桩基完整性(声波透射试验)试验方法.docx

1、桩基完整性（声波透射试验）2.1 一般规定（1）对于桩径小于0.6m的桩，不宜采用本方法，因为桩径较小时声波换能器与检测管的 声耦合会引起较大的相对测试误差。其桩长不受限制。（2）当出现下列情况之一时，不得采用本方法 a声测管未沿桩身通长配置 b声测管堵塞导致检测数据不全C声测管数量不符合要求受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%,且不低于 15MPa,2.2检测基本原理及方法混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。对于正常的混凝土， 声波在其中传播的速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土有缺陷时,如断裂、裂缝、夹泥和密实度差等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过,声波将发生衰减，造

2、成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低， 波幅减小，波形畸变，利用超声波在混凝土屮传播的这些声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身屮预埋24根声测管。将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中，进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土屮传播，用超声仪测出超声波的传播时间 t、波幅A及频率f等物理量，就可判断桩身结构完整性。2.3仪器设备（1）试验装置声波透射法试验装置包括超声检测仪、超声波发射及接收换能器（亦称探头）、预埋测管等，也有加上换能器标高控制绞车和数据处理计算机。其装置见图37- 21o（2）超声检测仪的技术性能应符合下列规定:接收放大系统的

3、频带宽度宜为550kHz,增益应大于lOOdB ,并带有060 （或80 ） dB的衰减器，其分辨率应为IdB,衰减器的误差应小于IdB,其档间误差应小于1%。发射系统应输出2501000V的脉冲电压,其波形可为阶跃脉冲或矩发射系统应输出2501000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围宜大于1超声检测仪：3播牧横ft*； 4-声«e5-«a«300 US,计时精度应大于1 U S,仪器必须稳定可行，2h中声时漂移不得大于±0.2 U So（3）换能器应采用柱状径向振动的换能器，将超声仪发出

4、的电脉冲信号转换成机械振动信号，其共振频率宜为 2550kHz,外形为圆柱形，外径30mm,长度200mm。换能器宜装有前置放大器，前置放大器的频带宽度宜为550kHz。绝缘电阻应达5MQ,其水密性应满足在IMPa水压下不漏水。桩径较大时，宜采用增压式柱状探头。（4）声测管是声波透射法检测装置的重要组成部分，宜采用钢管或钢质波纹管，其 内径宜为5060m。2.4测试技术（1）预埋声测管应符合下列规定:桩径800mm应埋设2根管；800mm V D W2000mm应埋设不少于3根管；桩径 D >2000mm应埋设不少于 4根管。见图37- 22声测管布置方式。声测管底端及接头应严格密封，保

5、证管外泥冰在IMPa压力下不会渗入管内。声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡,管口应髙出桩顶100mm以上,且各声测管管口高度宜一致。应采取适宜方法固定声测管，使Z成桩后相互平行。（H3T-22声«»布賈万式（2）现场检测前应测定声波检测仪发射至接收系统的延迟时间时修正值L :to,并应按下式计算声式中t " =(D-d)/Vt+(d-d" )/VwD检测管外径（mm)；d "检测管内径（mm)；d一一换能器外径（mm)；Vt检测管壁厚度方向声速（(37-52)km / S)：Vw水的声速（km / S ）；T声时修正

6、值（U将发、收换能器置于水屮，间距0.5m左右，接收信号波幅调节到二或三格，改变发、收换能器间距，测量不同距离的声时值，按时距曲线求出to值。（3）检测步骤应符合下列要求:接收及发射换能器应在装设扶正器后置于检测管内，并能顺利提升及下降。测量时上述发射与接收换能器可置于同一标高,当发射与接收换能器置于不同标高时,水平测角可取30°40测量点距2040cm。当发现读数异常时，应加密测量点距，以保证测点间声场可以覆盖 而不至漏测。发射与接收换能器应同步升降。各测点发射与接收换能器累计相对高差不应大于2cm,并应随时校正。检测宜由检测管底部开始,发射电压值应固定，并应始终保持不变，放大器增

