土的連續(xù)續(xù)性、完整性性和均勻性狀狀況，評(píng)定樁樁身完整性等等級(jí)。1234WWW.WHRSM.COM§3.1檢測(cè)原理和方方法1、檢測(cè)原理WWW.WHRSM.COM§3.1檢測(cè)原理和方方法1、檢測(cè)原理基樁聲波透射射法完整性檢檢測(cè)的基本原原理用人工的方法法在混凝土介介質(zhì)中激發(fā)一一定頻率的彈彈性波，該彈彈性波在介質(zhì)質(zhì)中傳播時(shí)，，遇到混凝土土介質(zhì)缺陷會(huì)會(huì)產(chǎn)生反射、、透射、繞射射、散射、衰衰減，從而造造成穿過(guò)該介介質(zhì)的接收波波波幅衰減、、波形畸變、、波速降低等等。由接收換換能器接收的的波形，對(duì)波波的到時(shí)、波波幅、頻率及及波形特征進(jìn)進(jìn)行分析，判判斷混凝土樁樁的完整性及及缺陷的性質(zhì)質(zhì)、位置、范范圍及缺陷的的程度。WWW.WHRSM.COM§3.1檢測(cè)原理和方方法1、檢測(cè)原理什么叫反射波波？什么叫透射波波當(dāng)聲波在傳播播過(guò)程中從一一種介質(zhì)到達(dá)達(dá)另一種介質(zhì)質(zhì)時(shí)，在兩種種介質(zhì)的分界界面上，一部部分聲波被反反射，仍然回回到原來(lái)的介介質(zhì)中，稱為為反射波；另另一部分聲波波則透過(guò)界面面進(jìn)入另一種種介質(zhì)中繼續(xù)續(xù)傳播，稱為為折射波（透透射波）。例：當(dāng)平面波從混混凝土入射到到混凝土與水水的交接面時(shí)時(shí)，Z1（混凝土）=100*104g/（cm2*s），Z2（水）=14.0*104g/（cm2*s），計(jì)算聲壓壓反射率、透透射率。解：可以得到：Rr=-0.754Rd=0.246即反射聲壓為為入射波聲壓壓76.4%負(fù)號(hào)表示反射射波與入射波波反相，透射射聲壓為入射射波24.6%。WWW.WHRSM.COM§1.2超聲波基本參參數(shù)§3.1檢測(cè)原理和方方法2、檢測(cè)方法按照超聲波換換能器通道在在樁體中的不不同的布置方方式，超聲波波透射法基樁樁檢測(cè)有三種種方法：（1）樁內(nèi)內(nèi)單孔孔透射射法2—發(fā)射換換能器器3—接收換換能器器4—聲波檢檢測(cè)儀儀§3.1檢測(cè)原原理和和方法法（1）樁內(nèi)內(nèi)單孔孔透射射法在某些些特殊殊情況況下只只有一一個(gè)孔孔道可可供檢檢測(cè)使使用，，例如如在鉆鉆孔取取芯后后，我我們需需進(jìn)一一步了了解芯芯樣周周圍混混凝土土質(zhì)量量，作作為鉆鉆芯檢檢測(cè)的的補(bǔ)充充手段段，這這時(shí)可可采用用單孔孔檢測(cè)測(cè)法，，此時(shí)時(shí)，換換能器器放置置于一一個(gè)孔孔中，，換能能器間間用隔隔聲材材料隔隔離（（或采采用專專用的的一發(fā)發(fā)雙收收換能能器））。超超聲波波從發(fā)發(fā)射換換能器器出發(fā)發(fā)經(jīng)耦耦合水水進(jìn)入入孔壁壁混凝凝土表表層，，并沿沿混凝凝土表表層滑滑行一一段距距離后后，再再經(jīng)耦耦合水水分別別到達(dá)達(dá)兩個(gè)個(gè)接收收換能能器上上，從從而測(cè)測(cè)出超超聲波波沿孔孔壁混混凝土土傳播播時(shí)的的各項(xiàng)項(xiàng)聲學(xué)學(xué)參數(shù)數(shù)。需需要注注意的的是，，當(dāng)當(dāng)孔道道中有有鋼質(zhì)質(zhì)套管管時(shí)，，由于于鋼管管影響響超聲聲波在在孔壁壁混凝凝土中中的繞繞行，，故不不能用用此法法?！?.1檢測(cè)原原理和和方法法（2）樁外外單孔孔透射射法1—聲測(cè)管管2—發(fā)射換換能器器3—接收換換能器器4—聲波檢檢測(cè)儀儀§3.1檢測(cè)原原理和和方法法（2）樁外外單孔孔透射射法當(dāng)樁的的上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)已施施工或或樁內(nèi)內(nèi)沒(méi)有有換能能器通通道時(shí)時(shí)，可可在樁樁外緊緊貼樁樁邊的的土層層中鉆鉆一孔孔作為為檢測(cè)測(cè)通道道，檢檢測(cè)時(shí)時(shí)在樁樁頂面面放置置一發(fā)發(fā)射功功率較較大的的平面面換能能器，，接收收換能能器從從樁外外孔中中自上上而下下慢慢慢放下下，超超聲波波沿樁樁身混混凝土土向下下傳播播，并并穿過(guò)過(guò)樁與與孔之之間的的土層層，通通過(guò)孔孔中耦耦合水水進(jìn)入入接收收換能能器，，逐點(diǎn)點(diǎn)測(cè)出出透射射超聲聲波的的聲學(xué)學(xué)參數(shù)數(shù)，根根據(jù)信信號(hào)的的變化化情況況大致致判定定樁身身質(zhì)量量。