基桩声波透射法检测作业指导书

河南省杰翱地球物理工程检测有限公司作业指导书文件编号：JAGS/C－Ⅲ―19―2013版本/修订：第C版/第0次修订标题：基桩声波透射法实施细则第1页共7页颁布日期：2013年3月31日1前言为严格执行低应变检测规范（规程），不断提高基桩低应变检测水平，使相应技术标准的执行更具有可操作性，特按《安全作业管理程序》（JAGS/C－Ⅱ―16―2013）、《现场检测控制程序》（JAGS/C－Ⅱ―17―2013）编制本作业指导书，并作为《质量手册》的一部分，与其一并颁布执行。本作业指导书则应和相应的技术标准一同执行使用。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。3技术标准中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）。4检测目的检测桩身结构的完整性，判定桩身是否存在缺陷、缺陷的程度及其位置。5检测原理声波是弹性波的一种，若视混凝土介质为弹性体，则声波在混凝土中的传播服从弹性波传播规律，由发射探头发射的声波经水的耦合传到测管，再在桩身混凝土介质中传播后，到接收端的测管，再经水耦合，最后到达接收探头。由于液体或气体没有剪切弹性，只能传播纵波，因此超声波测桩技术采用的是纵波分量。

探头发射的声波会在发射点和接收点之间形成复杂的声场，声波将分别沿不同的路径传播，最终到达接收点，其走时都不尽相同。但在所有的传播路径中总有一条路径，声波走时最短，接收探头接收到该声波时，形成信号波形的初始起跳，一般称为“初至”，当桩身完好时，可认为这条路径就是发射探头和接收探头的直线距离，是已知量；而初至对应的声时扣去声波在测管、水之间的传播时间以及仪器系统延迟时间，可得声波在两测管间混凝土介质中传播的实际声时，并由此可计算出所对应的声速。当桩身存在断裂、离析等缺陷时，破坏了混凝土介质的连续性，使声波的传播路径复杂化，声波将透过或绕过缺陷传播，其传播路径大于直线距离，引起声时的延长，而由此算出的波速将降低。另外，由于空气和水的声阻抗远小于混凝土的声阻抗，声波在混凝土中传播过程中，遇到蜂窝、空洞或裂缝等缺陷时，在缺陷界面发生反射和散射，声能衰减，因此接收信河南省杰翱地球物理工程检测有限公司作业指导书文件编号：JAGS/C－Ⅲ―19―2013版本/修订：第C版/第0次修订标题：基桩声波透射法实施细则第2页共7页颁布日期：2013年3月31日号的波幅明显降低，频率明显减小。再者，透过或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。综上所述，当桩身某一段存在缺陷时，接收到的声波信号会出现波速降低、振幅减少、波形畸变、接收信号主频发生变化等特征。

超声波透射法桩基检测就是根据混凝土声学参数测量值的相对变化，分析、判别其缺陷的位置和范围，评定桩基混凝土质量类别。6检测仪器6.1声波发射与接收换能器应符合下列要求：6.1.1圆柱状径向振动，沿径向无指向性；6.1.2外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于1506.1.3谐振频率为30～50kHz；6.1.4水密性满足1MPa水压不渗水。6.2声波检测仪应符合下列要求：6.2.1具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能；6.2.2声时测量精度优于或等于0.5μs，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；6.2.3声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。6.3本公司应用于检测仪器为ZBL-U520型非金属超声检测分析仪。6.4仪器设备的管理执行《设施和环境条件控制程序》（JAGS/C－Ⅱ―15―2013）。6.5检测必须使用经标定的仪器，并且检测（使用）日期必须在标定的有效日期之内。（即仪器三色管理标签为“绿色”标签状态下的仪器。）7现场检测7.1收集资料按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）第3章的要求及基桩检测业务联系单表式收集项目资料。8.2.3将vn-k与异常判断值v0进行比较，当vn-k≤v0时，vn-k及其以后的数据均为异常，去掉vn-k及其以后的异常数据；再用数据v1～vn-k-1重复式的计算步骤，直到vi序列中余下的全部数据满足：vi＞v0河南省杰翱地球物理工程检测有限公司作业指导书文件编号：JAGS/C－Ⅲ―19―2013版本/修订：第C版/第0次修订标题：基桩声波透射法实施细则第6页共7页颁布日期：2013年3月31日此时，v0为声速的异常判断临界值vc。8.2.4vi≤vc当上式成立时，声速可判定为异常。8.2.5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＜vL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。当上式成立时，可直接判定为声速低于低限值异常。8.3波幅异常时的临界值判据应按下列公式计算：(4.4-1)Api＜Am–6(4.4-2)式中Am——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。8.4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∙Δt(4.5-1)(4.5-2)Δt=tci－tci－1(4.5-3)式中tci——第i测点声时(μs)；tci－1——第i－1测点声时(μs)；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。8.5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。8.6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，按本规范表3.5.1的规定和表4.7的特征进行综合判定。桩身完整性判定类别特征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Ⅱ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8.7检测报告除应包括规范第.1声测管布置图；8.7.2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；8.7.3当采用主频值或PSD值进行辅助分析判定时，绘制主频-深度曲线或PSD曲线，8.7.4缺陷分布图示。河南省杰翱地球物理工程检测有限公司作业指导书文件编号：JAGS/C－Ⅲ―19―2013版本/修订