7、益值也应始终固定不变。调节衰减器的衰减量， 使接收信号初至波幅度在荧光屏上为2或3格。由光标确定首波初至，读取声波传播时间及衰减器衰减量，依次测取各测点的声时及波幅并进行记录。一根桩有多根检测管时，应将每2根检测管编为一组，分组进行测试，见图37- 22o每组检测管测试完成后，测试点应随机重复抽测10%20%。其声时相对标准差不应大于5%；波幅相对标准差不应大于10%。并对声时及波幅异常的部位应重复抽测。2.5检测数据分析与判定（1）各测点的声时tc.声速V、波幅算，AP及主频f应根据现场检测数据，按下列各式计并绘制声速深度（vz ）曲线和波幅度（f-深度（Ap-z ）曲线，需要时可绘制辅助的

8、主频-深tciZ）曲线:to tVitciAp iai201g-Un01000式屮Ti tci第i测点声时（U S）;ti第i测点声时测量值（U S）；to仪器系统延迟时间（U S）；几何因素声时修正值（u s）；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）；aO零分贝信号幅值（v）：tl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（U s）o（2）声速界按下列步算:a将同一剖面各点的声速Vi由大到小依次排序，即(1042J)VI > v2 > vn-k

9、 > vn-l> vn式中V 按序排列后的第1个声速量;剖面点数;从零开始逐一去掉式 （10.4.2-l）vi序列尾部最小数的数据个数。b从零开始逐一去掉式（1042l）vi序列中最小数后余下的数据行 算。当去掉最小数的数据个数,包括Virk在内的余下的数据V1viik按下列公式行算:vo=vm A *sx (10.4-2-2)vmn kVin kii(10-4.2-3)Sx11 k2Vi Vm(10.4.2-4)式中VO异常判断；vm（n-k）个数据的平均；SX （n-k）个数据的准差;X 由表 10.4.2得的与（nk）相 的系数。n-k20222426283032343638

10、A1.641.691.731.771.801.831.861.891.911.94n-k40424446485052545658Z1.961.982.002.022.042.052.072.092.102.11n-k60626466687072747678A2.132.142.152.172.182.192.202.212.222.23n-k80828486889092949698A2.242.252.262.272.282.292.292.302.312.32n-k100105110115120125130135140145A2.332.342.362.382.392.412.422.432

11、.452.46n-k150160170180190200220240260280A2.472.502.522.542.562.582.612.642.672.69数据个数（nk）与的；L表 10.4.2c将vmk与异常判断vOvn-k < vO , vn-k及其以后的数据均异常,行比，当去掉vn-k及其以后的异常数据;再用数据V1vn-k-1重复式（4.22）（4.24）的 算步此时，vO为声速的异常判断临界值VCo骤，直到Vi序列屮余下的全部数据满足:(4.2-5)Vi >vOd声速异常时的临界值判据为:(4.2-6)vi W VC当式（4.2-6）成立时，声速可判定为异常。（3

12、）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:(4.3)vi < vL式屮 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（4.3）成立时，可直接判定为声速低于低限值异常。(4)波幅异常时的临界值判据应按下列公式计算:Ani A P i n(4-4-1)(4.4-2)Api < Am - 6式屮nAm波幅平均值（dB ）；检测面测点数。当式（4.4-2）成立时，波幅可判定为异常。（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:P

13、SD=K? 1t tci ci IK Zi Zi 1(4-5-1)(4-5-2)t = tci tci 1(4.5-3)式屮 tci 第i测点声时（U S）；tci- 1第i 1测点声时（U S）;zi第i测点深度（m）zi-1第1 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。（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。PSD判据、混凝土声速低限（7）桩身完整性类别应结合桩身混凝土各声学参数临界值、 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，按本规范表 3.5.1的规定和表2.6的特征进行综合判定类別特征I各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常n某一检测剖面个別测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常III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IV某一检测剖面连续多个测点的声