由由于超超聲波波在土土中衰衰減很很快，，這種種方法法的可可測(cè)樁樁長(zhǎng)十十分有有限，，且只只能判判斷夾夾層、、斷樁樁、縮縮頸等等。另另外灌灌注樁樁樁身身剖面面幾何何形狀狀往往往不規(guī)規(guī)則，，給測(cè)測(cè)試和和分析析帶來(lái)來(lái)困難難。該該方法法在規(guī)規(guī)范中中均沒(méi)沒(méi)有提提及，，不推推薦使使用。?！?.1檢測(cè)原原理和和方法法（3）樁內(nèi)內(nèi)跨孔孔透射射法此法是是一種種成熟熟可靠靠的方方法，，是超超聲波波透射射法檢檢測(cè)樁樁身質(zhì)質(zhì)量的的最主主要形形式，，其方方法是是在樁樁內(nèi)預(yù)預(yù)埋兩兩根或或兩根根以上上的聲聲測(cè)管管，在在管中中注滿滿清水水，把把發(fā)射射、接接收換換能器器分別別置于于兩管管道中中。檢檢測(cè)時(shí)時(shí)超聲聲波由由發(fā)射射換能能器出出發(fā)穿穿透兩兩管間間混凝凝土后后被接接收換換能器器接收收，實(shí)實(shí)際有有效檢檢測(cè)范范圍為為聲波波脈沖沖從發(fā)發(fā)射換換能器器到接接收換換能器器所掃掃過(guò)的的面積積。根根據(jù)不不同的的情況況，采采用一一種或或多種種測(cè)試試方法法，采采集聲聲學(xué)參參數(shù)，，根據(jù)據(jù)波形形的變變化，，來(lái)判判定樁樁身混混凝土土強(qiáng)度度，判判斷樁樁身混混凝土土質(zhì)量量，跨跨孔法法檢測(cè)測(cè)根據(jù)據(jù)兩換換能器器相對(duì)對(duì)高程程的變變化，，又可可分為為平測(cè)測(cè)、斜斜測(cè)、、交叉叉斜測(cè)測(cè)、扇扇形掃掃描測(cè)測(cè)等方方式，，在檢檢測(cè)時(shí)時(shí)視實(shí)實(shí)際需需要靈靈活運(yùn)運(yùn)用。。平測(cè)法法1—聲測(cè)管管2—發(fā)射換換能器器3—接收換換能器器4—聲波檢檢測(cè)儀儀以相同同的標(biāo)標(biāo)高同同步升升降，，完成成整樁樁長(zhǎng)度度WWW.WHRSM.COM§3.1檢測(cè)測(cè)原原理理和和方方法法斜測(cè)測(cè)法法將發(fā)發(fā)射射換換能能器器和和接接受受換換能能器器置置于于不不同同高高度度上上同同步步提提升升，，分分析析兩兩次次測(cè)測(cè)試試的的聲聲學(xué)學(xué)參參數(shù)數(shù)異異常常的的測(cè)測(cè)線線，，來(lái)來(lái)進(jìn)進(jìn)一一步步更更精精確確的的確確定定缺缺陷陷范范圍圍。。WWW.WHRSM.COM§3.1檢測(cè)測(cè)原原理理和和方方法法一只只換換能能器器固固定定在在某某高高程程不不動(dòng)動(dòng)，，另另一一只只換換能能器器逐逐點(diǎn)點(diǎn)移移動(dòng)動(dòng)，，測(cè)測(cè)線線呈呈扇扇形形分分布布。。要要注注意意的的是是，，扇扇形形測(cè)測(cè)量量中中各各測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)測(cè)測(cè)距距是是各各不不相相同同的的，，雖雖然然波波速速可可以以換換算算，，相相互互比比較較，，但但振振幅幅測(cè)測(cè)值值卻卻沒(méi)沒(méi)有有相相互互可可比比性性（（波波幅幅除除與與測(cè)測(cè)距距有有關(guān)關(guān)，，還還與與方方位位角角有有關(guān)關(guān)，，且且不不是是線線性性變變化化）），，只只能能根根據(jù)據(jù)相相鄰鄰測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)測(cè)測(cè)值值的的突突變變來(lái)來(lái)發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)測(cè)測(cè)線線是是否否遇遇到到缺缺陷陷。。扇測(cè)測(cè)法法WWW.WHRSM.COM§3.1檢測(cè)測(cè)原原理理和和方方法法樁內(nèi)內(nèi)跨跨孔孔透透射射法法三三種種方方法法的的運(yùn)運(yùn)用用：：現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)的的檢檢測(cè)測(cè)過(guò)過(guò)程程一一般般首首先先是是采采用用平平測(cè)測(cè)法法對(duì)對(duì)全全樁樁各各個(gè)個(gè)檢檢測(cè)測(cè)剖剖面面進(jìn)進(jìn)行行普普查查，，找找出出聲聲學(xué)學(xué)參參數(shù)數(shù)異異常常的的測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)。。