超声波法检测基桩完整性.ppt

超声波法检测基桩完整性超声波法检测基桩完整性技术方法及设备技术方法及设备2007年9月咨询热线：咨询热线：咨询热线：咨询热线：01001001001051290405512904055129040551290405、httphttphttphttp：/主讲人：张立平主讲人：张立平2桩身缺陷会引起基础失稳。必桩身缺陷会引起基础失稳。必桩身缺陷会引起基础失稳。必桩身缺陷会引起基础失稳。必须在结构施工前找出并处理缺须在结构施工前找出并处理缺须在结构施工前找出并处理缺须在结构施工前找出并处理缺陷桩。陷桩。陷桩。陷桩。桩基础，主要基础型式，地下桩基础，主要基础型式，地下桩基础，主要基础型式，地下桩基础，主要基础型式，地下隐蔽工程，承受建筑物的全部隐蔽工程，承受建筑物的全部隐蔽工程，承受建筑物的全部隐蔽工程，承受建筑物的全部荷载并将其传递给地基，基桩荷载并将其传递给地基，基桩荷载并将其传递给地基，基桩荷载并将其传递给地基，基桩质量的好坏直接关系到建筑物质量的好坏直接关系到建筑物质量的好坏直接关系到建筑物质量的好坏直接关系到建筑物的安全。的安全。的安全。的安全。声波透射法是基桩低应变无损声波透射法是基桩低应变无损声波透射法是基桩低应变无损声波透射法是基桩低应变无损检测中最为有效的方法。检测中最为有效的方法。检测中最为有效的方法。检测中最为有效的方法。超声波法检测基桩完整性超声波法检测基桩完整性3超声波法检测基桩完整性超声波法检测基桩完整性l l基桩分类基桩分类l l基桩工程常见质量问题基桩工程常见质量问题l l声波透射法基本原理声波透射法基本原理l l仪器设备仪器设备l l现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素l l数据分析处理与报告编写数据分析处理与报告编写l l工程实例工程实例l lCT成像技术成像技术4桩基分类桩基分类挤土桩挤土桩部分挤土桩部分挤土桩非挤土桩非挤土桩按成桩方法对土层影响分按成桩方法对土层影响分按桩材分按桩材分木桩木桩混凝土桩混凝土桩钢桩钢桩组合桩组合桩按功能分按功能分抗轴压桩：摩擦桩、端承桩、端承摩擦桩抗轴压桩：摩擦桩、端承桩、端承摩擦桩抗剪桩抗剪桩抗拔桩抗拔桩按成桩方法分按成桩方法分打入桩打入桩就地灌注桩就地灌注桩静压桩静压桩螺旋桩螺旋桩喷粉桩或搅拌桩喷粉桩或搅拌桩不同类型的桩，可能出现的质量问题不一样5超声波法检测基桩完整性超声波法检测基桩完整性l l基桩分类基桩分类l l基桩工程常见质量问题基桩工程常见质量问题l l声波透射法基本原理声波透射法基本原理l l仪器设备仪器设备l l现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素l l数据分析处理与报告编写数据分析处理与报告编写l l工程实例工程实例l lCT成像技术成像技术6基桩工程的常见质量问题基桩工程的常见质量问题1.1.沉管灌注桩：沉管灌注桩：锤击、振动、压力沉管锤击、振动、压力沉管 （质量不稳定，故障率高）质量不稳定，故障率高）质量不稳定，故障率高）质量不稳定，故障率高）l l极易极易极易极易振断振断振断振断初凝邻桩，软件硬土层交界处尤重初凝邻桩，软件硬土层交界处尤重初凝邻桩，软件硬土层交界处尤重初凝邻桩，软件硬土层交界处尤重l l桩距小于三倍桩径，使初凝砼桩距小于三倍桩径，使初凝砼桩距小于三倍桩径，使初凝砼桩距小于三倍桩径，使初凝砼拉裂拉裂拉裂拉裂l l拔管过快，淤泥层易拔管过快，淤泥层易拔管过快，淤泥层易拔管过快，淤泥层易缩颈缩颈缩颈缩颈l l动水压力作用，冒水桩演变成动水压力作用，冒水桩演变成动水压力作用，冒水桩演变成动水压力作用，冒水桩演变成断桩断桩断桩断桩l l振动沉管用活瓣桩尖张开不灵活，砼下落不畅，振动沉管用活瓣桩尖张开不灵活，砼下落不畅，振动沉管用活瓣桩尖张开不灵活，砼下落不畅，振动沉管用活瓣桩尖张开不灵活，砼下落不畅，断桩或密实度差断桩或密实度差断桩或密实度差断桩或密实度差l l预制桩尖被卡住，预制桩尖被卡住，预制桩尖被卡住，预制桩尖被卡住，吊脚桩吊脚桩吊脚桩吊脚桩7基桩工程的常见质量问题基桩工程的常见质量问题2.2.2.2.