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超声波法检测基桩完整性技术方法及设备 2007年9月 超声波法检测基桩完整性 基桩分类 基桩工程常见质量问题 声波透射法基本原理 仪器设备 现场检测技术方法及影响因素 数据分析处理与报告编写 工程实例 CT成像技术 桩基分类 挤土桩 部分挤土桩 非挤土桩 超声波法检测基桩完整性 基桩分类 基桩工程常见质量问题 声波透射法基本原理 仪器设备 现场检测技术方法及影响因素 数据分析处理与报告编写 工程实例 CT成像技术 基桩工程的常见质量问题 1.沉管灌注桩：锤击、振动、压力沉管 （质量不稳定，故障率高） 极易振断初凝邻桩，软件硬土层交界处尤重 桩距小于三倍桩径，使初凝砼拉裂 拔管过快，淤泥层易缩颈 动水压力作用，冒水桩演变成断桩 振动沉管用活瓣桩尖张开不灵活，砼下落不畅，断桩或密实度差 预制桩尖被卡住，吊脚桩 基桩工程的常见质量问题 2.冲、钻孔灌注桩：地下水位较高的场地，冲抓式、冲击式、回转钻式、潜钻式，成孔过程泥浆护壁，采取带隔水栓的导管水下浇灌砼 浇灌砼不连续，隔水层凝固，后结砼无法下灌，上拔导管，泥浆进入形成断桩；若冲破隔水层，造成桩身局部低劣砼。 桩径过小（<600mm），砼上升不畅，易堵管，形成断桩或钢筋笼上浮 泥浆比重不当，孔壁易坍塌 清孔不干净，孔底沉渣太厚，影响桩端承载力发挥 砼和易性不好，易离析 导管连接处漏水，形成断桩 基桩工程的常见质量问题 3.人工挖孔灌注桩：地下水丰富的场地采用时，易发生以下质量问题 地下水渗流严重的土层，护壁易崩塌。 土层出现流砂或有动水压力时，泥土随水涌出，护壁与土体脱空或引起孔形不规则 边挖孔边抽水，护壁易产生裂缝 孔较深时，不采用导管浇灌砼，砼自由下落易离析 孔底水不易抽干或未抽干时浇灌，桩尖砼被稀释，降低桩端承载力 基桩工程的常见质量问题 基桩工程的常见质量问题 基桩工程的常见质量问题 基桩工程的常见质量问题 二.干孔灌注桩的常见缺陷: 超声波法检测基桩完整性 基桩分类 基桩工程常见质量问题 声波透射法基本原理 仪器设备 现场检测技术方法及影响因素 数据分析处理与报告编写 工程实例 CT成像技术 声波透射法基本原理 经常看到从事声波透射法检测基桩完整性的同志，对测试声参量的分析判断，力不从心，难下结论，十分尴尬。出现这种局面的原因可归纳为： 对声波的一般传播规律掌握的不好； 不注重掌握施工过程的相关资料（如对灌注桩的成孔、成桩工艺及工艺过程、工程地质资料、水文地质资料等）； 缺少经验。 在此我们先说说声波的一般传播规律问题，因为你不掌握它，也就无法对混凝土中某些匀质性很差、有缺陷部位混凝土的声波传播规律全面了解，从而不得其解。 声波透射法基本原理 声学理论要系统学的起来，内容太多，但把它的一些重要的、结论性的内容加以掌握和运用，还是可以解决问题的，现在就按这样一个原则来论述。 （一）声波的性质 超声波是一种机械波。也就是弹性介质内质点弹性振动引起的波动。 混凝土声波检测主要应用纵波，即质点振动和传播方向相同的一种波动形式（另一种是传播方向与振动方向相垂直称为横波，暂不论述）。 （二）声波的传播速度 由理论计算，可知无限体的纵波声速VP如下式 （1）式中E 为弹性模量，σ为泊松比，ρ为密度。一般的混凝土密度大约在2400kg/m,泊松比约为0.23 左右，弹性模量约在3.84×104MPa 左右。 灌注桩由于生产的特殊性，其纵波声速： 水下灌注的在4000m/s上下; 干作业灌注的在4000－4500m/s。 声波透射法基本原理 一般情况: 优质的、致密、坚硬的混凝土声速高； 振捣不匀、疏松的、有缺陷的混凝土声速低。 混凝土声速与混凝土强度的关系比较复杂，国内有关科研单位的研究结果表明，其影响因素与石子的材质、粒径、养护条件有关。所以，在基桩完整性检测中，用声速直接确定混凝土强度是困难的，甚至是不科学的。但是，由上所述，至少可以根据混凝土石子的级配、石子岩性、种类等，对混凝土声速的量级有一个初步的估计，以便指导测试的正常进行。 声波透射法基本原理 （三）声波在灌注桩中的传播及特点 （声波的折射、反射、绕射、叠加） （1）声波的折射─关于斯奈尔（Snell）定律 均匀介质中,声波按着发射时的方向，一往无前的向前传播。 声波透射法基本原理 当介质不均匀，例如混凝土中存在一个夹层,如图1中的2。当纵波P由介质1入射到夹层2时，在1－2的分界面处会产生折射纵波PP,夹层2内的纵波PP传播到另一个分界面2－1时，同样要产生折射波PPP ,并进入介质1（在1－2 界面和2－1 界面，同时还有折射横波PS、PPS，暂不加讨论）。