然后后，，對(duì)對(duì)聲聲學(xué)學(xué)參參數(shù)數(shù)異異常常的的測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)采采用用加加密密平平測(cè)測(cè)測(cè)測(cè)試試、、斜斜測(cè)測(cè)或或扇扇形形掃掃測(cè)測(cè)等等細(xì)細(xì)測(cè)測(cè)方方法法進(jìn)進(jìn)一一步步檢檢測(cè)測(cè)，，這這樣樣一一方方面面可可以以驗(yàn)驗(yàn)證證普普查查結(jié)結(jié)果果，，另另一一方方面面可可以以進(jìn)進(jìn)一一步步確確定定異異常常部部位位的的范范圍圍，，為為樁樁身身完完整整性性類類別別的的判判定定提提供供可可靠靠依依據(jù)據(jù)。。WWW.WHRSM.COM§3.1檢測(cè)測(cè)原原理理和和方方法法聲波波透透射射法法有有哪哪幾幾種種檢檢測(cè)測(cè)方方法法？？簡(jiǎn)簡(jiǎn)述述不不同同方方法法的的特特點(diǎn)點(diǎn)、、用用途途。。檢測(cè)測(cè)方方法法：平平測(cè)測(cè)、、斜斜測(cè)測(cè)、、扇扇形形掃掃測(cè)測(cè)。。平測(cè)測(cè)法法：各各測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)測(cè)測(cè)距距相相等等，，發(fā)發(fā)、、收收換換能能器器以以相相同同高高程程同同步步提提升升，，測(cè)測(cè)線線平平行行。。用用于于對(duì)對(duì)樁樁各各剖剖面面的的普普查查，，找找出出聲聲學(xué)學(xué)參參數(shù)數(shù)異異常常點(diǎn)點(diǎn)。。斜測(cè)測(cè)法法：各各測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)測(cè)測(cè)距距相相等等，，發(fā)發(fā)、、收收換換能能器器以以不不同同高高程程相相同同步步長(zhǎng)長(zhǎng)同同步步提提升升，，測(cè)測(cè)線線平平行行。。用用于于核核實(shí)實(shí)可可凝凝點(diǎn)點(diǎn)的的異異常常情情況況，，并并確確定定異異常常部部位位的的縱縱向向范范圍圍。。扇形形掃掃測(cè)測(cè)法法：一一換換能能器器固固定定在在某某高高程程不不動(dòng)動(dòng)，，另另一一換換能能器器逐逐點(diǎn)點(diǎn)移移動(dòng)動(dòng)，，各各測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的的測(cè)測(cè)距距不不相相同同，，測(cè)測(cè)線線呈呈扇扇形形分分布布，，波波幅幅不不具具可可比比性性。。用用于于在在樁樁頂頂或或樁樁底底斜斜測(cè)測(cè)范范圍圍受受限限時(shí)時(shí)，，或或?yàn)闉闇p減少少換換能能器器升升降降次次數(shù)數(shù)，，核核實(shí)實(shí)可可凝凝點(diǎn)點(diǎn)的的異異常常情情況況，，并并確確定定異異常常部部位位的的縱縱向向范范圍圍。。WWW.WHRSM.COM§3.1檢測(cè)測(cè)原原理理和和方方法法§3.2現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)檢檢測(cè)測(cè)1、檢測(cè)前的準(zhǔn)準(zhǔn)備2、儀器參數(shù)數(shù)的設(shè)置3、現(xiàn)場(chǎng)采集集WWW.WHRSM.COM§3.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)檢測(cè)準(zhǔn)備工工作(1)了解有關(guān)技技術(shù)資料及及施工資料料；主要了解樁樁的編號(hào)、、設(shè)計(jì)強(qiáng)度度、樁長(zhǎng)、、灌注日期期等?，F(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)測(cè)時(shí)，，往往存在在堵管或管管深不一致致的問(wèn)題，，了解樁長(zhǎng)長(zhǎng)是很有必必要的，而而了解強(qiáng)度度及灌注日日期，能對(duì)對(duì)波速的情情況有一個(gè)個(gè)大概的了了解根據(jù)檢測(cè)的的目的，制制定相應(yīng)的的檢測(cè)方案案：包括：：工程概況況，目的與與任務(wù)，方方法與技術(shù)術(shù)，儀器設(shè)設(shè)備，檢測(cè)測(cè)場(chǎng)地要求求，檢測(cè)人人員和時(shí)間間安排，檢檢測(cè)報(bào)告等等。檢測(cè)準(zhǔn)備工工作檢測(cè)的時(shí)間間應(yīng)滿足混混凝土強(qiáng)度度齡期的要要求。為保保證檢測(cè)結(jié)結(jié)果的可靠靠性，同時(shí)時(shí)考慮到混混凝土在齡齡期14天后的超聲聲波波速等等特性參數(shù)數(shù)變化已經(jīng)經(jīng)趨于平緩緩，一般要求超超聲波檢測(cè)測(cè)混凝土灌灌注樁的齡齡期應(yīng)大于于14天。