基樁的聲波透射法檢測

基樁的聲波透射法檢測1．基本原理及方法混凝土是由多種材料組成的多相非勻質(zhì)體。對于正常的混凝土，聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的，當(dāng)傳播路徑遇到混凝土有缺陷時(shí)，如斷裂、裂縫、夾泥和密實(shí)度差等，聲波要繞過缺陷或在傳播速度較慢的介質(zhì)中通過，聲波將發(fā)生衰減，造成傳播時(shí)間延長，使聲時(shí)增大，計(jì)算聲速降低，波幅減小，波形畸變，利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學(xué)參數(shù)的變化，來分析判斷樁身混凝土質(zhì)量。聲波透射法檢測樁身混凝土質(zhì)量，是在樁身中預(yù)埋2～4根聲測管。將超聲波發(fā)射、接收探頭分別置于2根導(dǎo)管中，進(jìn)行聲波發(fā)射和接收，使超聲波在樁身混凝土中傳播，用超聲儀測出超聲波的傳播時(shí)間t、波幅A及頻率f等物理量，就可判斷樁身結(jié)構(gòu)完整性。2．適用范圍聲波透射法適用于檢測樁徑大于0.6m混凝土灌注樁的完整性，因?yàn)闃稄捷^小時(shí)，聲波換能器與檢測管的聲耦合會(huì)引起較大的相對測試誤差。其樁長不受限制。3．儀器設(shè)備（1）試驗(yàn)裝置聲波透射法試驗(yàn)裝置包括超聲檢測儀、超聲波發(fā)射及接收換能器（亦稱探頭）、預(yù)埋測管等，也有加上換能器標(biāo)高控制絞車和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)。其裝置見圖37－21。（2）超聲檢測儀的技術(shù)性能應(yīng)符合下列規(guī)定：接收放大系統(tǒng)的頻帶寬度宜為5～50kHz，增益應(yīng)大于100dB，并帶有0～60（或80）dB的衰減器，其分辨率應(yīng)為1dB，衰減器的誤差應(yīng)小于1dB，其檔間誤差應(yīng)小于1％。閃發(fā)射系統(tǒng)應(yīng)輸愈出望25托0飯～拖1000萌V醋的脈沖電壓，萌其波形架可為階躍脈沖毅或矩發(fā)射系統(tǒng)澤應(yīng)輸僅出插25寬0無～寬1000在V辜的脈沖滔電壓，其波形膜可為階躍脈沖擠或矩形脈沖。緩顯示系統(tǒng)應(yīng)同斥時(shí)顯示接收波當(dāng)形和聲波傳播爐時(shí)間，其顯示贏時(shí)間范圍宜大寸于倒30勺0何μ微s旬，計(jì)時(shí)精度應(yīng)扎大貨于狡1珠μ愁s惑，儀器必須穩(wěn)帆定可行岔，附2萄h第中聲時(shí)漂移不銅得大桿于妙±0末.2燃μ尊s砌。雅（蜻3盟）換能器應(yīng)采崇用柱狀徑向振袍動(dòng)的換能器，形將超聲儀發(fā)出血的電脈沖信號(hào)創(chuàng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振眼動(dòng)信號(hào)，其共廟振頻率宜爆為未2馳5息～客50零kHz俱，外形為圓柱四形，外滾徑卡Φ膨30壞mm故，涼長仁度條200洪mm礎(chǔ)。換能器宜裝滾有前置放大器思，前置放大器鼠的頻帶寬度宜歇為盟5魚～善50丘kHz肢。絕緣電阻應(yīng)莊達(dá)盆5M集Ω壇，其水密性應(yīng)畫滿足蒸在卸1MP輩a兄水壓下不漏水刊。樁徑較大時(shí)排，宜采用增壓因式柱狀探頭。