冲、钻孔灌注桩：冲、钻孔灌注桩：冲、钻孔灌注桩：冲、钻孔灌注桩：地下水位较高的场地，冲抓式、冲击地下水位较高的场地，冲抓式、冲击地下水位较高的场地，冲抓式、冲击地下水位较高的场地，冲抓式、冲击式、回转钻式、潜钻式，成孔过程泥浆护壁，采取带隔式、回转钻式、潜钻式，成孔过程泥浆护壁，采取带隔式、回转钻式、潜钻式，成孔过程泥浆护壁，采取带隔式、回转钻式、潜钻式，成孔过程泥浆护壁，采取带隔水栓的导管水下浇灌砼水栓的导管水下浇灌砼水栓的导管水下浇灌砼水栓的导管水下浇灌砼l l浇灌砼不连续，隔水层凝固，后结砼无法下灌，上拔导浇灌砼不连续，隔水层凝固，后结砼无法下灌，上拔导浇灌砼不连续，隔水层凝固，后结砼无法下灌，上拔导浇灌砼不连续，隔水层凝固，后结砼无法下灌，上拔导管，泥浆进入形成管，泥浆进入形成管，泥浆进入形成管，泥浆进入形成断桩断桩断桩断桩；若冲破隔水层，造成桩身局部；若冲破隔水层，造成桩身局部；若冲破隔水层，造成桩身局部；若冲破隔水层，造成桩身局部低劣砼。低劣砼。低劣砼。低劣砼。l l桩径过小（桩径过小（桩径过小（桩径过小（600mm600mm600mm15002030060混凝土声学参数与测量混凝土声学参数与测量4.24.2波幅检测波幅检测 波幅是标志接收换能器接收到声波信号能波幅是标志接收换能器接收到声波信号能量大小的参数，波幅的测量是对接收波首波波量大小的参数，波幅的测量是对接收波首波波峰大小的测量。目前在波幅测量中一般都采用峰大小的测量。目前在波幅测量中一般都采用分贝（分贝（dBdB）表示法，即将测点首波信号的峰值）表示法，即将测点首波信号的峰值a a与某一固定信号量值与某一固定信号量值a a0 0的比值取对数后的量的比值取对数后的量值定位该测点波幅的分贝（值定位该测点波幅的分贝（dBdB）值，表示为）值，表示为ApAp20log20log（a/a0a/a0）。）。61混凝土声学参数与测量混凝土声学参数与测量 在数字式仪器中，由于数字化信号的屏幕波幅可以量在数字式仪器中，由于数字化信号的屏幕波幅可以量在数字式仪器中，由于数字化信号的屏幕波幅可以量在数字式仪器中，由于数字化信号的屏幕波幅可以量化，因此通过调整放大衰减系统，只要满足信号首波幅度化，因此通过调整放大衰减系统，只要满足信号首波幅度化，因此通过调整放大衰减系统，只要满足信号首波幅度化，因此通过调整放大衰减系统，只要满足信号首波幅度不超满屏的条件，即可由仪器内部软件自动判读出首波波不超满屏的条件，即可由仪器内部软件自动判读出首波波不超满屏的条件，即可由仪器内部软件自动判读出首波波不超满屏的条件，即可由仪器内部软件自动判读出首波波峰幅值并计算出接收到的原始信号值。波幅的量值是放大峰幅值并计算出接收到的原始信号值。波幅的量值是放大峰幅值并计算出接收到的原始信号值。波幅的量值是放大峰幅值并计算出接收到的原始信号值。波幅的量值是放大器的增益（器的增益（器的增益（器的增益（dBdBdBdB）值、衰减器的衰减（）值、衰减器的衰减（）值、衰减器的衰减（）值、衰减器的衰减（dBdBdBdB）值和屏幕显示波）值和屏幕显示波）值和屏幕显示波）值和屏幕显示波形的屏幕量化（形的屏幕量化（形的屏幕量化（形的屏幕量化（dBdBdBdB）值的综合值，这样大大提高了波幅测）值的综合值，这样大大提高了波幅测）值的综合值，这样大大提高了波幅测）值的综合值，这样大大提高了波幅测量的动态范围。量的动态范围。量的动态范围。量的动态范围。由于模拟仪器采用示波管显示的模拟波形，无法量化，由于模拟仪器采用示波管显示的模拟波形，无法量化，由于模拟仪器采用示波管显示的模拟波形，无法量化，由于模拟仪器采用示波管显示的模拟波形，无法量化，因此只能用衰减器的衰减值表示信号的幅度值。因此只能用衰减器的衰减值表示信号的幅度值。因此只能用衰减器的衰减值表示信号的幅度值。因此只能用衰减器的衰减值表示信号的幅度值。数字式仪器的波幅测量数字式仪器的波幅测量数字式仪器的波幅测量数字式仪器的波幅测量62混凝土声学参数与测量混凝土声学参数与测量 数字式超声仪的波幅测量有自动判读和手动判数字式超声仪的波幅测量有自动判读和手动判数字式超声仪的波幅测量有自动判读和手动判数字式超声仪的波幅测量有自动判读和手动判读两种方式，在绝大多数情况下均可使用自动判读读两种方式，在绝大多数情况下均可使用自动判读读两种方式，在绝大多数情况下均可使用自动判读读两种方式，在绝大多数情况下均可使用自动判读的方式。检测时要注意同时观察屏幕波形，如果屏的方式。检测时要注意同时观察屏幕波形，如果屏的方式。检测时要注意同时观察屏幕波形，如果屏的方式。检测时要注意同时观察屏幕波形，如果屏幕显示的自动判读光标所对应的位置与首波波峰幕显示的自动判读光标所对应的位置与首波波峰幕显示的自动判读光标所对应的位置与首波波峰幕显示的自动判读光标所对应的位置与首波波峰（或波谷）有差异时，应重新采样或改为手动游标（或波谷）有差异时，应重新采样或改为手动游标（或波谷）有差异时，应重新采样或改为手动游标（或波谷）有差异时，应重新采样或改为手动游标判读。