声波透射法测桩1

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1、一.声波透射法检测混凝土灌注桩的几种方式　　按照声波换能器通道在桩体中不同的布置方式，声波透射法检测混凝土灌注桩，可分为三种方式：1．桩内跨孔声波透射法　　首先在桩内预埋两根或两根以上的声测管，将发射、接收换能器分别置于两个声测管中（如图1-1所示）。检测时声波由发射换能器发出穿过两声测管间混凝土后被接收换能器接收，实际有效的声测范围为声波脉冲从发射换能器到接收换能器所覆盖的面积。根据两换能器高程的变化又可分为平测、斜测、扇形扫测等方式。图1-1　　另外当采用钻芯法检测大直径灌注桩桩身完整性时，可能有两个以上的钻芯孔。如果我们需要进一步了解两钻孔之间桩身混凝土质量，也可以将钻芯孔作为收、发

2、换能器通道进行跨孔声波透射法检测。2．桩内单孔折射波法　　在某些特殊情况下只有一个孔道可供检测使用，例如钻孔取芯后，我们需要进一步了解芯样周围混凝土质量，作为钻芯检测的补充手段，这时可以采用单孔检测法（如图1-2）。此时，换能器置于一个孔中，换能器间用隔声材料（或采用专用的一发双收换能器）。声波从发射换能器发出经耦合水进入孔壁混凝土表层，并沿混凝土表层滑行一段距离后，再经耦合水到达两个接收换能器上，从而测出声波沿孔壁混凝土传播的各项声学参数。图1-2　　单孔折射波法检测时，由于声传播路径较跨孔法复杂得多，须采用信号分析技术，当孔道中有钢质或其它套管时，不能采用此种方法。　　单孔测试时，有效

3、检测范围一般认为是一个波长左右（8～10cm）3．桩外跨孔声波透射法当桩的上部结构已施工或桩内没有换能器通道时，可在桩外紧贴桩边的土层中钻一孔道作为检测通道，由于声波在土中衰减很快，因此桩外孔应尽量靠近桩身。检测时在桩顶面放置一发射功率较大的发射换能器，接收换能器桩外孔中自上而下慢慢放下，声波沿桩身混凝土向下传播，并穿过桩与混凝土之间的土层，通过孔中耦合水进入接收换能器，逐点测出透射声波的声学参数。当遇到断桩或夹层时，该处以下各点声时明显增大，波幅急剧下降，以此为判断依据（如图1-3所示）。这种方法受仪器发射功率的限制，可测桩长十分有限，且只能判断夹层、断桩、缩径等缺陷，另外灌注桩桩身剖面

4、结合形状不规则，给测试和分析带来困难。图1-3　　以上三种方法中，桩内跨孔超声波透射法是一种较为成熟可靠的方法，是声波透射法检测灌注桩混凝土质量的最主要的方法，另外两种方式在检测过程的实施、数据分析上均存在不少困难，检测方法的实用性及检测数据的可靠性均较低。基于上述原因，《规范》将声波透射法的适用范围规定为适用于已埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，即适用于桩内声波跨孔透射法检测桩身完整性。二.关于声速推定桩身混凝土强度的问题　　由于混凝土声速与其强度有一定的相关性，通过建立专用“强度—声速”关系曲线来推定混凝土强度的方法已广泛应用于结构混凝土强度检测中，但作为隐蔽工程的桩与上部结构有较

5、大差别。　　“强度—声速”关系曲线受混凝土配合比、骨料品种、硬化环境等多种因素的影响，上部结构混凝土的配合比、硬化环境可以较为准确地模拟。而在桩中的混凝土由于受重力、地下水等多种因素的影响而产生离析现象，导致桩身各个区段混凝土的实际配合比产生变化，而且这种变化情况是无法预估的，因而无法对“强度—声速”关系曲线作出合理的修正。　　另一方面，声测管的平行度也会对混凝土强度的推定产生很大影响，声测管在安装埋设过程中难以保证管间距离恒定不变，检测时，我们只能测量桩顶的两管间距离，并用于计算各测点的声速，这就必然造成声速检测值的偏差。　　“强度—声速”关系一般是幂函数或指数关系，声速的较小偏差所对应

6、的强度偏差被指数放大了。所以即使在检测前已按桩内混凝土的设计配合比制定了专用“强度—声速”曲线，以实际检测声速来推定桩身混凝土强度仍有很大的误差。　　因此，《规范》在声波透射法的适用范围中，回避了桩身强度推定问题，只检测灌注桩桩身完整性，确定桩身缺陷位置、程度和范围。　　当桩径太小时，换能器与声测管的耦合会引起较大的相对误差，一般采用声透法时桩径要大于0.6m。三.混凝土声学参数与检测　　结构混凝土在施工过程中常因各种原因产生缺陷，尤其是混凝土灌注桩，由于施工难度大、工艺复杂、隐蔽性强，混凝土硬化环境及成型条件复杂，更易产生空洞、裂隙、夹杂物、局部疏松、缩径等各种桩身缺陷，对建筑物的安全和

7、耐久性构成严重威胁。　　声波透射法是检测混凝土灌注桩桩身内部缺陷评价其完整性的一种有效方法，当声波经混凝土传播后，它将携带有关混凝土材料性质、内部结构特征等有关信息，准确测定声波经混凝土传播后的各种声学参数的量值及变化，就可以推断混凝土的性能、内部结构完整性与组成等情况。　　目前，超声法检测灌注桩质量的方法已列入许多检测规范中。　　作为全国性的规范有：　　①建设部行业标准《建筑基桩检测技术规程》JGJ106-2003