榨（頁4幟）聲測管是聲燭波透射法檢測岡裝置的重要組歲成部分，宜采介用鋼管、塑料輩管或鋼質(zhì)波紋剛管，其內(nèi)徑宜柔為聰5透0估～潔60發(fā)m稱。4．測試技術(shù)馳（祖1跡）預(yù)埋聲測管絨應(yīng)符合下列規(guī)該定：鳴樁徑疏0.6鄉(xiāng)～宗1是.0m蹈應(yīng)埋設(shè)雙管裳；大1糞.0委～篇2嶺.5m錄應(yīng)埋設(shè)三根管濁；樁徑超2.5m其以上應(yīng)埋設(shè)四鈴根。見抵圖降3猛7斯－牲2置2毯聲測管布置方米式。駕聲測管底端及格接頭應(yīng)嚴(yán)格密依封，保證管外昆泥冰網(wǎng)在呀1MP牢a匹壓力下不會(huì)滲銳入管內(nèi)。上端計(jì)應(yīng)加蓋。扮聲測管可焊接竄或綁扎在鋼筋超籠的內(nèi)側(cè)，檢消測管之間應(yīng)互努相平行。善在檢測管內(nèi)應(yīng)西注滿清水。殖（喜2康）現(xiàn)場檢測前繞應(yīng)測定聲波檢緊測儀發(fā)射至接姻收系統(tǒng)的延遲夏時(shí)間神t旨0霸，并應(yīng)按下式芹計(jì)算聲時(shí)修正盾值采t符ˊ問：自t書ˊ偶=(D-d)浸/V旗t惰+(d-d偉ˊ澤)/V冰w巖屯底蜘償再(37-5瓦2)跡式家中魂集D隱―黨―浪檢測管外徑（深mm勤）短；普鵲d厚ˊ阻―杏―畜檢測管內(nèi)徑（搬mm匙）；數(shù)d魚―煉―痛換能器外徑（度mm未）魚；轟V薪t恨―舒―喊檢測管壁厚度盜方向聲速（補(bǔ)km托／脊s俱）；務(wù)V夾w飯―穗―或水的聲速（浮km恭／啄s汪）恨；發(fā)腰T刪―鹽―炭聲時(shí)修正值（渾μ們s懸）。榆將發(fā)、收換能進(jìn)器置于水中，亞間距愿0或.5m淹左右，接收信垮號(hào)波幅調(diào)節(jié)到獨(dú)二或三格，改秒變發(fā)、收換能搭器間距，測量澤不同距離的聲絮時(shí)值，按時(shí)距動(dòng)曲線求出泊t幣0陜值。月（止3圾）檢測步驟應(yīng)緒符合下列要求遼：邊接收及發(fā)射換獄能器應(yīng)在裝設(shè)異扶正器后置于產(chǎn)檢測管內(nèi)，并村能順利提升及凱下降。帥測量時(shí)上述發(fā)偷射與接收換能掃器可置于同一呆標(biāo)高，當(dāng)發(fā)射核與接收換能器鋼置于不同標(biāo)高頃時(shí)，其水平測蘭角可象取彼30雅°炊～山40抹°箱。勻測量點(diǎn)漢距剛2芹0芬～紫40委cm莫。當(dāng)發(fā)現(xiàn)讀數(shù)知異常時(shí)，應(yīng)加?jì)D密測量點(diǎn)距，供以保證測點(diǎn)間巷聲場可以覆蓋綢而不至漏測。水發(fā)射與接收換俊能器應(yīng)同步升色降。各測點(diǎn)發(fā)鏈射與接收換能譯器累計(jì)相對高柜差不應(yīng)大于鍬2芹cm稍，并應(yīng)隨時(shí)校雙正。桑檢測宜由檢測飯管底部開始，疲發(fā)射電壓值應(yīng)壯固定，并應(yīng)始葵終保持不變，送放大器增益值夏也應(yīng)始終固定染不變。調(diào)節(jié)衰吐減器的衰減量耀，使接收信號(hào)鵝初至波幅度在椒熒光屏上蚊為薪2青或蠢3獎(jiǎng)格。由光標(biāo)確前定首波初至，佩讀取聲波傳播禁時(shí)間及衰減器扎衰減量，依次許測取各測點(diǎn)的稿聲時(shí)及波幅并瞞進(jìn)行記錄。狹一根樁有多根怒檢測管時(shí)，應(yīng)爭將連每話2怕根檢測管編為伸一組，分組進(jìn)慎行測試，見蔑圖痛3碧7容－伯2恒2片。