判读。判读。判读。ZBL-U5ZBL-U5ZBL-U5ZBL-U5系列非金属超声仪在首波声时自动判读系列非金属超声仪在首波声时自动判读系列非金属超声仪在首波声时自动判读系列非金属超声仪在首波声时自动判读的同时，完成波幅的自动判读，并在屏幕上给出自的同时，完成波幅的自动判读，并在屏幕上给出自的同时，完成波幅的自动判读，并在屏幕上给出自的同时，完成波幅的自动判读，并在屏幕上给出自动判读游标，便于用户即时观察自动判读点的位置。动判读游标，便于用户即时观察自动判读点的位置。动判读游标，便于用户即时观察自动判读点的位置。动判读游标，便于用户即时观察自动判读点的位置。仪器自动记录各个测点的波幅。仪器自动记录各个测点的波幅。仪器自动记录各个测点的波幅。仪器自动记录各个测点的波幅。63混凝土声学参数与测量混凝土声学参数与测量4.3 4.3 频率检测频率检测对接收波形主频进行测量，通常采用以下两对接收波形主频进行测量，通常采用以下两种方法：种方法：l l模拟式仪器通常采用周期法，即利用频率模拟式仪器通常采用周期法，即利用频率与周期的倒数关系，通过测量周期计算出与周期的倒数关系，通过测量周期计算出接收声波信号的主频。接收声波信号的主频。l l数字式超声仪一般采用频谱分析的方法，数字式超声仪一般采用频谱分析的方法，更精确地测试接收声波信号的主频。更精确地测试接收声波信号的主频。64混凝土声学参数与测量混凝土声学参数与测量4.4 4.4 4.4 4.4 波形记录波形记录波形记录波形记录 在声波传播过程中遇到混凝土内部存在缺陷、在声波传播过程中遇到混凝土内部存在缺陷、在声波传播过程中遇到混凝土内部存在缺陷、在声波传播过程中遇到混凝土内部存在缺陷、裂缝或异物时会使接收波形发生畸变，因此，对裂缝或异物时会使接收波形发生畸变，因此，对裂缝或异物时会使接收波形发生畸变，因此，对裂缝或异物时会使接收波形发生畸变，因此，对接收波形的分析与研究有助于对混凝土内部质量接收波形的分析与研究有助于对混凝土内部质量接收波形的分析与研究有助于对混凝土内部质量接收波形的分析与研究有助于对混凝土内部质量即缺陷的判断，模拟仪器的波形记录只能用屏幕即缺陷的判断，模拟仪器的波形记录只能用屏幕即缺陷的判断，模拟仪器的波形记录只能用屏幕即缺陷的判断，模拟仪器的波形记录只能用屏幕拍照的方法，数字式仪器可将波形以数字方式记拍照的方法，数字式仪器可将波形以数字方式记拍照的方法，数字式仪器可将波形以数字方式记拍照的方法，数字式仪器可将波形以数字方式记录并存储在仪器中，可以随时回放、显示、调用录并存储在仪器中，可以随时回放、显示、调用录并存储在仪器中，可以随时回放、显示、调用录并存储在仪器中，可以随时回放、显示、调用并打印出波形图，还可以波列方式在一屏内显示并打印出波形图，还可以波列方式在一屏内显示并打印出波形图，还可以波列方式在一屏内显示并打印出波形图，还可以波列方式在一屏内显示波列图，更直观地显示声参数的变化情况。波列图，更直观地显示声参数的变化情况。波列图，更直观地显示声参数的变化情况。波列图，更直观地显示声参数的变化情况。65超声波法检测基桩完整性超声波法检测基桩完整性l l基桩分类基桩分类l l基桩工程常见质量问题基桩工程常见质量问题l l声波透射法基本原理声波透射法基本原理l l仪器设备仪器设备l l现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素l l数据分析处理与报告编写数据分析处理与报告编写l l工程实例工程实例l lCT成像技术成像技术66超声波在混凝土中的传播特点超声波在混凝土中的传播特点 对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混凝土来说，凝土来说，凝土来说，凝土来说，声速高则混凝土密实声速高则混凝土密实声速高则混凝土密实声速高则混凝土密实，相反则混凝土，相反则混凝土，相反则混凝土，相反则混凝土不密实。当混凝土中存在异物夹泥、蜂窝、空洞不密实。当混凝土中存在异物夹泥、蜂窝、空洞不密实。当混凝土中存在异物夹泥、蜂窝、空洞不密实。当混凝土中存在异物夹泥、蜂窝、空洞或裂缝时，便破坏了混凝土的整体性。由于混凝或裂缝时，便破坏了混凝土的整体性。由于混凝或裂缝时，便破坏了混凝土的整体性。由于混凝或裂缝时，便破坏了混凝土的整体性。由于混凝土与缺陷部位的特性阻抗相差悬殊，因此声波很土与缺陷部位的特性阻抗相差悬殊，因此声波很土与缺陷部位的特性阻抗相差悬殊，因此声波很土与缺陷部位的特性阻抗相差悬殊，因此声波很难穿透混凝土难穿透混凝土难穿透混凝土难穿透混凝土/缺陷区域界面。