檢測(cè)準(zhǔn)備工工作檢測(cè)前的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作(2)計(jì)算聲測(cè)管管及耦合水水層聲時(shí)修修正值。聲波從探頭頭里發(fā)射直直到另一個(gè)個(gè)管里的探探頭接收，，實(shí)際上不不僅是在樁中間間傳播有一段時(shí)間間其實(shí)是在在管內(nèi)的水水里和管里里傳播，為為了準(zhǔn)確的的獲得樁的的波速，應(yīng)應(yīng)該扣除掉掉這部分時(shí)時(shí)間。檢測(cè)準(zhǔn)備工工作檢測(cè)前的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作(2)計(jì)算聲測(cè)管管及耦合水水層聲時(shí)修修正值。例、聲波換能能器直徑D=30mm，鋼質(zhì)聲測(cè)測(cè)管外直徑徑、內(nèi)直徑徑分別為d1=56mm，d2=50mm，已知水的的聲速V水=1480m/s，鋼的聲速速V鋼=5940m/s，請(qǐng)計(jì)算聲聲波透射法法檢測(cè)時(shí)的的聲時(shí)修正正值解：檢測(cè)準(zhǔn)備工工作檢測(cè)前的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作t’聲時(shí)修正值值D聲測(cè)管外徑徑d聲測(cè)管內(nèi)徑徑d’換能器外徑徑Vt聲測(cè)管聲速速Vw水的聲速檢測(cè)準(zhǔn)備工工作檢測(cè)前的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作（3）在樁頂測(cè)測(cè)量相應(yīng)聲聲測(cè)管外壁壁間凈距離離。由于已經(jīng)在在上一步工工作中進(jìn)行行了修正，，所以在測(cè)測(cè)量跨距時(shí)時(shí)，應(yīng)該以以兩管內(nèi)邊邊距為準(zhǔn)。。檢測(cè)準(zhǔn)備工工作（4）將各聲測(cè)測(cè)管內(nèi)注滿滿清水，檢檢查聲測(cè)管管暢通情況況；換能器器應(yīng)能在全全程范圍內(nèi)內(nèi)正常升降降。聲波透射法法檢測(cè)時(shí)要要求換能器器達(dá)到良好好耦合的目目的是什么么？為何一一般采用清清水做耦合合劑？良好耦合的的目的是使使盡可能多多的聲波能能進(jìn)入被測(cè)測(cè)介質(zhì)，并并經(jīng)介質(zhì)傳傳播后盡可可能多的被被接收。如如果聲測(cè)管管中含泥漿漿、砂等懸懸浮固體顆顆粒，會(huì)使使聲波產(chǎn)生生較強(qiáng)的散散射和衰減減，影響測(cè)測(cè)量結(jié)果。。用清水做耦合劑劑是水具有有不可壓縮縮性、均勻勻性，更好好的傳遞能能量?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步步驟下面來(lái)看兩兩個(gè)例子良好不好現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步步驟下面來(lái)看幾幾個(gè)例子良好不好不好現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步步驟有時(shí)也會(huì)發(fā)發(fā)生，無(wú)論論怎么調(diào)整整增益和延延遲，總是是不能得到到很好的顯顯示效果。。此時(shí)有可可能是由于于樁底有沉沉渣或別的的缺陷，可可將探頭同同步向上提提升一定的的深度，觀觀察采集效效果，如效效果變好，，就可以以以此設(shè)置為為準(zhǔn)進(jìn)行檢檢測(cè)。注意：驗(yàn)證證完設(shè)置后后，將探頭頭重新放回回樁底?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步步驟現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步步驟應(yīng)符合合下列規(guī)定定:在樁身質(zhì)量量可疑的測(cè)測(cè)點(diǎn)周圍，，可采用加加密測(cè)點(diǎn)，，或采用斜斜測(cè)、扇形形掃測(cè)進(jìn)行行復(fù)測(cè)，進(jìn)進(jìn)一步確定定樁身缺陷陷的位置和和范圍。3、現(xiàn)場(chǎng)采集集當(dāng)出現(xiàn)堵管管時(shí)，可以以讓發(fā)射與與接受換能能器不在同同一高度上上，但水平平夾角不能能太大。如某一個(gè)管管堵管較長(zhǎng)長(zhǎng)，其它面面的信號(hào)需需要采集幫幫助判斷的的時(shí)候，可可以將堵管管的探頭的的深度在編編碼器端保保持跟其它它管一致，，多余的電電纜可暫時(shí)時(shí)放置在地地面。