基桩超声波检测技术.ppt

基桩质量检测技术 超声波法 超声波简介 当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹（hz）。人类耳朵能听到的声波频率为20～20khz。当声波的振动频率大于20khz或小于20hz时，我们便听不见了。因此，我们把频率高于20khz的声波称为“超声波”。 部分材料的声波波速 灌注桩常见质量问题 1、桩身完整性方面，常见缺陷有：夹泥、断裂、缩颈、扩径、混凝土离析及桩顶混凝土密实性较差等。 2、嵌岩桩，影响桩底支承条件的质量问题，常见缺陷有：灌注混凝土前清孔不彻底；孔底沉渣，影响承载能力。 检测依据 1、《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004） 2、《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003 J256-2003） 3、《港口工程桩基动力检测规程》（JTJ 249-2001） 4、《铁路工程基桩检测技术规程》（TB 10218-2008） 检测内容、目的 1、检测灌注桩中声测管之间混凝土的缺陷位置及影响程度。2、判定桩身完整性类别。 适用范围 适用于直径不小于800mm的混凝土灌注桩的完整性检测。 1、桩径小，声测管间距也小，测试误差相对较大 2、 预埋声测管可能引起附加的灌注桩施工质量问题 检测原理 检测原理 ◆当混凝土内存在不连续界面时，缺陷面形成波阻抗界面，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低； ◆当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等缺陷时，将产生波的散射和绕射； ◆根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内混凝土的密实度参数。 ◆测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内混凝土存在缺陷的性质、大小及空间位置和参考强度。 混凝土的声学参数 ◆声时值（声速值） 由于混凝土缺陷主要是由于灌注时混入泥浆或混入自孔壁坍落的泥、砂所造成的，缺陷区的夹杂物声速较低，或声阻抗明显低于混凝土的声阻抗。因此，超生脉冲穿过或绕过缺陷时，声时值增大。增大的数值与缺陷的尺度大小有关，所以声时值是判断缺陷有无和计算缺陷大小的基本物理量。 混凝土的声学参数 ◆波幅 即第一个半波的幅值。当波束穿过缺陷区时，部分声能被缺陷内所含物所吸收，部分声能被缺陷的不规则表面反射和散射，到达接收传感器的声能明显减少，反映为波幅降低。实践表明：波幅对缺陷的存在非常敏感，是判断缺陷有无的重要参数。 由于振幅值的大小还取决于仪器设备性能、所处状态、耦合情况以及测距的大小，所以很难有一个统一的度量标准，同条件相对比较。 混凝土的声学参数 ◆频率 由于声波仪激发的超声脉冲信号是复频超声脉冲，包含了一系列不同频率成分的余弦波分量，当超声脉冲穿过缺陷区时，声脉冲中的高频部分首先被衰减，导致接收信号主频下降，其下降百分率与缺陷的严重程度有关，也作为缺陷判断的重要依据。 主频下降的多少除与混凝土缺陷有关外，还与传播距离、混凝土本身性质有关。同条件相对比较。 混凝土的声学参数 ◆波形 接收波形产生畸变的原因复杂，由于缺陷区的干扰，部分超声脉冲波被多次反射而滞后到达接收传感器，这些波束到达接收传感器的时间参差不齐，相位也不尽一致，叠加后造成接收波形的畸变。一般将波形畸变作为缺陷定性分析依据及判断缺陷的参考指标。 仪器设备 ◆检测仪：一发一收、一发多收；发射最大电压值不小于1000V，可调。 ◆传感器：径向振动换能器；径向水平面无指向性；1MPa水压下能正常工作；直径；导线有长度标注。 声测管埋设技术 声测管埋设技术 ◆D≤1500mm，按等边三角形布置埋设三根声测管；D＞1500mm，按正方形布置埋设四根声测管。 ◆采用金属管，内径比换能器外径大15mm，采用螺纹连接，不漏水。 ◆牢固焊接或绑扎在钢筋笼内侧，相互平行、定位准确，埋设至桩底，管口高出桩顶300mm以上。管底封闭，管口加盖。 ◆以路线前进方向的顶点为起始点，按顺时针方向进行编号、分组。 检测前的准备 ◆收集工程地质资料、基桩设计图纸和施工记录、监理日志等了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况。 ◆制定检测方案。 ◆混凝土龄期大于14d。 ◆声测管内灌满清水（衰减、延时），保证畅通。 ◆标定声波仪发射至接收的系统延迟时间。 ◆测量声测管内、外径和相邻声测管外壁间的距离，±1mm。 ◆利用取芯孔量代替声测管时，应进行孔内清洗。 检测方法 检测方法 检测方法 ◆测点间距不宜大于250mm。 ◆发射与接收换能器同标高同步升降，累计误差不应大于20mm，随时校正。 ◆同一根桩检测过程中，发射电压保持不变（可比性）。 ◆异常部位，采用水平加密、等差同步或扇形扫测等方法进行细测，结合波形分析确定桩身混凝土