浅谈声波透射法桩基检测.doc

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1、浅谈声波透射法桩基检测摘要: 此文我主要结合工程施工及检测实际情况，简单阐述了应用声波透射法进行灌注桩质量检测的基本原理和测试技术. 关键词:声波透射法; 检测原理;混凝土桩基;桩基检测; 引言:灌注桩是一种重要的基础形式，由于施工工艺、地质条件等因素，桩身缺陷是影响工程质量的一个重要问题，易给工程留下严重的隐患。超声波法是利用埋在桩身中的声测管，通过声波发射头和接收传感器来测试桩身各个断面的波速，从而可以得到一个波速剖面和波形图，根据波速剖面和波形图以定量评定桩身质量。 1. 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

2、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中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，是在桩身中预埋2～4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中传播，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. 适用范围 声波透射法适用于检测桩径大于0.6m混凝土灌注桩的完整性，因为桩径较小时，声波换能器 与

3、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。 3. 仪器设备 3.1 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。 3.2 超声检测仪的技术性能应符合下列规定 接收放大系统的频带宽度宜为5～50kHz，增益应大于100dB，并带有0～60（或80）dB的衰减 器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1％。发射系统应输出250～1 000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩发射系统应输出250～1 000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。显示系统应

4、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300μs，计时精度应 大于1μs，仪器必须稳定可行，2h中声时漂移不得大±0.2μs。 3.3 换能器 换能器应采用柱状径向振动的换能器，将超声仪发出的电脉冲信号转换成机械振动 信号，其共振频率宜为25～50kHz，外形为圆柱形，外径Φ30mm，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5～50kHz。绝缘电阻应达5MΩ，其水密性应满足在 1MPa水压下不漏水。桩径较大时，宜采用增压式柱状探头。 3.4 声测管     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、塑料管或钢质 波纹管，其内径宜为50～

5、60m。 4. 测试技术 4.1 预埋声测管应符合下列规定     桩径0.6～1.0m应埋设双管；1.0～2.5m应埋设三根管；桩径2.5m以上应埋设四根。声测管底端及接头应严格密封，保证管外泥冰在1MPa压力下不会渗入管内。上端应加盖。声测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，检测管之间应互相平行,在检测管内应注满清水。 4.2  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t0，并应按下式计 算声时修正值t′ t′=(D-d)/Vt+(d-d′)/Vw 式中：D——检测管外径（mm）； d′——检测管内径（mm）； d——换能器外径（mm）； Vt——检测管壁厚度方向声

6、速（km／s）； Vw——水的声速（km／s）；  T——声时修正值（μs）。 将发、收换能器置于水中，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t0值。 4.3 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，其水 平测角可取30°～40°。测量点距20～40cm。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

7、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2。  每组检测管测试完成后，测试点应随机重复抽测10％～20％