由于低频超声波缺陷区域界面。由于低频超声波缺陷区域界面。由于低频超声波缺陷区域界面。由于低频超声波漫射的特点，声波又将沿缺陷边缘传播（如右图漫射的特点，声波又将沿缺陷边缘传播（如右图漫射的特点，声波又将沿缺陷边缘传播（如右图漫射的特点，声波又将沿缺陷边缘传播（如右图所示），声波在缺陷边缘处会产生折射、绕射、所示），声波在缺陷边缘处会产生折射、绕射、所示），声波在缺陷边缘处会产生折射、绕射、所示），声波在缺陷边缘处会产生折射、绕射、反射，使声测线拉长，所测得的声时要比正常混反射，使声测线拉长，所测得的声时要比正常混反射，使声测线拉长，所测得的声时要比正常混反射，使声测线拉长，所测得的声时要比正常混凝土声时要增大。在计算混凝土声速时，我们总凝土声时要增大。在计算混凝土声速时，我们总凝土声时要增大。在计算混凝土声速时，我们总凝土声时要增大。在计算混凝土声速时，我们总是以换能器之间的直线距离是以换能器之间的直线距离是以换能器之间的直线距离是以换能器之间的直线距离L L L L作为声传播距离，作为声传播距离，作为声传播距离，作为声传播距离，结果有缺陷处的计算声速（视声速）就降低。结果有缺陷处的计算声速（视声速）就降低。结果有缺陷处的计算声速（视声速）就降低。结果有缺陷处的计算声速（视声速）就降低。声速与混凝土质量的关系。声速与混凝土质量的关系。声速与混凝土质量的关系。声速与混凝土质量的关系。67混凝土声学参数与测量混凝土声学参数与测量l l接收声波波幅与混凝土质量的关系接收声波波幅与混凝土质量的关系接收声波波幅与混凝土质量的关系接收声波波幅与混凝土质量的关系 接收波波幅是表征声波穿过混凝土后能量衰减程度的接收波波幅是表征声波穿过混凝土后能量衰减程度的接收波波幅是表征声波穿过混凝土后能量衰减程度的接收波波幅是表征声波穿过混凝土后能量衰减程度的重要指标。一般认为，接收波幅的强弱与混凝土粘塑性有重要指标。一般认为，接收波幅的强弱与混凝土粘塑性有重要指标。一般认为，接收波幅的强弱与混凝土粘塑性有重要指标。一般认为，接收波幅的强弱与混凝土粘塑性有关。接收波幅值越低，混凝土对声波的衰减就越大。关。接收波幅值越低，混凝土对声波的衰减就越大。关。接收波幅值越低，混凝土对声波的衰减就越大。关。接收波幅值越低，混凝土对声波的衰减就越大。根据根据根据根据混凝土声波衰减的原因可知，在混凝土中存在低强度区、混凝土声波衰减的原因可知，在混凝土中存在低强度区、混凝土声波衰减的原因可知，在混凝土中存在低强度区、混凝土声波衰减的原因可知，在混凝土中存在低强度区、离析区以及夹泥、蜂窝等缺陷时，吸收衰减和散射衰减增离析区以及夹泥、蜂窝等缺陷时，吸收衰减和散射衰减增离析区以及夹泥、蜂窝等缺陷时，吸收衰减和散射衰减增离析区以及夹泥、蜂窝等缺陷时，吸收衰减和散射衰减增大，使得接收波波幅明显下降。大，使得接收波波幅明显下降。大，使得接收波波幅明显下降。大，使得接收波波幅明显下降。波幅值可以直接在接收波波幅值可以直接在接收波波幅值可以直接在接收波波幅值可以直接在接收波上观测到，测量时通常以首波（接收信号前半个周期）的上观测到，测量时通常以首波（接收信号前半个周期）的上观测到，测量时通常以首波（接收信号前半个周期）的上观测到，测量时通常以首波（接收信号前半个周期）的波幅为准。后续波往往受其它叠加波的干扰，影响测量结波幅为准。后续波往往受其它叠加波的干扰，影响测量结波幅为准。后续波往往受其它叠加波的干扰，影响测量结波幅为准。后续波往往受其它叠加波的干扰，影响测量结果。幅值的测量受换能器与被测构件的耦合条件影响较大，果。幅值的测量受换能器与被测构件的耦合条件影响较大，果。幅值的测量受换能器与被测构件的耦合条件影响较大，果。幅值的测量受换能器与被测构件的耦合条件影响较大，在灌注桩检测中，在声测管中注满水进行耦合，一般比较在灌注桩检测中，在声测管中注满水进行耦合，一般比较在灌注桩检测中，在声测管中注满水进行耦合，一般比较在灌注桩检测中，在声测管中注满水进行耦合，一般比较稳定，但要稳定，但要稳定，但要稳定，但要注意使换能器在管中处于居中位置，因此应在注意使换能器在管中处于居中位置，因此应在注意使换能器在管中处于居中位置，因此应在注意使换能器在管中处于居中位置，因此应在换能器上安装扶正器。换能器上安装扶正器。换能器上安装扶正器。换能器上安装扶正器。