基樁聲波透射法檢測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書

年4月19日基樁聲波透射法檢測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書文檔僅供參考河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)有限公司作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)：JAGS/C－Ⅲ―19―版本/修訂：第C版/第0次修訂標(biāo)題：基樁聲波透射法實(shí)施細(xì)則第1頁(yè)共7頁(yè)頒布日期：3月31日1前言為嚴(yán)格執(zhí)行低應(yīng)變檢測(cè)規(guī)范（規(guī)程），不斷提高基樁低應(yīng)變檢測(cè)水平，使相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行更具有可操作性，特按《安全作業(yè)管理程序》（JAGS/C－Ⅱ―16―）、《現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制程序》（JAGS/C－Ⅱ―17―）編制本作業(yè)指導(dǎo)書，并作為《質(zhì)量手冊(cè)》的一部分，與其一并頒布執(zhí)行。本作業(yè)指導(dǎo)書則應(yīng)和相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一同執(zhí)行使用。2適用范圍本方法適用于已預(yù)埋聲測(cè)管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測(cè)。3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-）。4檢測(cè)目的檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)的完整性，判定樁身是否存在缺陷、缺陷的程度及其位置。5檢測(cè)原理聲波是彈性波的一種，若視混凝土介質(zhì)為彈性體，則聲波在混凝土中的傳播服從彈性波傳播規(guī)律，由發(fā)射探頭發(fā)射的聲波經(jīng)水的耦合傳到測(cè)管，再在樁身混凝土介質(zhì)中傳播后，到接收端的測(cè)管，再經(jīng)水耦合，最后到達(dá)接收探頭。由于液體或氣體沒有剪切彈性，只能傳播縱波，因此超聲波測(cè)樁技術(shù)采用的是縱波分量。

探頭發(fā)射的聲波會(huì)在發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)之間形成復(fù)雜的聲場(chǎng)，聲波將分別沿不同的路徑傳播，最終到達(dá)接收點(diǎn)，其走時(shí)都不盡相同。但在所有的傳播路徑中總有一條路徑，聲波走時(shí)最短，接收探頭接收到該聲波時(shí)，形成信號(hào)波形的初始起跳，一般稱為“初至”，當(dāng)樁身完好時(shí)，可認(rèn)為這條路徑就是發(fā)射探頭和接收探頭的直線距離，是已知量；而初至對(duì)應(yīng)的聲時(shí)扣去聲波在測(cè)管、水之間的傳播時(shí)間以及儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間，可得聲波在兩測(cè)管間混凝土介質(zhì)中傳播的實(shí)際聲時(shí)，并由此可計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的聲速。當(dāng)樁身存在斷裂、離析等缺陷時(shí)，破壞了混凝土介質(zhì)的連續(xù)性，使聲波的傳播路徑復(fù)雜化，聲波將透過或繞過缺陷傳播，其傳播路徑大于直線距離，引起聲時(shí)的延長(zhǎng)，而由此算出的波速將降低。另外，由于空氣和水的聲阻抗遠(yuǎn)小于混凝土的聲阻抗，聲波在混凝土中傳播過程中，遇到蜂窩、空洞或裂縫等缺陷時(shí)，在缺陷界面發(fā)生反射和散射，聲能衰減，因此接收信河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)有限公司作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)：JAGS/C－Ⅲ―19―版本/修訂：第C版/第0次修訂標(biāo)題：基樁聲波透射法實(shí)施細(xì)則第2頁(yè)共7頁(yè)頒布日期：3月31日號(hào)的波幅明顯降低，頻率明顯減小。再者，透過或繞過缺陷傳播的脈沖波信號(hào)與直達(dá)波信號(hào)之間存在聲程和相位差，疊加后互相干擾，致使接收信號(hào)的波形發(fā)生畸變。綜上所述，當(dāng)樁身某一段存在缺陷時(shí)，接收到的聲波信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波速降低、振幅減少、波形畸變、接收信號(hào)主頻發(fā)生變化等特征。