裙每組檢測管測獅試完成后，測晉試點(diǎn)應(yīng)隨機(jī)重柴復(fù)抽貼測鈔1耐0旦％記～申2糕0劈％。其聲時(shí)相隨對標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)狐大稈于棗5扔％；波幅相對鬧標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)大危于鐵1礙0孕％。并對聲時(shí)勢及波幅異常的擦部位應(yīng)重復(fù)抽彎測。測量的相培對標(biāo)準(zhǔn)差可按武下式計(jì)算獻(xiàn)：船浙址綠軍貌視太咸葉暫網(wǎng)圈輛(37-5定3)津崗輔示悠(37-康54)太式中悅σ式t么ˊ周―燃―頭聲時(shí)相對標(biāo)準(zhǔn)溉差局；污σ捏A宵ˊ―姻―頭波幅相對標(biāo)準(zhǔn)娃差；汽t牌ˊ―鏈―傅第輔i必個(gè)測點(diǎn)聲時(shí)原腥始測試值西（刪μ筒s炊）磁；婦A善ˊ―府―旅第室i有個(gè)測點(diǎn)波幅原棵始測試值（坊dB?。?；合t獸ji果－－第言i乒個(gè)測點(diǎn)第韻j圈次抽測聲時(shí)值匪（序μ倆s統(tǒng)）箏；摸A磚ji橋―句―逃第詠i里個(gè)測點(diǎn)第智j數(shù)次抽測波幅值注（綱dB觀）。眼5區(qū)．檢測數(shù)據(jù)的例處理與判定汁（拆1貝）由現(xiàn)場所測育的數(shù)據(jù)應(yīng)繪制癢聲時(shí)－深度曲否線及波幅（衰憑減值）－深度摘曲線。其聲時(shí)慰t獸c裙及聲環(huán)速陣V勒P鄙應(yīng)按下列公式址計(jì)算：栽t登c勺=t-t寬o截-t漢ˊ有闊京捕柳僵譜(37-5杯5)橋V轎p布=l/t億c因朋泊槳團(tuán)恨葵閥(37-堅(jiān)56)考式湊中羊炊t他c盈―反―艇混凝土中聲波灰傳播時(shí)間（起μ沸s芹）；沾t吼―暴―考聲時(shí)原始測試重值（辨μ取s嫁）；誠t場0鑄―嗽―稍聲波檢測儀發(fā)默射至接收系統(tǒng)貧的延遲時(shí)間（霉μ掌s聰）；梯t基ˊ遙―獻(xiàn)―震聲時(shí)修正值（符μ存s奇）；連l眨―礦―蠻兩個(gè)檢測管外液壁間的距離補(bǔ)(摸mm辱)拌；炕V撫P遼—亡混凝土聲速（份km柴／計(jì)s恢）。村（槳2支）樁身完整性稱應(yīng)按下列規(guī)定摟判定：追應(yīng)采用聲時(shí)平化均共值公μ涂t屬與聲冬時(shí)耗2查倍標(biāo)準(zhǔn)添差唉σ吉t問之和作為判定送樁身有無缺陷能的臨界值；并拳應(yīng)按下列公式蹈計(jì)算：糊宿鞏凡份汗柳貫柱賀(返37-57)妨棵鳥安嗎(37起-58)談式?jīng)_中灶勺n消―心―撤測點(diǎn)數(shù)調(diào)；充頸t擇ci鳥―殃―責(zé)混凝土中第盯i藝測點(diǎn)聲波傳播浮時(shí)間（蓮μ晨s什）雅；突μ螞t罰―簡―或聲時(shí)平均值買（雷μ絞s默）撓；寬當(dāng)英σ脹t鎖―銅―全聲時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差。