68声波透射法基本原理声波透射法基本原理混凝土灌注桩，在灌注混凝土灌注桩，在灌注混凝土灌注桩，在灌注混凝土灌注桩，在灌注过程中，因振捣不均、过程中，因振捣不均、过程中，因振捣不均、过程中，因振捣不均、漏振、完全没有振捣、漏振、完全没有振捣、漏振、完全没有振捣、漏振、完全没有振捣、塌孔夹泥、离析等均会塌孔夹泥、离析等均会塌孔夹泥、离析等均会塌孔夹泥、离析等均会出现类似的夹层而使声出现类似的夹层而使声出现类似的夹层而使声出现类似的夹层而使声速降低，波幅下降、波速降低，波幅下降、波速降低，波幅下降、波速降低，波幅下降、波形畸变形畸变形畸变形畸变.69非金属超声检测设备非金属超声检测设备非金属超声检测分析仪（简称超声仪）、超声换能器。实施超声脉冲检测技术的主要设备：70超声仪基本工作原理框图超声仪基本工作原理框图高压脉冲发射高压脉冲发射A/D转换转换显示屏系统总线键盘数据采集系统数据采集系统程控系统程控系统直流高压程控直流高压程控打印机专用计算机系统 声波在混凝土中声波在混凝土中声波在混凝土中声波在混凝土中传播速度是混凝土声传播速度是混凝土声传播速度是混凝土声传播速度是混凝土声学检测中的一个重要学检测中的一个重要学检测中的一个重要学检测中的一个重要参数。混凝土的声速参数。混凝土的声速参数。混凝土的声速参数。混凝土的声速与混凝土的弹性性质与混凝土的弹性性质与混凝土的弹性性质与混凝土的弹性性质有关，与混凝土内部有关，与混凝土内部有关，与混凝土内部有关，与混凝土内部结构（是否存在缺陷结构（是否存在缺陷结构（是否存在缺陷结构（是否存在缺陷及缺陷程度）有关。及缺陷程度）有关。及缺陷程度）有关。及缺陷程度）有关。这是利用声速进行混这是利用声速进行混这是利用声速进行混这是利用声速进行混凝土测强和测缺的理凝土测强和测缺的理凝土测强和测缺的理凝土测强和测缺的理论依据。论依据。论依据。论依据。主机发射高压脉冲至发射换能器，发射换能器将电能转换位声能传入被主机发射高压脉冲至发射换能器，发射换能器将电能转换位声能传入被主机发射高压脉冲至发射换能器，发射换能器将电能转换位声能传入被主机发射高压脉冲至发射换能器，发射换能器将电能转换位声能传入被测结构，接收换能器将接收到的声波信号转换为电信号被主机系统采集，声测结构，接收换能器将接收到的声波信号转换为电信号被主机系统采集，声测结构，接收换能器将接收到的声波信号转换为电信号被主机系统采集，声测结构，接收换能器将接收到的声波信号转换为电信号被主机系统采集，声波信号在传播过程中携带了大量被测介质的声参量信息，由于声参量与被测波信号在传播过程中携带了大量被测介质的声参量信息，由于声参量与被测波信号在传播过程中携带了大量被测介质的声参量信息，由于声参量与被测波信号在传播过程中携带了大量被测介质的声参量信息，由于声参量与被测介质的性质具有一定的相关性，通过信号分析处理评价被测介质的性能。介质的性质具有一定的相关性，通过信号分析处理评价被测介质的性能。介质的性质具有一定的相关性，通过信号分析处理评价被测介质的性能。介质的性质具有一定的相关性，通过信号分析处理评价被测介质的性能。超声仪基本工作原理示意图超声仪基本工作原理示意图基本原理：基本原理：71非金属超声检测设备非金属超声检测设备主要技术指标（选择购买超声仪应注意的几点）主要技术指标（选择购买超声仪应注意的几点）主要技术指标（选择购买超声仪应注意的几点）主要技术指标（选择购买超声仪应注意的几点）应具有波形显示功能和游标测度功能；应具有波形显示功能和游标测度功能；应具有波形显示功能和游标测度功能；应具有波形显示功能和游标测度功能；仪器应具有一发双收功能（双通道）；仪器应具有一发双收功能（双通道）；仪器应具有一发双收功能（双通道）；仪器应具有一发双收功能（双通道）；采样频率不应低于采样频率不应低于采样频率不应低于采样频率不应低于10MHz10MHz；声时测读范围应大于声时测读范围应大于声时测读范围应大于声时测读范围应大于2000s2000s；声时测读分辨率：声时测读分辨率：声时测读分辨率：声时测读分辨率：0.5s0.5s，计时误差不大于，计时误差不大于，计时误差不大于，计时误差不大于2 2，（数字式，（数字式，（数字式，（数字式22个字）；个字）；个字）；个字）；增益（放大）：不小于增益（放大）：不小于增益（放大）：不小于增益（放大）：不小于80dB80dB，（动态范围：包括增益、衰减）；（动态范围：包括增益、衰减）；（动态范围：包括增益、衰减）；（动态范围：包括增益、衰减）；灵敏度：灵敏度：灵敏度：灵敏度：50v50v；幅度测量范围不小于幅度测量范围不小于幅度测量范围不小于幅度测量范围不小于80dB80dB，测量误差小于，测量误差小于，测量误差小于，测量误差小于1dB1dB；接收放大器频响范围应有足够宽度，一般为接收放大器频响范围应有足够宽度，一般为接收放大器频响范围应有足够宽度，一般为接收放大器频响范围应有足够宽度，一般为5 