超聲波透射法樁基檢測(cè)就是根據(jù)混凝土聲學(xué)參數(shù)測(cè)量值的相對(duì)變化，分析、判別其缺陷的位置和范圍，評(píng)定樁基混凝土質(zhì)量類別。6檢測(cè)儀器6.1聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)符合下列要求：6.1.1圓柱狀徑向振動(dòng)，沿徑向無指向性；6.1.2外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作段長(zhǎng)度不大于1506.1.3諧振頻率為30～50kHz；6.1.4水密性滿足1MPa水壓不滲水。6.2聲波檢測(cè)儀應(yīng)符合下列要求：6.2.1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；6.2.2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；6.2.3聲波發(fā)射脈沖為階躍或矩形脈沖，電壓幅值為200～1000V。6.3本公司應(yīng)用于檢測(cè)儀器為ZBL-U520型非金屬超聲檢測(cè)分析儀。6.4儀器設(shè)備的管理執(zhí)行《設(shè)施和環(huán)境條件控制程序》（JAGS/C－Ⅱ―15―）。6.5檢測(cè)必須使用經(jīng)標(biāo)定的儀器，而且檢測(cè)（使用）日期必須在標(biāo)定的有效日期之內(nèi)。（即儀器三色管理標(biāo)簽為“綠色”標(biāo)簽狀態(tài)下的儀器。）7現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)7.1收集資料按《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-）第3章的要求及基樁檢測(cè)業(yè)務(wù)聯(lián)系單表式收集項(xiàng)目資料。河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)有限公司作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)：JAGS/C－Ⅲ―19―版本/修訂：第C版/第0次修訂標(biāo)題：基樁聲波透射法實(shí)施細(xì)則第3頁(yè)共7頁(yè)頒布日期：3月31日7.2人員保證為保證工作質(zhì)量，檢測(cè)工作至少應(yīng)有2人參加，參加人員均應(yīng)有上崗資格。檢測(cè)人員檢測(cè)前應(yīng)取得內(nèi)容完整和任務(wù)明確的檢測(cè)任務(wù)（委托）單，并對(duì)檢測(cè)任務(wù)計(jì)劃進(jìn)行設(shè)置。7.3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)7.3.1聲測(cè)管埋設(shè)應(yīng)按《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》GJ106-附錄H的規(guī)定。7.3.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前準(zhǔn)備工作應(yīng)符合下列規(guī)定：1）采用標(biāo)定法確定儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間。2）計(jì)算聲測(cè)管及耦合水層聲時(shí)修正值。3）在樁頂測(cè)量相應(yīng)聲測(cè)管外壁間凈距離。4）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。7.3.3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：將發(fā)射與接收聲波換能器經(jīng)過深度標(biāo)志分別置于兩根聲測(cè)管中的測(cè)點(diǎn)處。發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高或保持固定高差同步升降，測(cè)點(diǎn)間距不應(yīng)大于250mm。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)、首波峰值和周期值，宜同時(shí)顯示頻譜曲線及主頻值。將多根聲測(cè)管以兩根為一個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行全組合，分別對(duì)所有檢測(cè)剖面完成檢測(cè)。在樁身質(zhì)量可疑的測(cè)點(diǎn)周圍，應(yīng)采用加密測(cè)點(diǎn)，或采用斜測(cè)扇形掃測(cè)進(jìn)行復(fù)測(cè)，進(jìn)一步確定樁身缺陷的位置和范圍。在同一檢測(cè)剖面的檢測(cè)過程中，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)應(yīng)保持不變。平測(cè)、斜測(cè)和扇形掃測(cè)示意圖。河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)有限公司作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)：JAGS/C－Ⅲ―19―版本/修訂：第C版/第0次修訂標(biāo)題：基樁聲波透射法實(shí)施細(xì)則第6頁(yè)共7頁(yè)頒布日期：3月31日河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)有限公司作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)：JAGS/C－Ⅲ―19―版本/修訂：第C版/第0次修訂標(biāo)題：基樁聲波透射法實(shí)施細(xì)則第6頁(yè)共7頁(yè)頒布日期：3月31日7.4原始記錄河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)有限公司作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)：JAGS/C－Ⅲ―19―版本/修訂：第C版/第0次修訂標(biāo)題：基樁聲波透射法實(shí)施細(xì)則第6頁(yè)共7頁(yè)頒布日期：3月31日檢測(cè)人必須認(rèn)真執(zhí)行《現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制程序》（JAGS/C－Ⅱ―17―）,認(rèn)真填寫“基樁超聲波檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)記錄表。