當(dāng)堵管長(zhǎng)度度太長(zhǎng)時(shí)，，可以采用用其他方法法（如鉆芯芯法）對(duì)樁樁的完整性性進(jìn)行檢測(cè)測(cè)。WWW.WHRSM.COM§3.2檢測(cè)流程4、現(xiàn)場(chǎng)采集集（5）當(dāng)平測(cè)發(fā)發(fā)現(xiàn)樁身中中有缺陷時(shí)時(shí)，應(yīng)采用用加密測(cè)、、斜測(cè)或扇扇測(cè)進(jìn)一步步確定。（A）局部缺陷：：如圖所示示，在平測(cè)測(cè)中發(fā)現(xiàn)某某測(cè)線測(cè)值值異常（圖圖中用實(shí)線線表示），，進(jìn)行斜測(cè)測(cè)，在多條條斜測(cè)線中中，如果僅僅有一條測(cè)測(cè)線（實(shí)線線）測(cè)值異異常，其余余皆正常，，則可以判判斷這只是是一個(gè)局部部的缺陷，，位置就在在兩條實(shí)線線的交點(diǎn)處處。WWW.WHRSM.COM§3.2檢測(cè)流程4、現(xiàn)場(chǎng)采集集（B）縮頸或聲測(cè)測(cè)管附著泥泥團(tuán)：如圖圖所示，在在平測(cè)中發(fā)發(fā)現(xiàn)某（些些）測(cè)線測(cè)測(cè)值異常（（實(shí)線），，進(jìn)行斜測(cè)測(cè)。如果斜斜測(cè)線中、、通過(guò)異常常平測(cè)點(diǎn)發(fā)發(fā)收處的測(cè)測(cè)線測(cè)值異異常，而穿穿過(guò)兩聲測(cè)測(cè)管連線中中間部位的的測(cè)線測(cè)值值正常，則則可判斷樁樁中心部位位是正?；旎炷粒比毕輵?yīng)出現(xiàn)現(xiàn)在樁的邊邊緣，聲測(cè)測(cè)管附近，，有可能是是縮頸或聲聲測(cè)管附著著泥團(tuán)。當(dāng)當(dāng)某根聲測(cè)測(cè)管陷入包包圍時(shí)，由由它構(gòu)成的的兩個(gè)測(cè)試試面在該高高程處都會(huì)會(huì)出現(xiàn)異常常測(cè)值。WWW.WHRSM.COM§3.2檢測(cè)流程4、現(xiàn)場(chǎng)采集集（C）層狀缺陷（（斷樁）：：如圖所示示，在平測(cè)測(cè)中發(fā)現(xiàn)某某（些）測(cè)測(cè)線值異常常（實(shí)線）），進(jìn)行斜斜測(cè)。如果果斜測(cè)線中中除通過(guò)異異常平測(cè)點(diǎn)點(diǎn)發(fā)收處的的測(cè)線測(cè)值值異常外，，所有穿過(guò)過(guò)兩聲測(cè)管管連線中間間部位的測(cè)測(cè)線測(cè)值均均異常，則則可判定該該聲測(cè)管間間缺陷連成成一片。如如果三個(gè)測(cè)測(cè)試面均在在此高程處處出現(xiàn)這樣樣情況，如如果不是在在樁的底部部，測(cè)值又又低下嚴(yán)重重，則可判判定是整個(gè)個(gè)斷面的缺缺陷，如夾夾泥層或疏疏松層，既既斷樁。WWW.WHRSM.COM§3.2檢測(cè)流程4、現(xiàn)場(chǎng)采集集（D）扇形掃測(cè)：：在樁頂頂或樁底斜斜測(cè)范圍受受限制時(shí)，，或者為減減少換能器器升降次數(shù)數(shù)，作為一一種輔助手手段，也可可扇形掃查查測(cè)量，如如圖所示。。WWW.WHRSM.COM§3.2檢測(cè)流程§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系1、混凝土灌灌注樁的特特點(diǎn)2、聲波透射射法的特點(diǎn)點(diǎn)3、聲波波速速與混凝土土強(qiáng)度的關(guān)關(guān)系4、聲波波速速與混凝土土缺陷的關(guān)關(guān)系5、聲幅與混混凝土質(zhì)量量的關(guān)系6、聲頻與混混凝土質(zhì)量量的關(guān)系7、波形與混混凝土質(zhì)量量的關(guān)系WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系1、混凝土灌灌注樁的特特點(diǎn)施工難度大大工藝復(fù)雜隱蔽性強(qiáng)硬化環(huán)境及及混凝土成成型條件復(fù)復(fù)雜更易產(chǎn)生空空洞、裂縫縫、夾雜局局部疏松、、縮徑等各各種樁身缺缺陷，對(duì)建建筑物的安安全和耐久久性構(gòu)成嚴(yán)嚴(yán)重威脅。。WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系2、聲波透射射法的特點(diǎn)點(diǎn)是檢測(cè)混凝凝土灌注樁樁樁身缺陷陷、評(píng)價(jià)其其完整性的的一種有效效方法，當(dāng)當(dāng)聲波經(jīng)混混凝土傳播播后，它將將攜帶有關(guān)關(guān)混凝土材材料性質(zhì)、、內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)與組成的的信息，準(zhǔn)準(zhǔn)確測(cè)定聲聲波經(jīng)混凝凝土傳播后后各種聲學(xué)學(xué)參數(shù)的量量值及變化化，就可以以推斷混凝凝土的性能能、內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)與組成成情況?