5200kHz,200kHz,且下线不宜降低，否则不利且下线不宜降低，否则不利且下线不宜降低，否则不利且下线不宜降低，否则不利于滤去低频信号；于滤去低频信号；于滤去低频信号；于滤去低频信号；发射电压发射电压发射电压发射电压1000V1000V，可分档调节；，可分档调节；，可分档调节；，可分档调节；系统应包括信号放大、采集、存储及处理功能，径向换能器等；系统应包括信号放大、采集、存储及处理功能，径向换能器等；系统应包括信号放大、采集、存储及处理功能，径向换能器等；系统应包括信号放大、采集、存储及处理功能，径向换能器等；径向换能器：径向换能器：径向换能器：径向换能器：谐振频率宜为谐振频率宜为谐振频率宜为谐振频率宜为252550kHz50kHz，长度约，长度约，长度约，长度约20cm20cm，无指向性，能够在，无指向性，能够在，无指向性，能够在，无指向性，能够在1MPa1MPa水压下正常工作；水压下正常工作；水压下正常工作；水压下正常工作；宜使用带有前置放大器的径向换能器；宜使用带有前置放大器的径向换能器；宜使用带有前置放大器的径向换能器；宜使用带有前置放大器的径向换能器；72非金属超声检测设备非金属超声检测设备一、首波及其判定首波：接收的超声波的第一个波谷首波：接收的超声波的第一个波谷首波：接收的超声波的第一个波谷首波：接收的超声波的第一个波谷(向下向下向下向下)或波峰或波峰或波峰或波峰(向上向上向上向上)。是声参量判读的前提。是声参量判读的前提。是声参量判读的前提。是声参量判读的前提。2.2.2.2.自动调整的接收波形自动调整的接收波形自动调整的接收波形自动调整的接收波形 首波自动增大到一定幅度（首波自动增大到一定幅度（首波自动增大到一定幅度（首波自动增大到一定幅度（1/41/41/41/4波波波波形区），后续波削波。形区），后续波削波。形区），后续波削波。形区），后续波削波。波形清晰。波形清晰。波形清晰。波形清晰。基线较干净、平直。基线较干净、平直。基线较干净、平直。基线较干净、平直。1.1.1.1.完整的接收波（平面换能器）完整的接收波（平面换能器）完整的接收波（平面换能器）完整的接收波（平面换能器）73非金属超声检测设备非金属超声检测设备接收声波过弱接收声波过弱接收声波过弱接收声波过弱 调整幅度，出现首波调整幅度，出现首波调整幅度，出现首波调整幅度，出现首波（右上图）；依据测距（右上图）；依据测距（右上图）；依据测距（右上图）；依据测距及介质声速估算大概声及介质声速估算大概声及介质声速估算大概声及介质声速估算大概声时，在动态采样的模式时，在动态采样的模式时，在动态采样的模式时，在动态采样的模式下手动移动波形至估算下手动移动波形至估算下手动移动波形至估算下手动移动波形至估算声时处；出现做右下图声时处；出现做右下图声时处；出现做右下图声时处；出现做右下图所示的波形雏形；所示的波形雏形；所示的波形雏形；所示的波形雏形；波形波形波形波形及首波依据：形态、频及首波依据：形态、频及首波依据：形态、频及首波依据：形态、频率、幅度。率、幅度。率、幅度。率、幅度。3.3.手动调整的接收波形手动调整的接收波形74非金属超声检测设备非金属超声检测设备增益太大或波形靠前增益太大或波形靠前增益太大或波形靠前增益太大或波形靠前 增益太大，可能造成超前误判增益太大，可能造成超前误判增益太大，可能造成超前误判增益太大，可能造成超前误判(左下图左下图左下图左下图)；处理：减小幅度，前移波形；处理：减小幅度，前移波形；处理：减小幅度，前移波形；处理：减小幅度，前移波形；波形靠前，可能造成丢波波形靠前，可能造成丢波波形靠前，可能造成丢波波形靠前，可能造成丢波(右下图右下图右下图右下图)；处理：后移波形。处理：后移波形。处理：后移波形。处理：后移波形。75非金属超声检测设备非金属超声检测设备由发射脉冲及其干扰产生，依据声时判定由发射脉冲及其干扰产生，依据声时判定由发射脉冲及其干扰产生，依据声时判定由发射脉冲及其干扰产生，依据声时判定(0(0(0(0点附近）点附近）点附近）点附近）处理：依据声时、形态、频率正确判断处理：依据声时、形态、频率正确判断处理：依据声时、形态、频率正确判断处理：依据声时、形态、频率正确判断。发射脉冲及其干扰。发射脉冲及其干扰。发射脉冲及其干扰。发射脉冲及其干扰。