桩基检测技术培训讲义

1、主讲：王勇主讲：王勇一、桩基检测概论一、桩基检测概论二、桩的低应变动力检测二、桩的低应变动力检测三、声波透射检测三、声波透射检测( (一一) )在我国各类工程建设中，在我国各类工程建设中， 广泛采用桩基础广泛采用桩基础n桩基础是历史悠久、应用广泛的一种基础形式。在我桩基础是历史悠久、应用广泛的一种基础形式。在我国高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头、海上采油国高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头、海上采油平台以至核电站等工程中，都有普遍应用。平台以至核电站等工程中，都有普遍应用。n目前我国桥梁工程中最大桩径已超过目前我国桥梁工程中最大桩径已超过5 5m m，基桩入土深基桩入土深度已达度已达1001

2、00m m以上。以上。桩基础在我国高层桩基础在我国高层建筑、重型厂房、建筑、重型厂房、桥梁、港口码头、桥梁、港口码头、海上采油平台以至海上采油平台以至核电站等工程中，核电站等工程中，都得到普遍应用都得到普遍应用。（二）基桩分类（二）基桩分类按成桩方法对土层的影响分类：按成桩方法对土层的影响分类：1 1、挤土桩（打入、压入、沉管灌注桩）；、挤土桩（打入、压入、沉管灌注桩）；2 2、非挤土桩（挖孔、钻孔灌注桩）；、非挤土桩（挖孔、钻孔灌注桩）；3 3、部分挤土桩、微排土桩（、部分挤土桩、微排土桩（I I型、型、H H型钢桩、钢板桩、开口式钢管桩和螺旋桩）；型钢桩、钢板桩、开口式钢管桩和螺旋桩）；按

3、成桩方法对土层的影响分类：按成桩方法对土层的影响分类：1 1、木桩；、木桩；2 2、钢桩；、钢桩；3 3、混凝土桩；、混凝土桩；4 4、组合桩；、组合桩；按桩的功能分类：按桩的功能分类：1 1、抗轴向压桩（摩擦桩、端承桩、端承摩擦桩）；、抗轴向压桩（摩擦桩、端承桩、端承摩擦桩）；2 2、抗侧压桩；、抗侧压桩；3 3、抗拔桩；、抗拔桩；按成桩方法分类：按成桩方法分类：1 1、打入桩；、打入桩；2 2、就地灌注桩（沉管灌注桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、夯扩、就地灌注桩（沉管灌注桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、夯扩桩、复打桩）；桩、复打桩）；3 3、静压桩；、静压桩；4 4、螺旋桩；、螺旋桩；5

4、5、碎石桩；、碎石桩；6 6、水泥土搅拌桩（深层搅拌桩、粉喷桩）。、水泥土搅拌桩（深层搅拌桩、粉喷桩）。n沉管灌注桩沉管灌注桩 1 1、断裂（侧向挤土）；、断裂（侧向挤土）；2 2、拉裂（隆起）；、拉裂（隆起）； 3 3、缩颈；、缩颈；4 4、断桩离析；、断桩离析；5 5、吊脚桩；、吊脚桩；n冲、钻孔灌注桩冲、钻孔灌注桩 1 1、断桩；、断桩；2 2、离析；、离析；3 3、塌孔、缩颈、夹泥；、塌孔、缩颈、夹泥； 4 4、沉渣过厚；、沉渣过厚；n混凝土预制桩混凝土预制桩 1 1、桩身开裂；、桩身开裂；2 2、桩头打碎；、桩头打碎；3 3、挤折断；、挤折断；4 4、破裂；、破裂；（四）桩基检测技术