；炷临|(zhì)量量檢測(cè)中常常用的聲學(xué)學(xué)參數(shù)為聲聲速、波幅幅、頻率以以及波形。。WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系3、聲波波速速與混凝土土強(qiáng)度的關(guān)關(guān)系聲波波速反反映了混凝凝土的彈性性性質(zhì)，混混凝土的彈彈性性質(zhì)與與混凝土的的強(qiáng)度具有有相關(guān)性，，因此混凝凝土聲速與與強(qiáng)度之間間存在相關(guān)關(guān)性。另一一方面，對(duì)對(duì)組成材料料相同的構(gòu)構(gòu)件（混凝凝土），其其內(nèi)部越致致密，孔隙隙率越低，，則聲波波波速越高，，強(qiáng)度也越越高。但是用波速速來(lái)推算混混凝土強(qiáng)度度是不可取取的，規(guī)范范也不要求求推定強(qiáng)度度。WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系4、聲波波速速與混凝土土缺陷的關(guān)關(guān)系WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系5、聲幅與混混凝土質(zhì)量量的關(guān)系聲幅是表征征聲波穿過(guò)過(guò)混凝土后后能量衰減減程度聲幅強(qiáng)弱與與混凝土的的粘塑性有有關(guān)混凝土中存存在低強(qiáng)度度區(qū)、離析析區(qū)以及存存在夾泥、、蜂窩等缺缺陷時(shí)，吸吸收衰減和和散射衰減減增大，聲聲幅明顯下下降。WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系6、聲頻與混混凝土質(zhì)量量的關(guān)系聲波脈沖是是復(fù)頻波，，具有多種種頻率成分分。各頻率成分分穿過(guò)混凝凝土后的衰衰減程度不不同，高頻頻部分比低低頻部分衰衰減嚴(yán)重，，因而導(dǎo)致致接收信號(hào)號(hào)的主頻率率向低頻端端漂移。漂移的多少少取決于衰衰減因素的的嚴(yán)重程度度。接收波主頻頻率實(shí)質(zhì)上上是介質(zhì)衰衰減作用的的一個(gè)表征征量，當(dāng)遇遇到缺陷時(shí)時(shí)，由于衰衰減嚴(yán)重，，使接收波波主頻率明明顯降低。。WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系7、波形與混混凝土質(zhì)量量的關(guān)系正常波形特特征：1.首波陡峭，，振幅大2.第一周期波波的后半周周即達(dá)到較較高振幅，，接收波的的包絡(luò)線呈呈半圓形3.第一個(gè)周期期的波形無(wú)無(wú)畸變WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與與混凝土質(zhì)質(zhì)量關(guān)系7、波形與混混凝土質(zhì)量量的關(guān)系缺陷波形特特征：1、首波平緩緩，振幅小小2、后續(xù)周期幅幅度增加得仍仍不夠.3、波形有畸變4、缺陷嚴(yán)重時(shí)，，無(wú)法接收聲聲波WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與混混凝土質(zhì)量關(guān)關(guān)系幾種聲學(xué)參數(shù)數(shù)的比較1、聲速的測(cè)試值值較為穩(wěn)定，，結(jié)果的重復(fù)復(fù)性較好，受受非缺陷因素素影響小。。2、聲幅（首波波幅值）對(duì)混混凝土缺陷很很敏感，它是是判定混凝土土質(zhì)量的另一一個(gè)重要參數(shù)數(shù)。3、聲頻的變化能能反映聲波在在混凝土中的的衰減狀況，，從而間接反反映混凝土質(zhì)質(zhì)量的好壞。。4、波形也是反映映混凝土質(zhì)量量的一個(gè)重要要方面，它對(duì)對(duì)混凝土內(nèi)部部的缺陷也較較敏感，在現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，，還應(yīng)注意觀觀察整個(gè)接收收波形形態(tài)的的變化，作為為聲波透射法法對(duì)混凝土質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行綜合合判定時(shí)的一一個(gè)重要的參參考。