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1-3 （1 X）基桩完整性检测(声波透射法）四川升拓检测技术股份有限公司四川升拓检测技术股份有限公司贵州交通职业技术学院贵州交通职业技术学院 联合制作联合制作1+X参考用教材Contents基桩完整性检测（超声波法）基桩完整性检测理论基础-声波透射法声波透射法（亦称跨孔声波法或跨孔超声法）声波透射法（亦称跨孔声波法或跨孔超声法）是利用超声波的透射原理对混凝土介质状况是利用超声波的透射原理对混凝土介质状况进行检测进行检测。该方法具有客观性好、分辨力高等优点。该方法具有客观性好、分辨力高等优点。声波透射法适用于预埋声波透射法适用于预埋2 2根及以上声测管的根及以上声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测。混凝土灌注桩桩身完整性检测。基桩完整性检测理论基础-声波透射法声波透射仪的工作原理声波透射仪的工作原理基桩完整性检测理论基础-声波透射法反映桩身质量的声学参数：反映桩身质量的声学参数：声速、波幅、主频声速、波幅、主频大量实测经验表明：大量实测经验表明：声速声速的变化规律性较强，在一定程度上反的变化规律性较强，在一定程度上反 映了桩映了桩身混凝土的均匀性，而身混凝土的均匀性，而波幅波幅的变化较灵敏，的变化较灵敏，主频主频在保持测试条件一致的前提下也有一定规律。在保持测试条件一致的前提下也有一定规律。测试分为对测与斜测等。测试分为对测与斜测等。基桩缺陷导致的超声波声学参量变化分析l 声时加长，声速降低声时加长，声速降低l 波幅下降波幅下降l 主频下降主频下降l 波形畸变波形畸变 基桩缺陷导致的超声波声学参量变化分析（波速）l 混凝土内部存在离析、蜂窝、夹泥、异物混凝土内部存在离析、蜂窝、夹泥、异物等缺陷，缺陷水、泥、空气等异物的声速等缺陷，缺陷水、泥、空气等异物的声速远小于混凝土声速，在异物中的传播时间远小于混凝土声速，在异物中的传播时间明显增大），使明显增大），使“视声速视声速”降低降低 混凝土声速4000m/s、水声速1460m/s、空气声速340m/sl 混凝土内部存在缺陷，形成声界面，声波混凝土内部存在缺陷，形成声界面，声波在声界面将发生折射、反射、绕射，使声在声界面将发生折射、反射、绕射，使声传播路径成折线状，使传播路径成折线状，使“视声速视声速”降低降低 基桩缺陷导致的超声波声学参量变化分析（幅值） 在传播距离一定的条件下，混凝土质量越差（疏松、蜂窝、孔洞、低强度等）衰减越大，接收信号幅度越小；产生绕射、折射和反射使声线L 加大，接收信号幅度减小 在传播距离和测试条件一定的条件下 优质致密的、强度高的混凝土幅度高 有缺陷的、低强度的混凝土幅度低 基桩缺陷导致的超声波声学参量变化分析（频率） 发射的声波是复频波(主频f1)，穿过混凝土后，不同频率声波的衰减程度不同，高频成分比低频成分的衰减大，接收信号的主频f2向低频端漂移。 f2 f1， 频移f=f1-f2 接收信号频率漂移f表征混凝土的衰减，即表征混凝土的质量完整混凝土主频完整混凝土主频44.5kHz44.5kHz有缺陷混凝土主频向低频偏移有缺陷混凝土主频向低频偏移39.0kHz,39.0kHz,且可能多峰且可能多峰基桩缺陷导致的超声波声学参量变化分析（波形） 声波在缺陷界面发生反射折射，形成不同的新波束，接收波是个各波束在接收点的的叠加，由于各波束的传播路径不同，到达时间不同，相位变化，导致接收波相对发射波发生畸变。完整混凝土超声对测波形完整混凝土超声对测波形波形畸变波形畸变基桩缺陷导致的超声波声学参量变化分析（波形）不能量化表示，但对缺陷判定有重要意义波形记录波形记录声测管数量与布置方式桩径0.61.0m两根管，一条测线 1.02.5m三根管 ，三条测线 2.5m以上四根管，六条测线l 测线穿过范围（阴影区）为有效测试范围，远离测试范围区域为测试盲区l 测试前声测管内注满清水，检查管内的畅通状况（用模拟探头在桩内全程升降）测量方式及测点间距一般情况下：平测为主，出现明显缺陷需要进一步判定缺陷范围时，增加斜测 规程规定：不大于0.25m 测点间距一般为2040cm 在普测的基础上，在缺陷可疑区，可加密声参量的检测提取1）将一对探头放入声测管内；2）沿声测管等高同步提升或下降，超声波对射穿过桩身混凝土，逐点移动水平检测；3）记录存储声参量、波形和深度，得到沿纵向扫描的水平剖面的声参量检测结果超声测桩法结果图像绘制1. 声时深度曲线（t-z）2. 声速深度曲线（v-z）3. 幅度深度曲线（A-z ）4. PSD曲线5. 主频深度曲线（f-z ） （必要时）超声测桩法缺陷判定PSD曲线 PSDPSD判据：判据：KiKi第第i i测点的测点的PSDPSD判据判据Ti,ti-1Ti,ti-1第第i i测点的前一点和后一点的测点的前一点和后一点的声时声时Zi,Zi-1Zi,Zi-1第第i i测点的前一点和后一点的深度测点的前一点和后一点的深度混凝土缺陷混凝土缺陷声时突变，声时突变，t t 大，不连续函数，大，不连续函数，K K值大，值大，PSDPSD曲线出现峰值曲线出现峰值211iiiittKzz（）超声测桩法缺陷判定PSD曲线 1 1、PSDPSD判据突出了缺陷部位声判据突出了缺陷部位声时的突变，对缺陷更敏感时的突变，对缺陷更敏感 2 2、减小由于声测管不平行或、减小由于声测管不平行或混凝土不均匀等非缺陷因素造混凝土不均匀等非缺陷因素造成的误判成的误判 非缺陷因素非缺陷因素 声时渐变，声时渐变，t t 小，小，K K值很小，值很小，PSDPSD基本不变基本不变桩身完整性判定桩身完整性判定桩身完整性判定建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范类别类别特征特征各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常；某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常；无声速低于低限值异常；无声速低于低限值异常；某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；局部混凝土声速出现低于低限值异常局部混凝土声速出现低于低限值异常某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常；某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变波或声波接收信号严重畸变基桩完整性检测-案例分析