5、（四）桩基检测技术施工前的检测、施工中的检测、施工后的检测；施工前的检测、施工中的检测、施工后的检测；1 1、单桩竖向抗压静载试验；、单桩竖向抗压静载试验；2 2、单桩竖向抗拔静载试验；、单桩竖向抗拔静载试验；3 3、单桩水平静载试验；、单桩水平静载试验；4 4、钻芯法；、钻芯法； 7 7、动力触探法；、动力触探法； 5 5、高应变动测；、高应变动测； 8 8、声波透射法；、声波透射法；6 6、低应变动测；、低应变动测； 9 9、取样试件试验；、取样试件试验；1.1.适用范围（目的）适用范围（目的） 本方法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来本方法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来检测桩

6、身的完整性，判定桩身缺陷性质、位置及影检测桩身的完整性，判定桩身缺陷性质、位置及影响程度，判断桩端嵌固情况。响程度，判断桩端嵌固情况。2.2.基本原理基本原理 基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂窝、夹泥、桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将产生反射波，断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将产生反射波，检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征，就检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征

7、，就能判断桩的完整性。还可以根据视波速偏高对桩的能判断桩的完整性。还可以根据视波速偏高对桩的实际长度加以核对。实际长度加以核对。二、二、 桩基低应变动力检测桩基低应变动力检测 基本原理基本原理/ZEA ccA中Z为桩的广义波阻抗（单位为Ns/m）,c为桩的弹性波速度（单位为m/s），E为桩的弹性模量（单位为N/m2），为桩的质量密度（单位为kg/m3，c为桩的波特性阻抗或波阻抗率（单位为kg/m2s）。桩基低应变检测技术桩基低应变检测技术桩基动测实测曲线桩基动测实测曲线低应变动测仪器低应变动测仪器激振设备、激振设备、传感器、放传感器、放大器、信号大器、信号采集分析仪。采集分析仪。FDP204(

8、B)FDP204(B)掌上动测仪掌上动测仪目前倾向于低应变法仅目前倾向于低应变法仅能检测桩身完整性能检测桩身完整性 桩身完整性类别是按缺陷对桩身结构承载力的影响程度，桩身完整性类别是按缺陷对桩身结构承载力的影响程度，统一划分为四类的：统一划分为四类的：n一类一类桩身完整。，桩身完整。，n二类二类桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的发挥。发挥。n三类三类桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响，桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响，一般应采用其他方法验证其可用性，或根据具体情况进行一般应采用其他方法验证其可用性，或根据具体情况进行设计复核或补强处理。设

9、计复核或补强处理。n四类四类桩身存在严重缺陷，一般应进行补强处理。桩身存在严重缺陷，一般应进行补强处理。 现场检测技术现场检测技术 1 1检测前准备工作检测前准备工作 （1 1）进行现场调查，搜集工程地质资料、基桩设）进行现场调查，搜集工程地质资料、基桩设计图纸和施工记录、监理日志等，了解施工工艺及施计图纸和施工记录、监理日志等，了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况，明确被检测桩号。工过程中出现的异常情况，明确被检测桩号。 搜集工程地质资料了解桩和桩周土的刚度比大小、搜集工程地质资料了解桩和桩周土的刚度比大小、桩侧土阻尼大小、影响波形特征、影响检测深度，采取适桩侧土阻尼大小、影响波形特征、影

10、响检测深度，采取适当的措施，帮助正确地进行波行分析。当的措施，帮助正确地进行波行分析。 基桩设计图纸：了解桩型、设计砼强度、承载力、基基桩设计图纸：了解桩型、设计砼强度、承载力、基础类型，分析缺陷影响程度时参考。础类型，分析缺陷影响程度时参考。 施工记录和监理日志：施工记录和监理日志： 了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况，做到有的了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况，做到有的放矢，最终尽可能正确地分析出缺陷的类型。放矢，最终尽可能正确地分析出缺陷的类型。 明确被检测桩号：不能张冠李戴，造成被动。明确被检测桩号：不能张冠李戴，造成被动。 （2 2）根据现场实际情况选择合适的激振设备、传）根

