声波透射法检测基桩完整性现场检测

声波透射法检测基桩完整性现场检测1.了解超声法测基桩完整性的原理；2.熟识超声法测基桩完整性的过程；3.能够通过超声法检测结果评定桩基类别。

灌注桩桩身完整性是反映桩身材料密实性和连续性的综合状况。桩身缺陷指桩身断裂、裂缝、缩径、夹泥、离析、蜂窝、松散等现象。桩身完整性类别应按划分为四类。二、实验原理

超声波透射法根据超声波透射原理，在桩身混凝土内发射并接收超声波，通过实测超声波在混凝土介质中传播的历时、波幅和频率等参数的相对变化来判定桩身完整性的检测方法。1.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。2.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能器产生超声脉冲，穿过桩体混凝土，并经接收换能器。3.由仪器接收并显示接收的超声波的波形，判读出超声波穿过混凝土后的首波声时、波幅以及接收波主频等声参数。4.通过桩身缺陷引起声参数或波形的变化，来检测桩身是否存在缺陷。三、超声检测仪器四、实验方案（一）现场准备1.检测对象准备：基桩模型；2.准备工作（1）测量桩径和声测管之间的间距并作好记录；（2）将换能器放入填满水的声测管；（3）连接好仪器设备；（4）调试仪器设备，确定运行正常；（5）打开设备准备测试。1.1

检测时间《公路工程基桩动测技术规程》规定“被检桩的混凝土龄期应大于14d”灌注桩混凝土龄期达到14d时，强度基本能达到设计强度值的70%，超声波声学参数的变化趋于平缓。公路桥梁基坑内有很多桩，检测前应要求委托方提供每一根桩的浇筑时间，进场检测的时间取决于最晚浇注的一根桩。1.2

声测管灌水项目材料密 度（g/cm3）声速（m/s）vP钢7.85940混凝土2.44500淡水

20℃0.9981481空气20

℃0.0012343声测管的布置以路线前进方向的顶点为起始点，按顺时针旋转方向进行编号和分组，每两根编为一组。ABCD1.3声测管编号1.4

声时修正d

` d l D t

ti

t0

tw

tt由超声仪测得的声时，除包括在混凝土中的传播时间外，还包括系统延迟时间、超声波在管壁及管内水中的传播时间。因此应进行声时修正，将这三个时间（有些规范或超声仪生产厂家将这三个时间统称为零声时或声时初读数）减去，得到超声波在混凝土中实际的传播时间。1.4

声时修正系统延迟时间t0取决于超声仪、换能器、电缆，三者确定后，t0就是一个定值

，t0包括以下三部分

。1）电延迟时间2）电声转换时间3）声延迟时间t0的标定方法有线性回归法和长短测距法，前者精度较高，但后者精度也能满足测桩要求。而工地上常用直接相对法。l1

(t1)l2

(t2)2 02tlt

l1t1

t01 2l

ll1t2

l2t1t0

1）t0测定：长短测距法l1

300mm，t1

214.3

sl2

600mm，t2

416.6

st0

?1.4

声时修正1）t0测定：直接相对法

D d

d /lt

ti

t0

tw

tt中间部分交叉，可直接测定系统延迟时间1.4

声时修正t0测定tw测定

D d

d /lt

ti

t0

tw

tt（2）量取管内径d`（1）量换能器直径dwvwt

d

d

vw=1483m/s1.4

声时修正t0测定tw测定tt测定4）管距

D d

d /lt

ti

t0

tw

ttld

`

30mm，d

53mm，1.4

声时修正t

ti

t0

tw

ttvi

l td

`

30mm，d

53mm，D

60mm，t0

12

s(to

tw

tt)

?

D d

d /lt

ti

t0

tw

ttl声时修正可以在检测时扣除，也可以在分析时扣除。检测前，在超声仪接口上提示输入零声时的框内输入三个时间的和，超声仪将在声时测值中自动减去该值，最后显示或存储的声时值就是在混凝土中的实际传播时间。如果检测时未进行修正，则可以在室内分析时扣除该修正值。1.4

声时修正一次性扣除•将换能器放入管中，将两管平行相靠放入水中，直接测量声时修正值。这样测出的声时应为系统延迟时间、超声波在管壁及管内水中的传播时间三者之和。这种方法虽然方便，但应注意以下两点：标定用的钢管应与桩中埋设的声测管尺寸相同；标定时应设法使换能器处于钢管的中心并且相互平行。

D d

d /lt

ti

t0

tw

tt（二）现场检测2.2仪器界面2.2仪器界面2.2仪器界面延迟时间约占1/3首波波幅大于判读线2.3参数设置采样间隔一般设置为0.4μs，大直径桩可适当增加声波发射电压应保持不变，小直径桩可设为500V，大直径桩可设为1000V测点间距不宜大于250mm。若采用自动测桩仪，测点间距一般设为100~200mm。其它：桩长、桩径、砼标号等。2现场检测1、换能器放置到桩底。2、自动采样，间隔：0.1或0.2m。3、缓慢提升，注意首波显示。自动测桩仪在电缆提升过程中，为防止电缆线打滑、跑偏，保证两根电缆同步上升，采用双压轮或类似设计，因此必须从下往上检测。从下往上检测的优点是可以保证检测的连续性。提升无侧限制件脱模一体机缺陷图像任务10.2声波透射法检测基桩完整性A B2.1.常规对测测点间距S≤250mm局部加密对测S≤100mmA高B低斜测S同加密对测A低B高斜测S同加密对测现场缺陷测试程序图11-11

扇形扫测示意图H

2.5