聲波透射法檢測(cè)技術(shù)方案

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)《建筑地基根底檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ15-60-2008；〔2〕國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔JGJ106-2003〕。3檢測(cè)數(shù)量依據(jù)上述有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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)段三≥1500mm97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)接受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)接受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，宜接受低應(yīng)變法或高應(yīng)變法檢測(cè)。<1500mm305根不少于116根具體檢測(cè)數(shù)量及檢測(cè)樁號(hào)由建立單位、監(jiān)理單位會(huì)同有關(guān)各方依據(jù)施工記錄及現(xiàn)場狀況綜合考慮后確定。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)展鉆芯法驗(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)展擴(kuò)大抽檢。擴(kuò)大抽檢應(yīng)接受原抽檢用的檢測(cè)方法或精確度更高的檢測(cè)方法。當(dāng)因未埋設(shè)聲測(cè)管而無法接受聲波透射法擴(kuò)大檢測(cè)時(shí)，應(yīng)接受鉆芯法。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)接受高應(yīng)變和聲波透射法抽檢樁身完整性所發(fā)覺的Ⅲ、Ⅳ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)Ⅲ、Ⅳ類樁之和不于抽檢樁數(shù)的20%時(shí)，應(yīng)探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)依據(jù)檢測(cè)結(jié)果，由監(jiān)理單位或建立單位會(huì)同檢測(cè)、勘察、設(shè)計(jì)、施工單位共同探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)果有疑心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)理單位或建立單位會(huì)同檢測(cè)、勘察、設(shè)計(jì)、施工單位共同探究確定處理方案。5根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)埋假設(shè)干條聲測(cè)管，作為超聲波接收和放射換能器的通道。檢測(cè)時(shí)在一個(gè)管內(nèi)放入放射超聲波的放射探頭，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。依據(jù)波的到達(dá)時(shí)間，幅度大小，頻率變更及波形畸變程度，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)聲波放射與接收換能器應(yīng)符合以下規(guī)定：①圓柱狀徑向振動(dòng)，沿徑向無指向性；②外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作段長度不大于150mm；③諧振頻率為30～60kHz；④水密性滿足1MPa水壓不滲水；⑤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)符合以下要求：①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。②聲時(shí)測(cè)量精度優(yōu)于或等于0.5μs，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。③聲波放射脈沖為階躍或矩形脈沖，電壓幅值為200～1000V。本次檢測(cè)運(yùn)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協(xié)作工作要求在灌注混凝土之前，須要在被檢測(cè)的基樁內(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)展檢測(cè)。預(yù)埋管施工應(yīng)滿足以下要求:①管材要求及駁接方式預(yù)埋管用內(nèi)徑5cm的平凡自來水管或黑鐵管。用自來水管的螺口駁接方式，但駁接時(shí)不用麻絲，油漆，干脆擰接即可。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。②固定方式預(yù)埋管可干脆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。假如鋼筋籠不原委，那么底部應(yīng)用鐵絲捆扎短鋼筋作相對(duì)固定，為了平安，盡可能不要在樁底內(nèi)焊接。對(duì)于鋼筋籠原委并且是用吊機(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)假如接受點(diǎn)焊駁接固定預(yù)埋管，請(qǐng)留意不能焊穿或局部漏焊管材。③埋管根數(shù)及分布要求當(dāng)樁直徑D≤0.8m時(shí)，對(duì)稱分布安裝兩條預(yù)埋管，當(dāng)0.8m＜D≤2.0m時(shí)，按正三角形分布，安裝3條預(yù)埋管，當(dāng)D＞2.0m時(shí)，按正方形分布安裝4條預(yù)埋管〔見圖3〕。注：通知進(jìn)場檢測(cè)前請(qǐng)預(yù)先在全部聲測(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)管露出混凝土面局部應(yīng)無扭彎、壓扁或穿洞，管內(nèi)無異物，管底直達(dá)樁底，否那么應(yīng)做相應(yīng)處理。RRT樁砼T放射探頭R接收探頭充水測(cè)管樁截面圖2樁基超聲測(cè)試系統(tǒng)示意圖D≤0.8m 0.8m<D≤2.0m D圖3基樁預(yù)埋管分布圖圖3基樁預(yù)埋管分布圖8現(xiàn)場檢測(cè)(1)現(xiàn)場檢測(cè)前準(zhǔn)備工作應(yīng)符合以下規(guī)定：1)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)展檢測(cè)。2)接受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)管暢通狀況，換能器應(yīng)能在全程范圍內(nèi)正常升降。(2)現(xiàn)場的檢測(cè)過程一般分兩個(gè)步驟進(jìn)展，首先是接受平測(cè)法對(duì)全樁各個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)展普查，找出聲學(xué)參數(shù)異樣的測(cè)點(diǎn)。然后，對(duì)聲學(xué)參數(shù)異樣的測(cè)點(diǎn)接受加密測(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)一步確定異樣部位的范圍，為樁身完整性類別的判定供應(yīng)牢靠依靠。1)現(xiàn)場平測(cè)和斜測(cè)應(yīng)符合以下規(guī)定：①將放射與接收聲波換能器通過深度標(biāo)記分別置于兩個(gè)聲測(cè)管道中的測(cè)點(diǎn)處。平測(cè)時(shí)，放射與接收聲波換能器始終保持一樣深度〔圖4a〕；斜測(cè)時(shí)，放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°②檢測(cè)過程中，應(yīng)將放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)剛好校核換能器的深度。③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)須要接受信號(hào)主頻值作為異樣點(diǎn)幫助判據(jù)時(shí)，還應(yīng)讀取信號(hào)主頻值。④混凝土灌注樁完整性檢測(cè)時(shí)，隨意兩根聲測(cè)管組合成一個(gè)檢測(cè)剖面，分別對(duì)全部檢測(cè)剖面完成普查檢測(cè)。⑤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)展檢測(cè)。⑥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、聲波放射電壓和儀器設(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)依據(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)線旁邊，應(yīng)接受增加聲測(cè)線或接受扇形掃測(cè)〔圖5〕等方式進(jìn)展復(fù)測(cè)和加密測(cè)試，進(jìn)一步確定缺陷的位置和范圍。接受扇形掃測(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)須要分析和處理的主要聲學(xué)參數(shù)是聲速、波幅、主頻，必要時(shí)視察和記錄波形。判定依據(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)的異樣程度，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〕值具備以下特征之一1聲速和波幅參數(shù)均無異樣，實(shí)測(cè)波形正常；2聲速和波幅參數(shù)均存在略微異樣，實(shí)測(cè)波形畸變較明顯；3聲速和波幅參數(shù)均存在較明顯異樣，實(shí)測(cè)波形畸變明顯；4聲速和波幅參數(shù)均存在明顯異樣，實(shí)測(cè)波形畸變緊要。(3)各檢測(cè)橫截面的完整性類別指數(shù)K(i)依據(jù)各聲測(cè)線完整性函數(shù)I〔j，i〕值統(tǒng)計(jì)分析確定。(4)樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合對(duì)樁身質(zhì)量可疑