11、据现场实际情况选择合适的激振设备、传感器及检测仪，检查测试系统各部分之间是否连感器及检测仪，检查测试系统各部分之间是否连接良好，确认整个测试系统处于正常工作状态。接良好，确认整个测试系统处于正常工作状态。 激振设备：力锤、力棒；激振设备：力锤、力棒； 锤头或锤垫材料选用工程塑锤头或锤垫材料选用工程塑料、高强度尼龙、铝、铜、铁、锤垫用橡皮；锤的质量从料、高强度尼龙、铝、铜、铁、锤垫用橡皮；锤的质量从几百克到几十千克。几百克到几十千克。 激振设备选择：根据检测对象，短桩和浅部缺陷的桩，激振设备选择：根据检测对象，短桩和浅部缺陷的桩，选用刚度较大的锤，产生的入射波的脉冲较窄，频率较高，选用刚度较大的

12、锤，产生的入射波的脉冲较窄，频率较高，分辨率高。缺点：能量衰减快，检测深度小。长桩和深部分辨率高。缺点：能量衰减快，检测深度小。长桩和深部缺陷的桩，选用刚度较小的锤，入射波的脉冲较宽，频率缺陷的桩，选用刚度较小的锤，入射波的脉冲较宽，频率较低，传播距离较大，检测深度大。缺点：分辨率较低，较低，传播距离较大，检测深度大。缺点：分辨率较低，较小缺陷发现不了。较小缺陷发现不了。 （3 3）桩顶应凿至新鲜混凝土面，并用打磨机将测点和激）桩顶应凿至新鲜混凝土面，并用打磨机将测点和激振点磨平。振点磨平。 桩顶面条件的好坏直接影响测试信号的质量和对桩身完整桩顶面条件的好坏直接影响测试信号的质量和对桩身完整性

13、判定的准确性，要求被检桩的桩顶面混凝土质量、截面性判定的准确性，要求被检桩的桩顶面混凝土质量、截面尺寸与桩身设计条件基本相同，并且干净无积水。尺寸与桩身设计条件基本相同，并且干净无积水。 灌注桩有低强度的浮浆将直接影响到传感器的安装及锤灌注桩有低强度的浮浆将直接影响到传感器的安装及锤击所产生的弹性波在桩顶部分的传播，因此必须清除干净，击所产生的弹性波在桩顶部分的传播，因此必须清除干净，以露出干净的混凝土表面为准。以露出干净的混凝土表面为准。 预应力管桩：当法兰盘与桩身混凝土之间结合密实时，预应力管桩：当法兰盘与桩身混凝土之间结合密实时，可不进行处理，若有松动和破损现象，必须用电锯截除，可不进行

14、处理，若有松动和破损现象，必须用电锯截除，不可凿除；不可凿除； 检测前将被检测桩顶部与相邻的垫层或承台断开，避免检测前将被检测桩顶部与相邻的垫层或承台断开，避免因垫层或承台连接造成波的散射，使波形复杂化。因垫层或承台连接造成波的散射，使波形复杂化。 测点和激振点磨平问题。测点和激振点磨平问题。 （4 4）应测量并记录桩顶截面尺寸。）应测量并记录桩顶截面尺寸。 确定检测点数确定检测点数 目的目的 帮助分析判断帮助分析判断 （5 5）混凝土灌注桩的检测宜在成桩）混凝土灌注桩的检测宜在成桩14d14d以后进行。以后进行。 建设部和铁道部规定：至少达到设计强度的建设部和铁道部规定：至少达到设计强度的7

15、0%70%，且不小于，且不小于15MPa.15MPa. （6 6）打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行。打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行。 2 2传感器安装规定传感器安装规定（1 1）传感器的安装可采用石膏、黄油、橡皮泥等耦合剂，）传感器的安装可采用石膏、黄油、橡皮泥等耦合剂，粘结应牢固，并与桩顶面垂直。粘结应牢固，并与桩顶面垂直。传感器安装的好坏对采集信息的影响很大，粘结层应可传感器安装的好坏对采集信息的影响很大，粘结层应可能薄。传感器底面与桩顶应紧密接触，不得用手接触传能薄。传感器底面与桩顶应紧密接触，不得用手接触传感器，在信号采集过程中不得产生滑移或松动。感器，在信号