返回公司后，將檢測(cè)所得的數(shù)據(jù)拷貝到計(jì)算機(jī)中備檔，另外拷貝一份到光盤（或其它電子載體）。檢查原始記錄和拷貝的光盤無誤后在原始記錄上簽字，一起交校核人。校核人應(yīng)對(duì)原始記錄表和光盤中的內(nèi)容在全面校核的基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)有否漏、錯(cuò)和不規(guī)范之處進(jìn)行檢查（如有，應(yīng)退還檢測(cè)人改正），確認(rèn)無誤后在原始記錄上簽字，以示負(fù)責(zé)。*可在“現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作記錄”中的記載的其它信息有：樁身的傾斜程度、鋼筋在樁頂以上的外露長(zhǎng)度、PHC樁孔內(nèi)水位高度、淺部土層土性等，均可為實(shí)測(cè)波形的判斷提供幫助。7.5環(huán)境要求按程序文件《設(shè)施和環(huán)境條件控制程序》（JAGS/C-Ⅱ-15—）的規(guī)定執(zhí)行并滿足《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（JGJ106-）對(duì)環(huán)境的要求。8數(shù)據(jù)處理及報(bào)告編寫8.1各測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)tc、聲速v、波幅Ap及主頻f應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，按下列各式計(jì)算，并繪制聲速-深度（v-z）曲線和波幅-深度（Ap-z）曲線，需要時(shí)可繪制輔助的主頻-深度（f-z）曲線：式中tci——第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)(μs)；ti——第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)測(cè)量值(μs)；t0——儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間(μs)；t′——幾何因素聲時(shí)修正值(μs)；l′——每檢測(cè)剖面相應(yīng)兩聲測(cè)管的外壁間凈距離（mm）；vi——第i測(cè)點(diǎn)聲速（km/s）；Api——第i測(cè)點(diǎn)波幅值（dB）；ai——第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)首波峰值（V）；a0——零分貝信號(hào)幅值（V）；fi——第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)主頻值(kHz)，也可由信號(hào)頻譜的主頻求得；Ti——第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)周期(μs)。河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)有限公司作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)：JAGS/C－Ⅲ―19―版本/修訂：第C版/第0次修訂標(biāo)題：基樁聲波透射法實(shí)施細(xì)則第6頁(yè)共7頁(yè)頒布日期：3月31日8.2聲速臨界值應(yīng)按下列步驟計(jì)算：8.2.1將同一檢測(cè)剖面各測(cè)點(diǎn)的聲速值vi由大到小依次排序，即V1≥v2≥…vn-k≥…vn-1≥vn式中v——按序排列后的第i個(gè)聲速測(cè)量值；n——檢測(cè)剖面測(cè)點(diǎn)數(shù)；k——從零開始逐一去掉式(10.4.2-1)vi8.2.2對(duì)從零開始逐一去掉式(10.4.2-1)vi序列中最小數(shù)值后余下的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。