WWW.WHRSM.COM§3.3檢測(cè)參數(shù)與混混凝土質(zhì)量關(guān)關(guān)系常見(jiàn)特殊情況況的判定和處處理WWW.WHRSM.COM4檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析1.管斜：在檢測(cè)測(cè)過(guò)程中，難難免會(huì)碰到聲聲測(cè)管彎管的的情況，管斜斜對(duì)我們的檢檢測(cè)結(jié)果有較較大的影響，，容易造成對(duì)對(duì)缺陷的錯(cuò)判判或漏判，下下面我們來(lái)看看看管斜如何何處理。§4.1檢測(cè)數(shù)據(jù)異常常檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析如下圖所示：：直接從波形上上觀察，感覺(jué)覺(jué)該剖面在42米以下存在大大范圍缺陷。。檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析但通過(guò)觀察PSD的變化及聲速速聲幅曲線的的變化，我們們發(fā)現(xiàn)，PSD并無(wú)強(qiáng)烈變化化，且聲速聲聲幅呈趨勢(shì)性性漸變，應(yīng)為為聲測(cè)管偏斜斜，需進(jìn)行管管斜修正。檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析在管斜起始位位置按住鼠標(biāo)標(biāo)右鍵，沿管管斜趨勢(shì)方向向拖動(dòng)，到結(jié)結(jié)束出松開(kāi)鼠鼠標(biāo)，在聲速速曲線附近會(huì)會(huì)標(biāo)示出一條條黑線。檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析點(diǎn)擊頂部菜單單的工具欄，，點(diǎn)擊確認(rèn)管管斜修正。檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析此時(shí)觀察右邊邊的深度聲速速曲線，可以以發(fā)現(xiàn)已根據(jù)據(jù)剛才的操作作進(jìn)行了管斜斜修正處理，，該剖面42米以下并未存存在缺陷。檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析2.同一根樁，各各剖面相差很很大：在檢測(cè)測(cè)過(guò)程中，有有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這這種情況，舉舉個(gè)例子，三三管的樁，測(cè)測(cè)完發(fā)現(xiàn)，2-3面與1-21-3面的聲速聲幅幅差距很大。?！?.1檢測(cè)數(shù)據(jù)異常常檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析§4.1檢測(cè)數(shù)據(jù)異常常1-32-31-2檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析從一般情況來(lái)來(lái)看，一根樁樁澆注不太可可能出現(xiàn)整樁樁某個(gè)面或某某幾個(gè)面比其其它面在波速速和波幅上都都差別很大的的情況，出現(xiàn)現(xiàn)此種情況，，還是應(yīng)該檢檢查是否檢測(cè)測(cè)中傳感器在在同一深度，，從上圖上可可以推測(cè)，1號(hào)管探頭與2號(hào)3號(hào)管不在同一一深度?！?.1檢測(cè)數(shù)據(jù)異常常檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析3.樁身波速較均均勻，但波速速偏低，波幅幅不均勻：在在檢測(cè)過(guò)程中中，有時(shí)會(huì)出出現(xiàn)這種情況況，舉個(gè)例子子，一根樁的的波速比較均均勻，但是都都比正常值偏偏低。聲幅存存在一定的不不均勻離散。。如下圖：§4.1檢測(cè)數(shù)據(jù)異常常檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析§4.1檢測(cè)數(shù)據(jù)異常常檢測(cè)數(shù)據(jù)分析析后經(jīng)過(guò)幾番詢?cè)儐?wèn)，才最終終了解，此樁樁檢測(cè)齡期只只有4天，且為水下下灌注樁。