16、采集过程中不得产生滑移或松动。 （2 2）对混凝土灌注桩，传感器宜安装在距桩中心）对混凝土灌注桩，传感器宜安装在距桩中心2/32/3半半径处，传感器与激振点的距离桩不宜小于径处，传感器与激振点的距离桩不宜小于1/21/2半径，且避半径，且避开钢筋笼主筋的影响。开钢筋笼主筋的影响。 （3 3）当桩径）当桩径D D800mm800mm时应设置时应设置2 2个测点；当桩径个测点；当桩径800800D D1250mm1250mm时应设置时应设置3 3个测点；当桩径个测点；当桩径12501250D D2000mm000mm时时应设置应设置4 4个测点。个测点。 （4 4）对预应力混凝土管桩应在两条相互垂

17、直的直径上）对预应力混凝土管桩应在两条相互垂直的直径上各布置各布置2 2个测点。个测点。 3 3激振时的规定激振时的规定 （1 1）混凝土灌注桩、混凝土预制桩的激振点宜在桩顶中心部）混凝土灌注桩、混凝土预制桩的激振点宜在桩顶中心部位；预应力混凝土管桩的激振点和传感器安装点与桩中心连位；预应力混凝土管桩的激振点和传感器安装点与桩中心连线的夹角应为线的夹角应为9090。 （2 2）激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定。短桩或浅）激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定。短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振；长桩、大直径桩或部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振；长桩、大直径桩或深部缺陷桩的检测宜

18、采用重锤宽脉冲激振，也可采用不同的深部缺陷桩的检测宜采用重锤宽脉冲激振，也可采用不同的锤垫来调整激振脉冲宽度。锤垫来调整激振脉冲宽度。 （3 3）采用力棒激振时，应自由下落；采用力锤敲击时，应使）采用力棒激振时，应自由下落；采用力锤敲击时，应使其作用力方向与桩顶面垂直。其作用力方向与桩顶面垂直。 4 4检测工作规定检测工作规定 （1 1）采样频率和最小的采样长度应根据桩长和波形分析确定。）采样频率和最小的采样长度应根据桩长和波形分析确定。采样点数不少于采样点数不少于10241024点，采样间隔为点，采样间隔为10-50010-500s。 对于时域信号，采样频率越高，则采集数字信号越接近模拟对于

19、时域信号，采样频率越高，则采集数字信号越接近模拟信号，越有利于缺陷位置的判别。时域记录的时间段长度应信号，越有利于缺陷位置的判别。时域记录的时间段长度应不小于不小于2L/C+5ms2L/C+5ms，幅频信号分析的频率范围上限不应小于，幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz2000Hz。 （2 2）各测点的重复检测次数不应少于）各测点的重复检测次数不应少于3 3次，且检测波形次，且检测波形具有良好的一致性。具有良好的一致性。 （3 3）当干扰较大时，可采用信号增强技术进行重复激）当干扰较大时，可采用信号增强技术进行重复激振，提高信噪比；当信号一致性差时，应分析原因，排除振，提高信噪比；当

20、信号一致性差时，应分析原因，排除人为和检测仪器等干扰因素，重新检测。人为和检测仪器等干扰因素，重新检测。 （4 4）对存在缺陷的桩应改变检测条件重复检测，相互）对存在缺陷的桩应改变检测条件重复检测，相互验证。验证。 位置位置 仪器仪器 人员人员 五、检测数据分析与判定五、检测数据分析与判定 1 1桩身完整性分析宜以时域曲线为主，辅以频域分析，并桩身完整性分析宜以时域曲线为主，辅以频域分析，并结合施工情况（工艺、成孔及灌注记录等）、岩土工程勘察结合施工情况（工艺、成孔及灌注记录等）、岩土工程勘察资料和波形特征等因素进行综合分析判定。资料和波形特征等因素进行综合分析判定。 不同混凝土强度等级的反射

