声波透射法检测方法

1、声波透射法检测方法1. 依据规程：1.1建筑基桩检测技术规程JGJ 106-2003；1.2公路工程基桩动测技术规程JTG/T F81-01-2004 ；1.3超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS21:2000 ；1.4超声回弹综合法检测混凝土强度技术规范CECS 02:2005 ；2.试验目的及适用范围：2.1 目的：预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性。2.2 适用范围：本方法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。3. 试验准备：3.1 试验仪器序名称要求号圆柱状径向振动， 沿径向无指向性； 外径小1声波发射与于声测管内径， 有效工作段长度不大于 1

2、50mm；接收换能器谐振频率为 30 50kHz ；水密性满足 1MPa水压不渗水。具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以2及频率测量或频谱分析功能； 声时测量精度优声波检测仪于或等于 0.5 s，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1 200kHz ，系统最大动态范围不小于100dB 。声波发射脉3 冲为阶跃或 电压幅值为 200 1000V 矩形脉冲3.2 试验准备：现场检测前准备工作应符合下列规定：3.2.1 采用标定法确定仪器系统延迟时间。3.2.2 计算声测管及耦合水层声时修正值。3.2.3 在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。3.2.4 将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情

3、况；换能器应能在全程范围内正常升降。4. 检测步骤：现场检测步骤应符合下列规定4.1 将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处。4.2 发射与接收声波换能器应以相同标高（图 1-a ）或保持固定高差 （图1-b ）同步升降，测点间距不应大于250mm。4.3 实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。4.4 将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。4.5 在同一检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。4.6 在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测（图1-b ）

4、、扇形扫测（图1-c ）进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。nni+ini+1ia. ?2 ab. D 2ac. D?2a图 1 平测、斜测和扇形扫测示意图5. 检测结果整理：5.1 各测点的声时tc、声速v、波幅p 及主频f应根据现场检测数据，A按下列各式计算，并绘制声速- 深度（v-z）曲线和波幅 - 深度（ p -）Az曲线，需要时可绘制辅助的主频- 深度（ f - z）曲线：(1)t citit0tviltciAp i20 lg aia0f i1000Ti(2)(3)(4)式中：t ci 第 i 测点声时 ( s) ；t i 第 i 测点声时测量值 ( s) ；t 0 仪器系统延

5、迟时间 ( s) ；t 几何因素声时修正值 ( s) ；l 每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离（mm）；vi 第 i 测点声速（ km/s ）；Api 第 i 测点波幅值（ dB）；ai 第 i 测点信号首波峰值（V）；a0零分贝信号幅值（V）；f i 第 i 测点信号主频值(kHz) ，也可由信号频谱的主频求得；Ti 第 i 测点信号周期 ( s) 。5.2 声速临界值应按下列步骤计算：5.2.1将同一检测剖面各测点的声速值vi 由大到小依次排序，即v1v2vn- kvn-1 vn(5)式中v 按序排列后的第i 个声速测量值；n 检测剖面测点数；k 从零开始逐一去掉式(5) vi 序列尾部

6、最小数值的数据个数。5.2.2对从零开始逐一去掉式(5) vi 序列中最小数值后余下的数据进行统计计算。当去掉最小数值的数据个数为k 时，对包括vn-k 在内的余下的数据 v1 vn-k 按下列公式进行统计计算：v0 = vm - .sx(6)1n kvmvink i 1(7)nk12sxvi vmn k 1 i1(8)式中v0 异常判断值；Vm ( n- k) 个数据的平均值；Sx ( n- k) 个数据的标准差； 由表 1 查得的与（ n- k）相对应的系数。统计数据个数 ( n- k) 与对应的 值表 1n-20222426283032343638k1.1.1.1.1.1.1.1.1.1

7、.69737780838689919464n-42444648505254565840k1.1.2.2.2.2.2.2.2.2.96980002040507091011n-60626466687072747678k2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.13141517181920212223n- 80828486889092949698k2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.24252627282929303132n-10101111121213131414k05050505052.2.2.2.2.2.2.2.2.2.33343638394142434546n-15161718192022

8、242628k00000000002.2.2.2.2.2.2.2.2.2.475052545658616467695.2.3 将vn- k 与异常判断值0进行比较，当vn- k v0 时，vn- k 及其以后v的数据均为异常，去掉vn- k 及其以后的异常数据；再用数据1n-k-1v v重复式（ 6）（ 8）的计算步骤， 直到 vi 序列中余下的全部数据满足：vi v0(9)此时， v0 为声速的异常判断临界值vc。5.2.4声速异常时的临界值判据为：vi vc(10)当式（ 10）成立时，声速可判定为异常。5.3 当检测剖面n 个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，宜采用声速低限值判据：vi

9、 vL（ 11）式中vi 第 i 测点声速（ km/s ）；vL声速低限值（ km/s ），由预留同条件混凝土试件的抗压强度与声速对比试验结果，结合本地区实际经验确定。当式（ 11）成立时，可直接判定为声速低于低限值异常。5.4 波幅异常时的临界值判据应按下列公式计算：Am1nnA p ii 1(12)Api Am 6(13)式中：Am波幅平均值（ dB）；n 检测面测点数。当式（ 13）成立时，波幅可判定为异常。5.5 当采用斜率法的PSD值作为辅助异常点判据时，PSD值应按下列公式计算：PSD= K?t(14)Ktci 1(15)tcizizi 1t= tci tci 1(16)式中：tc

10、i第i测点声时(s)；tci1第i 1测点声时( s)；zi 第 i 测点深度（ m）；zi 1第 i 1 测点深度（ m）。根据 PSD值在某深度处的突变，结合波幅变化情况，进行异常点判定。5.6 当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频 - 深度曲线上主频值明显降低可判定为异常。5.7 桩身完整性类别应结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD判据、混凝土声速低限值以及桩身质量可疑点加密测试（包括斜测或扇形扫测）后确定的缺陷范围，按建筑桩基检测技术规范表3.5.1的规定和表 2 的特征进行综合判定。桩身完整性判定（表 2）见下页桩身完整性判定2类特征别各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于

11、低限值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；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；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波或声波接收信号严重畸变6. 检测报告：检测报告除应包括建筑桩基检测技术规范第3.5.5条内容外，还应包括：6.1 声测管布置图；6.2 受检桩每个检测剖面声速- 深度曲线、波幅- 深度曲线，并将相应判据临界值所对应的标志线绘制于同一个坐标系；6.3 当采用