咽亦可按聲時(shí)－遵深度曲線相鄰派測點(diǎn)的斜建率稼K盞tz以及相鄰兩點(diǎn)聲司時(shí)差恥值磚Δ棵t裕的乘盈積威K津tz選·跨Δ桂t錘作為缺陷的判擁據(jù)農(nóng)：漠抬徒脊K鉗tz傲=(t衣ci順-t急ci-1怒)/(Z側(cè)i趟-Z沉i-1拉)淘餓吵攻袋(37槽-59)真△偉t=t低ci匙-t桌ci-1勾爸蝦貌漢插腫(3外7-60)熔K令tz襯·巖Δ仗t攻=(益t吵ci扛-t脹ci-1歉)斥2破/(頭Z癢i酬-Z形i-1師)偵槳憤頌(37-非61)鋪式你中儀翻t夕ci劉―忘―購第借i頸測點(diǎn)的聲時(shí)（飾μ乏s招）館；駐續(xù)t躁ci-1努―帝―軌第黎i泡－竹1亡測點(diǎn)的聲時(shí)（撤μ蝦s出）；兆Z抽i跡―據(jù)―爹第漏i廈測點(diǎn)的深度（古m摩）攪；枯Z六i樸－限1偉―彩―萄第亂i偽－量1雜測點(diǎn)的深度（鐘m櫻）。獸K劍tz濕·狠Δ到t涉值能在聲時(shí)－個(gè)深度曲線上明罷顯地反映出缺痰陷的位置及性蠟?zāi)?，可結(jié)合影μ殃t瘦＋浴2貓σ喉t恩值進(jìn)行綜合判票定。擔(dān)波幅（衰減量腦）比聲速對缺沃陷反應(yīng)更靈敏換，可采用接收耍信號(hào)能量平均火值的一半作為把判斷缺陷臨界議值。波幅值以攏衰減器的衰減逐量任q啄表示。波幅判身斷的臨界值健q創(chuàng)D上有下列關(guān)系：斑q攝D件=壽μ是q蘿-6敞手類羅論(37-6星2)狠趟吉它飲偏(37-玩63)納式誤中心帆咽μ扯q睜―糕―省衰減量平均值抽（跨dB莖）；爬q拔i拔―查―滾第盯i猾測點(diǎn)的衰減量松（死dB涼）；慈n紹―誦―嶼測點(diǎn)數(shù)。橫對超越臨界值服的測區(qū)應(yīng)進(jìn)行寸缺陷分析與判羨斷。貧樁的完整性宜派采用上述判據(jù)裙，并輔以接收懼波形的視頻率捎做進(jìn)一步的綜甚合判定。在作潮出缺陷判定后雀，如需判定樁服身缺陷尺寸及銜空間分布，宜社進(jìn)一步采用多片點(diǎn)發(fā)射，不同搜深度接收的扇咱形測量法，用欺多條交會(huì)的聲臟線所測取的波奇速及波幅的異聰常加以判定。6．工程實(shí)例茄福州某特大橋紗樁基礎(chǔ)進(jìn)行聲英波透射法檢測非，現(xiàn)場測試工迫作于凈199諒7君年時(shí)3至月準(zhǔn)1踏6疏日燃完成。撐擬建場地位于讀福州峽南，大例橋基礎(chǔ)采用沖篩鉆孔灌注樁，界被測樁編號(hào)股為紅Z驢4蹲－竊5無＃拾，，樁徑欺Ф眼2500雞mm蓮，樁長比45.3m噸，樁身混凝土工強(qiáng)度等原級(jí)慚C2云5滑，樁端持力層統(tǒng)為微風(fēng)化巖，煌土層自上而下穿為：粗砂，砂基夾淤泥，砂卵奴石，微風(fēng)化巖霉，詳見該工程牢地質(zhì)勘察報(bào)告珍。費(fèi)聲波透射法按展《基樁低應(yīng)變箱動(dòng)力檢測規(guī)程跨》移（漿JG貿(mào)J固／帥T93-9眾5安）有關(guān)規(guī)定進(jìn)央行，樁內(nèi)埋打設(shè)遲4墻根測管，通過涼測量整個(gè)樁身譯檢測區(qū)域內(nèi)的新超聲波傳播時(shí)縱間，觀察接收感到的信號(hào)幅度勇變化，來分析粉判斷樁身結(jié)構(gòu)世完整性。本次懲檢測采癥用勾CT連S屋－傻2膏5丸型非金屬超聲襯檢測儀，該樁鋼基中一對測向覆的聲時(shí)－深度丟曲線見癥圖倒3乒7濁－乖2目3魚。鼓該樁同時(shí)采用象反射波法進(jìn)行雕檢測，所用儀蓄器為美疲國丑PD抄I渴公司生產(chǎn)尾的頓PI姥T壯樁基完整性檢孤驗(yàn)儀，實(shí)測時(shí)因域曲線見流圖陜3書7洪－賄2蹤4棉。斷根據(jù)聲波透射才法檢測結(jié)果分東析，樁頂谷下唇7竿～弟7輔.5m哄處綢，艦16言.5旺～忍17以.5m約處及孫28.0檢～怪32四.0m突處均有明顯的倚波峰，前兩個(gè)煌波峰處遠(yuǎn)其著K往tz姥·藍(lán)Δ救t騾值