21、波波速经验值不同混凝土强度等级的反射波波速经验值 4 4混凝土灌注桩采用时域信号分析时，应结合有关施工混凝土灌注桩采用时域信号分析时，应结合有关施工和岩土工程勘察资料，正确区分由扩径处产生的二次同相反和岩土工程勘察资料，正确区分由扩径处产生的二次同相反射与因桩身截面渐扩后急速恢复至原桩径处的一次同相反射，射与因桩身截面渐扩后急速恢复至原桩径处的一次同相反射，以避免对桩身完整性的误判。注意：土层影响会出现此情况。以避免对桩身完整性的误判。注意：土层影响会出现此情况。 5 5对于嵌岩桩，当桩端反射信号为单一反射波且与锤击脉对于嵌岩桩，当桩端反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相时，应结合岩土工程

22、勘察和设计等有关资料以及冲信号同相时，应结合岩土工程勘察和设计等有关资料以及桩端同相反射波幅的相对高低来推断嵌岩质量，必要时采取桩端同相反射波幅的相对高低来推断嵌岩质量，必要时采取其他合适方法进行核验。其他合适方法进行核验。 6 6桩身完整性的分析当出现下列情况之一时，宜结合桩身完整性的分析当出现下列情况之一时，宜结合 其他检测方法：其他检测方法： （1 1）超过有效检测长度范围的超长桩，其测试信号不能明确反）超过有效检测长度范围的超长桩，其测试信号不能明确反 映桩身下部和桩端情况。映桩身下部和桩端情况。 （2 2）桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩。）桩身截面渐变或多变，且变化

23、幅度较大的混凝土灌注桩。 （3 3）当桩长的推算值与实际桩长明显不符，且又缺乏相关资料）当桩长的推算值与实际桩长明显不符，且又缺乏相关资料加以解释或验证。加以解释或验证。 （4 4）实测信号复杂、无规律，无法对其进行准确的桩身完整性）实测信号复杂、无规律，无法对其进行准确的桩身完整性分析和评价。分析和评价。 （5 5）对于预制桩，时域曲线在接头处有明显反射，但又难以判）对于预制桩，时域曲线在接头处有明显反射，但又难以判定是断裂错位还是接桩不良。定是断裂错位还是接桩不良。n 典型曲线 混凝土灌注桩的桩身常见缺陷时程曲线波形特征 1离析，12，C1C2，A1=A2，同相，波形不规则，频率较低，第一

24、反射波与初始波同相，后续反射信号杂乱，能量较弱，一般不掩盖缺陷下部桩身出现的较大的第二缺陷信号，但如果本身是第二缺陷，则信号易被第一缺陷掩盖；桩深部出现，则不易分辨。 2断裂或夹层，12，C1C2，A1=A2，同相，近水平断裂或夹泥缺陷严重时，反射波波形尖锐，相位与初始相位同相，且能量强，主频率单一夹高频成份似正弦波形，下半幅稍弱，在桩身可连续追踪二次以上等距多次反射波，难以判定桩底反射。多次反射能量逐步衰减，易于掩盖桩身第二缺陷。角度较大的斜形断裂除具上述特征外，波形呈斜状非正弦形。若二个以上断裂并存时，波形畸变，能量相互干涉，除第一断裂位置易于判断外，难以判定第二断裂位置，且出现若干个小振

25、幅，不规则高频率波形。另外，单一的断裂或夹泥缺陷较微时，定义为裂缝，则反射振幅小，能量弱。 3桩底沉渣过厚，12，C1C2，A1=A2，同相，在端承桩情况下，若采集到较强的清晰桩尖响应信号，并与初始波同相位，此时，应判定桩底沉渣较厚，超过规范要求，因为正常情况下的端承桩，通常桩尖响应几乎无反映或微弱反映。如桩底沉渣清除特别干净，且和基岩接触，此时桩尖响应相位与初始波反相。 4扩颈，1=2，C1=C2，A1A2，反相，波阻抗面反射波与初始相位反相，波形较规则，一般似正弦形，上半幅较小，偶尔仅见下半幅半波。如扩颈下紧接小于桩横截面的缩颈时，缩颈反射波形与初始波反向，之后出现不规则、中频率反射波，无