由由此可見(jiàn)，一一定要按照規(guī)規(guī)范要求的時(shí)時(shí)間去進(jìn)行檢檢測(cè)，齡期不不夠或太短的的檢測(cè)數(shù)據(jù)，，容易造成誤誤判或者漏判判?！?.1檢測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)異異常檢測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)分分析及及判斷斷§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)§5.2透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)判據(jù)據(jù)§5.3樁身完完整性性綜合合判定定WWW.WHRSM.COM5§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)WWW.WHRSM.COM§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)1、聲速速計(jì)算算2、聲幅幅計(jì)算算3、頻率率計(jì)算算4、PSD計(jì)算1、聲速速計(jì)算算聲時(shí)測(cè)測(cè)量分分辨力力超聲波波儀器器聲時(shí)時(shí)測(cè)量量分辨辨力(采樣間間隔)，精精密測(cè)測(cè)量時(shí)時(shí)儀器器的聲聲時(shí)測(cè)測(cè)量采采樣間間隔應(yīng)應(yīng)優(yōu)于于或等等于0.5μs。若儀器器的采采樣間間隔設(shè)設(shè)定大大于1.0μs時(shí)，聲聲時(shí)測(cè)測(cè)讀精精度下下降；；大大于2.0μs時(shí)，將將嚴(yán)嚴(yán)重影影響對(duì)對(duì)小缺缺陷的的判定定能力力。WWW.WHRSM.COM§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)系統(tǒng)測(cè)測(cè)量誤誤差它包括括儀器器測(cè)量量系統(tǒng)統(tǒng)的延延遲時(shí)時(shí)間t0、聲測(cè)測(cè)管及及耦合合水層層聲時(shí)時(shí)修正正值t′、兩聲聲測(cè)管管的外外壁凈凈距測(cè)測(cè)量引引起的的相對(duì)對(duì)誤差差等。。WWW.WHRSM.COM§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)測(cè)量干干擾因因素1：檢測(cè)過(guò)過(guò)程中中換能能器在在聲測(cè)測(cè)管中中水平平方面面位置置的誤誤差。。由于于水的的聲速速只有有混凝凝土的的三分分之一一,當(dāng)聲測(cè)測(cè)管直直徑較較換能能器直直徑明明顯大大時(shí),換能器器在聲聲測(cè)管管中位位置變變化,會(huì)明顯顯增加加聲時(shí)時(shí)的測(cè)測(cè)量誤誤差。。聲波波在聲聲測(cè)管管中因因透射射、折折射、、反射射迭加加過(guò)程程引起起的衰衰減效效應(yīng),造成缺缺失首首波現(xiàn)現(xiàn)象,將引起起更大大的測(cè)測(cè)量誤誤差。。WWW.WHRSM.COM§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)聲時(shí)測(cè)測(cè)讀聲測(cè)管管外徑徑54mm聲測(cè)管管內(nèi)徑徑50mm傳感器器直徑徑20mmT=40.8usT=0.8us§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)聲時(shí)測(cè)測(cè)讀——精度的的影響響因素素測(cè)量干干擾因因素2：檢測(cè)過(guò)過(guò)程中中換能能器在在聲測(cè)測(cè)管中中豎直直方向向位置置的誤誤差。。由于于發(fā)射射、接接收換換能器器不同同步,造成透透射距距離變變化引引起的的一種種聲時(shí)時(shí)測(cè)量量誤差差。WWW.WHRSM.COM§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)聲速計(jì)計(jì)算2.聲時(shí)、、聲速速按下下式計(jì)計(jì)算t’聲時(shí)修修正值值t。系系統(tǒng)延延遲排除聲聲時(shí)讀讀取的的誤差差后，，對(duì)聲聲速的的測(cè)量量影響響最大大的就就是跨跨距的的測(cè)量量了.WWW.WHRSM.COM§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)2、聲幅幅計(jì)算算波幅按按下式式計(jì)算算Ai第i個(gè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的相相對(duì)波波幅值值（dB）ai第i個(gè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)首波波峰值值（V）a0基準(zhǔn)幅幅值，，也就就是0dB對(duì)應(yīng)的的幅值值（V）WWW.WHRSM.COM§5.1計(jì)算透透射法法檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)3、頻頻率計(jì)計(jì)算頻率通通常由由人工