76超声波法检测基桩完整性超声波法检测基桩完整性l l基桩分类基桩分类l l基桩工程常见质量问题基桩工程常见质量问题l l声波透射法基本原理声波透射法基本原理l l仪器设备仪器设备l l现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素l l数据分析处理与报告编写数据分析处理与报告编写l l工程实例工程实例l lCT成像技术成像技术77现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素1 1、检测原理、检测原理78现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素 在被测桩内预埋两根或两根以上竖向相互平行的声测管作在被测桩内预埋两根或两根以上竖向相互平行的声测管作在被测桩内预埋两根或两根以上竖向相互平行的声测管作在被测桩内预埋两根或两根以上竖向相互平行的声测管作为检测通道，管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲发射为检测通道，管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲发射为检测通道，管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲发射为检测通道，管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于声测管中，由超声仪激励发射换换能器与接收换能器置于声测管中，由超声仪激励发射换换能器与接收换能器置于声测管中，由超声仪激励发射换换能器与接收换能器置于声测管中，由超声仪激励发射换能器产生超声脉冲，穿过桩体混凝土，并经接收换能器，能器产生超声脉冲，穿过桩体混凝土，并经接收换能器，能器产生超声脉冲，穿过桩体混凝土，并经接收换能器，能器产生超声脉冲，穿过桩体混凝土，并经接收换能器，由仪器接收并显示接收的由仪器接收并显示接收的由仪器接收并显示接收的由仪器接收并显示接收的超声波的波形，判读出超超声波的波形，判读出超超声波的波形，判读出超超声波的波形，判读出超声波穿过混凝土的声时、声波穿过混凝土的声时、声波穿过混凝土的声时、声波穿过混凝土的声时、接收波首波的波幅以及接接收波首波的波幅以及接接收波首波的波幅以及接接收波首波的波幅以及接收波主频等声参数，通过收波主频等声参数，通过收波主频等声参数，通过收波主频等声参数，通过桩身缺陷引起声参数或波桩身缺陷引起声参数或波桩身缺陷引起声参数或波桩身缺陷引起声参数或波形的变化，来检测桩身是形的变化，来检测桩身是形的变化，来检测桩身是形的变化，来检测桩身是否存在缺陷。否存在缺陷。否存在缺陷。否存在缺陷。79现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素2 2、声测管布置示意图、声测管布置示意图声测管的根数依据桩的直径而定，目的是在保证所声测管的根数依据桩的直径而定，目的是在保证所声测管的根数依据桩的直径而定，目的是在保证所声测管的根数依据桩的直径而定，目的是在保证所有剖面声场的覆盖范围，占桩的截面积一定比例的有剖面声场的覆盖范围，占桩的截面积一定比例的有剖面声场的覆盖范围，占桩的截面积一定比例的有剖面声场的覆盖范围，占桩的截面积一定比例的前提下，尽可能节省费用、提高检测效率。前提下，尽可能节省费用、提高检测效率。前提下，尽可能节省费用、提高检测效率。前提下，尽可能节省费用、提高检测效率。80现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素l l检测管材质的选择以透声率大，便于安装，费用较低为原检测管材质的选择以透声率大，便于安装，费用较低为原检测管材质的选择以透声率大，便于安装，费用较低为原检测管材质的选择以透声率大，便于安装，费用较低为原则。一般采用钢管、钢质波纹管、硬塑管等。则。一般采用钢管、钢质波纹管、硬塑管等。则。一般采用钢管、钢质波纹管、硬塑管等。则。一般采用钢管、钢质波纹管、硬塑管等。l l管径大于换能器的直径，一般以内径管径大于换能器的直径，一般以内径管径大于换能器的直径，一般以内径管径大于换能器的直径，一般以内径5060mm5060mm5060mm5060mm为宜。为宜。为宜。为宜。l l管子一般采用与钢筋笼架立筋焊接或绑扎的方式固定。管子一般采用与钢筋笼架立筋焊接或绑扎的方式固定。管子一般采用与钢筋笼架立筋焊接或绑扎的方式固定。管子一般采用与钢筋笼架立筋焊接或绑扎的方式固定。