26、明显缩颈特征波出现。这是由于，下行的压缩应力波行程遇到突缩的位置时，扩颈处的积聚的能量形成桩间反射，有少量于缩颈波阻抗面反射到桩头，另一小部分则透射到缩颈以下介质中。扩缩颈波阻抗面波阻抗互消，且能量相互干涉，故无法追踪到倍程信号的反射波。第三缺陷更不易分辨。 5缩颈，1=2，C1=C2，A1A2，同相，波阻抗面反射波相位与初始波同相，波形一般比较规则，主频突出单一，较缓，似正弦波形，下半幅能量相对较弱，偶仅见上半幅半波。振幅能量随缩颈程度大小相应强弱。如果作为某桩身的第一缺陷，只要有足够的能量显示，无论位于浅部或深部，一般均易于判断。如果缩颈下紧接一扩颈缺陷，此时，缩颈的程度被削弱，扩颈也不易

27、分辨。另外，缩颈若为的桩单侧部位，桩头传感器和敲击位于完好一侧时，反射波形上虽有反映，但能量也明显变弱，因此，当采集到某工程桩的缩颈信号时，必须移动传感器和变换敲击位置，再行采样。 工程实例工程实例 三、三、 灌注桩声波检测灌注桩声波检测基桩成孔后，灌混凝土之前，在桩内预埋若干根声测管作基桩成孔后，灌混凝土之前，在桩内预埋若干根声测管作为声波发射和接收换能器的通道，在桩身混凝土灌注若干为声波发射和接收换能器的通道，在桩身混凝土灌注若干天后开始检测，用声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的间天后开始检测，用声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的间距逐点检测声波穿过桩身各截面的声学参数，然后对这些距逐点检测声

28、波穿过桩身各截面的声学参数，然后对这些检测数据进行处理，分析和判断，以确定桩身混凝土缺陷检测数据进行处理，分析和判断，以确定桩身混凝土缺陷的位置、程度，从而推断桩身混凝土的完整性的位置、程度，从而推断桩身混凝土的完整性。 当一定频带宽的超声脉冲在砼结构中传播时，将会产生当一定频带宽的超声脉冲在砼结构中传播时，将会产生一系列现象。所有这些信息可以由声传播速度和接收信一系列现象。所有这些信息可以由声传播速度和接收信号强度、波形来表征它所反映的被测材料的粘弹力学特号强度、波形来表征它所反映的被测材料的粘弹力学特性及缺陷的性质。因此，采用适应的超声检测方法，可性及缺陷的性质。因此，采用适应的超声检测方

29、法，可用来评价桩基的质量、浇注均匀性、缺陷的范围及性质用来评价桩基的质量、浇注均匀性、缺陷的范围及性质等等 。 超声法检测灌注桩混凝土质量是近超声法检测灌注桩混凝土质量是近1010多年逐渐发展起来多年逐渐发展起来的一种检测方法。它具有以下优点：的一种检测方法。它具有以下优点： 1 1）检测细致，结果准确可靠；检测细致，结果准确可靠；2 2）不受桩长桩径限制；不受桩长桩径限制；3 3）无盲区声测管埋到什么部位就可检测什么部位，包）无盲区声测管埋到什么部位就可检测什么部位，包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度；括桩顶低强区和桩底沉渣厚度；4 4）毋须桩顶露出地面毋须桩顶露出地面即可检测，方便施工；即可检测