當(dāng)去掉最小數(shù)值的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為k時(shí)，對(duì)包括vn-k在內(nèi)的余下的數(shù)據(jù)v1～vn-kv0=vm-λ*sx式中v0——異常判斷值；vm——(n-k)個(gè)數(shù)據(jù)的平均值；sx——(n-k)個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；λ——由表10.4.2查得的與（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)(n-k)與對(duì)應(yīng)的λ值n-k20222426283032343638λ1.641.691.731.771.801.831.861.891.911.94n-k40424446485052545658λ1.961.982.002.022.042.052.072.092.102.11n-k60626466687072747678λ2.132.142.152.172.182.192.202.212.222.23n-k80828486889092949698λ2.242.252.262.272.282.292.292.302.312.32n-k100105110115120125130135140145λ2.332.342.362.382.392.412.422.432.452.46n-k150160170180190200220240260280λ2.472.502.522.542.562.582.612.642.672.698.2.3將vn-k與異常判斷值v0進(jìn)行比較，當(dāng)vn-k≤v0時(shí)，vn-k及其以后的數(shù)據(jù)均為異常，去掉vn-k及其以后的異常數(shù)據(jù)；再用數(shù)據(jù)v1～vn-k-1重復(fù)式的計(jì)算步驟，直到vi序列中余下的全部數(shù)據(jù)滿足：vi＞v0河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)有限公司作業(yè)指導(dǎo)書文件編號(hào)：JAGS/C－Ⅲ―19―版本/修訂：第C版/第0次修訂標(biāo)題：基樁聲波透射法實(shí)施細(xì)則第6頁(yè)共7頁(yè)頒布日期：3月31日此時(shí)，v0為聲速的異常判斷臨界值vc。8.2.4vi≤vc當(dāng)上式成立時(shí)，聲速可判定為異常。8.2.5當(dāng)檢測(cè)剖面n個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí)，宜采用聲速低限值判據(jù)：vi＜vL式中vi——第i測(cè)點(diǎn)聲速（km/s）；vL——聲速低限值（km/s），由預(yù)留同條件混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與聲速對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合本地區(qū)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。當(dāng)上式成立時(shí)，可直接判定為聲速低于低限值異常。8.3波幅異常時(shí)的臨界值判據(jù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：(4.4-1)Api＜Am–6(4.4-2)式中Am——波幅平均值（dB）；——檢測(cè)面測(cè)點(diǎn)數(shù)。當(dāng)式（4.4-2）成立時(shí)，波幅可判定為異常。8.4當(dāng)采用斜率法的PSD值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí)，PSD值應(yīng)按下列公式計(jì)算：PSD=K?Δt(4.5-1)(4.5-2)Δt=tci－tci－1(4.5-3)式中tci——第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)(μs)；tci－1——第i－1測(cè)點(diǎn)聲時(shí)(μs)；zi——第i測(cè)點(diǎn)深度（m）；zi－1——第i－1測(cè)點(diǎn)深度（m）。根據(jù)PSD值在某深度處的突變，結(jié)合波幅變化情況，進(jìn)行異常點(diǎn)判定。8.5當(dāng)采用信號(hào)主頻值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí)，主頻-深度曲線上主頻值明顯降低可判定為異常。8.6樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合樁身混凝土各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD判據(jù)、混凝土聲速低限值以及樁身質(zhì)量可疑點(diǎn)加密測(cè)試（包括斜測(cè)或扇形掃測(cè)）后確定的缺陷范圍，按本規(guī)范表3.5.1的規(guī)定和表4.7的特征進(jìn)行綜合判定。樁身完整性判定類別特征Ⅰ各檢測(cè)剖面的聲學(xué)參數(shù)均無異常，無聲速低于低限值異常Ⅱ某一檢測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常，無聲速低于低限值異常Ⅲ某一檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；局部混凝土聲速出現(xiàn)低于低限值異常Ⅳ某一檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)明顯異常；兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)明顯異常；樁身混凝土聲速出現(xiàn)普遍低于低限值異?；驘o法檢測(cè)首波或聲波接收信號(hào)嚴(yán)重畸變8.7檢測(cè)報(bào)告除應(yīng)包括規(guī)范第3.5.58.7.1聲測(cè)管布置圖；8.7.2受檢樁每個(gè)檢測(cè)剖面聲速-深度曲線、波幅-