l l安装管子时应注意管子接头应不漏浆，内壁光滑平顺，管安装管子时应注意管子接头应不漏浆，内壁光滑平顺，管安装管子时应注意管子接头应不漏浆，内壁光滑平顺，管安装管子时应注意管子接头应不漏浆，内壁光滑平顺，管底密封。底密封。底密封。底密封。l l管子之间力求平行。管子之间力求平行。管子之间力求平行。管子之间力求平行。3.3.声测管的安装声测管的安装81现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素检测前的准备工作检测前的准备工作检测前的准备工作检测前的准备工作 多方收集基桩技术资料，如工程地质资料、基桩设计图多方收集基桩技术资料，如工程地质资料、基桩设计图多方收集基桩技术资料，如工程地质资料、基桩设计图多方收集基桩技术资料，如工程地质资料、基桩设计图纸和施工记录、监理日志等，了解施工工艺及施工过程纸和施工记录、监理日志等，了解施工工艺及施工过程纸和施工记录、监理日志等，了解施工工艺及施工过程纸和施工记录、监理日志等，了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况，这对判定异常信号产生的真实原因中出现的异常情况，这对判定异常信号产生的真实原因中出现的异常情况，这对判定异常信号产生的真实原因中出现的异常情况，这对判定异常信号产生的真实原因是十分有益的。同时还应根据调查结果和检测目的，制是十分有益的。同时还应根据调查结果和检测目的，制是十分有益的。同时还应根据调查结果和检测目的，制是十分有益的。同时还应根据调查结果和检测目的，制定相应的检测方案；定相应的检测方案；定相应的检测方案；定相应的检测方案；检测方案包括：检测方案包括：检测方案包括：检测方案包括：l l工程概况工程概况工程概况工程概况l l目的与任务目的与任务目的与任务目的与任务l l方法与技术方法与技术方法与技术方法与技术l l仪器设备仪器设备仪器设备仪器设备l l检测场地要求检测场地要求检测场地要求检测场地要求l l检测人员和时间安排检测人员和时间安排检测人员和时间安排检测人员和时间安排l l检测报告检测报告检测报告检测报告82现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素l l检测时间应满足混凝土强度龄期要求。为保证检测结果的检测时间应满足混凝土强度龄期要求。为保证检测结果的检测时间应满足混凝土强度龄期要求。为保证检测结果的检测时间应满足混凝土强度龄期要求。为保证检测结果的可靠性，一般要求混凝土灌注桩的龄期应大于可靠性，一般要求混凝土灌注桩的龄期应大于可靠性，一般要求混凝土灌注桩的龄期应大于可靠性，一般要求混凝土灌注桩的龄期应大于1414天（此时天（此时天（此时天（此时超声波波速特性参数变化已经趋于平缓）；超声波波速特性参数变化已经趋于平缓）；超声波波速特性参数变化已经趋于平缓）；超声波波速特性参数变化已经趋于平缓）；l l检测前应冲洗声测管，在孔中注满清水作为耦合剂（浑浊检测前应冲洗声测管，在孔中注满清水作为耦合剂（浑浊检测前应冲洗声测管，在孔中注满清水作为耦合剂（浑浊检测前应冲洗声测管，在孔中注满清水作为耦合剂（浑浊的水将明显加大声波衰减，使得声时延长的水将明显加大声波衰减，使得声时延长的水将明显加大声波衰减，使得声时延长的水将明显加大声波衰减，使得声时延长)，单孔超声检测，单孔超声检测，单孔超声检测，单孔超声检测时也应先进行孔内清洗；时也应先进行孔内清洗；时也应先进行孔内清洗；时也应先进行孔内清洗；l l标定超声仪从发射至接收的系统零声时；标定超声仪从发射至接收的系统零声时；标定超声仪从发射至接收的系统零声时；标定超声仪从发射至接收的系统零声时；l l用直径大于换能器的假探头对声测管疏通并记录深度，以用直径大于换能器的假探头对声测管疏通并记录深度，以用直径大于换能器的假探头对声测管疏通并记录深度，以用直径大于换能器的假探头对声测管疏通并记录深度，以保证换能器在全程范围内移动通畅；保证换能器在全程范围内移动通畅；保证换能器在全程范围内移动通畅；保证换能器在全程范围内移动通畅；l l准确测量并记录声测管内、外径和各个声测剖面两声测管准确测量并记录声测管内、外径和各个声测剖面两声测管准确测量并记录声测管内、外径和各个声测剖面两声测管准确测量并记录声测管内、外径和各个声测剖面两声测管外壁间的距离，精度为外壁间的距离，精度为外壁间的距离，精度为外壁间的距离，精度为1mm1mm。83现场检测技术方法及影响因素现场检测技术方法及影响因素依据收发换能器