30、，方便施工；5 5）可估算混凝土强度。）可估算混凝土强度。 正因为如此，虽然该方法需预埋声测管，费用较高，但正因为如此，虽然该方法需预埋声测管，费用较高，但仍然得到广泛采用，特别是桥梁。高层建筑的大型、特仍然得到广泛采用，特别是桥梁。高层建筑的大型、特大型灌注桩的检测。大型灌注桩的检测。 JLJLTVTV数字超声电视数字超声电视 钻孔超声波自动连续扫描检测的国际领先设备钻孔超声波自动连续扫描检测的国际领先设备 超声检测设备：超声检测设备：换能器（发射换换能器（发射换能器、接收换能能器、接收换能器）和超声仪器）和超声仪n1.1.混凝土声（波）速混凝土声（波）速c c一般在一般在400040005

31、000m5000ms s之间变化。混凝土强之间变化。混凝土强度度f f与波速与波速c c之间有较好的相关性。混凝土强度越高，其波速也越之间有较好的相关性。混凝土强度越高，其波速也越快。理论与实验都证实，物体的密实性越好，孔隙率越低，其波快。理论与实验都证实，物体的密实性越好，孔隙率越低，其波速越高。对混凝土来说，密实性越好，孔隙率越低，其强度必然速越高。对混凝土来说，密实性越好，孔隙率越低，其强度必然越高。因此，混凝土强度和波速之间也有相关性。越高。因此，混凝土强度和波速之间也有相关性。n 2 2当知道当知道f fc c之间的关系曲线后，测出结构物混凝土的波速就之间的关系曲线后，测出结构物混凝

32、土的波速就可以推算结构物混凝土的强度可以推算结构物混凝土的强度。 当混凝土无缺陷时，混凝土是连续体，超声波在其中正常传当混凝土无缺陷时，混凝土是连续体，超声波在其中正常传播。当换能器正对着缺陷时，情况就不一样了。由于缺陷播。当换能器正对着缺陷时，情况就不一样了。由于缺陷（空洞、蜂窝区）的存在，混凝土连续性中断，缺陷区与混（空洞、蜂窝区）的存在，混凝土连续性中断，缺陷区与混凝土之间成为界面（空气与混凝土）。在这界面上，超声波凝土之间成为界面（空气与混凝土）。在这界面上，超声波传播情况发生变动发生反射、散射与绕射。超声波经过缺陷传播情况发生变动发生反射、散射与绕射。超声波经过缺陷后接收波声学参数将

33、发生如下变化：后接收波声学参数将发生如下变化： 空洞、松散等缺陷部位测得的声速要比正常部位小空洞、松散等缺陷部位测得的声速要比正常部位小 接收波振幅的变化接收波振幅的变化n由于缺陷对声波的反射或吸收比正常混凝土大，所以当超声波由于缺陷对声波的反射或吸收比正常混凝土大，所以当超声波通过缺陷后，衰减比正常混凝土大，即接收波的振幅将减少。通过缺陷后，衰减比正常混凝土大，即接收波的振幅将减少。因此，和声时（速）一样，根据接收波首波振幅的异常变化也因此，和声时（速）一样，根据接收波首波振幅的异常变化也可以发现缺陷的存在。可以发现缺陷的存在。n如果传播路径中遇到裂缝，由于裂缝对声波的强烈反射，只有如果传播

34、路径中遇到裂缝，由于裂缝对声波的强烈反射，只有很少的声波通过裂缝，接收波振幅将大大降低，振幅的变化可很少的声波通过裂缝，接收波振幅将大大降低，振幅的变化可以较灵敏地发现裂缝的存在。以较灵敏地发现裂缝的存在。 n对接收波信号的频谱分析证明，不同质量的混凝土对超声脉对接收波信号的频谱分析证明，不同质量的混凝土对超声脉冲波中的高频分量的吸收、衰减不同。因此，当超声波通过冲波中的高频分量的吸收、衰减不同。因此，当超声波通过不同质量的混凝土后，接收波的频谱（各频率分量的幅度）不同质量的混凝土后，接收波的频谱（各频率分量的幅度）也不同，质量差或有内部缺陷、裂缝的混凝土，其接收波中也不同，质量差或有内部缺陷、裂缝的混凝土，其接收波中高频分量相对减少而低频分量相对增大，接收波的主频