声波透射法讲义-蔡洪美

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1、基桩声波透射法蔡洪美高级工程师单位：福建省建设工程物探试验检测中心总工程师联系电话：13860610052QQ：273092961主要依据：《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003适用范围：适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。抽样原则：对端承型大直径灌注桩，应在上述两款规定的抽检桩数范围内，选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。抽检数量不应少于总桩数的10%。2原　理由发射换能器（探头）在砼内激发高频波，并用接收换能器记录波在砼内传播过程中的波动特征．当砼内存在不连续或破损界面时如松散、蜂窝、孔洞、夹层时，将使波产生

2、散射、反射、透射及绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，经过处理分析就能判别测区内砼的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。3超声波频率次声波的频率小于20HZ；人耳能听到的正常声波为20HZ-20000HZ;超声波的频率大于20kHz4仪器设备主要包手三个部分：发射换能器、接收换能及主机5传播路径6仪器轻便;抗干扰能力强;观测准确度高、结果直观可靠;不受桩长限制，可以在桩身中上下移动测试;无盲区，包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度;详细查明桩内部缺陷与性质、深度位置、范围大小、严重程度;可估算混凝土强度等主要优点7存在缺点要预埋声测管，在实

3、际施工过程中有的工地将声测管绑在钢筋笼上而钢筋笼又没有完全放到底部，这样就导致桩底混凝土情况无法探测到。由于声测管不可能埋入岩层中，故桩底嵌岩情况不能测量到。对于超长桩，由于安装声测管存在各方面的不可预料的因素，常常会导致堵管而无法测试。8D≤800mm，2根管。800mm＜D＜2000mm，不少于3根管。D＞2000mm，不少于4根管。式中D——受检桩设计桩径。声测管埋设数量基本规定9与低应变区别传播方向：低应变沿桩身纵截面传播，超声波沿横截面传播；波长：低应变的波长为米级的(0.5-2.0m)，超声波的波长为厘米级的(4-8cm)．频率：低应变的频率从几百到几千Hz，超声波一般

4、为30-50kHz10低应变与超声波的互校如果某根桩动测定为Ⅳ类，请问超声波一定能测出Ⅲ或Ⅳ吗？答：不一定，因为二者的测试方向不同，超声波只能测出有一定宽度的缺陷．11波速比较检测中用到的三种方法：高应变、低应变及声波透射法，它们波速之间的关系基本上是：高应变波速＜低应变波速＜超声波波速12波束扩散角声波在平面上假定是可以全方位扩散，但是竖直方向上，它的扩散受到波长及换能器长度的制约，计算公式如下：13波长计算假设超声波频率为40kHz，波速为4500m/s，请问波长多少？假设动测波的频率为3kHz，波速为3600m/s，请问波长多少？根据公式14分贝dB与放大倍数的关系：总放大量

5、=20*lg(k1*k2*…*k3)dB放大倍数计算15常见介质波速通过了解常见介质的波速，有助于对砼缺陷的判断．当砼内有空洞，则波速会大幅度下降；当测得声速很大，如大于6000m/s，则一定是管斜了；当声测位于5000-6000之间时，有可能上粗骨料集中或管斜了。钢筋5900m/s砼4500m/s水1500m/s空气340m/s石灰石6100m/s16波幅分析波幅的高低受到仪器、传感器灵敏度及发射能量的影响，不能说90db的桩质量一定比100db的桩身质量好．不同厂家的换能器具有不同的分贝初始值．不同的换能器、不同的桩径它们之间的波幅值是没有可比性的。波幅的衰减性受到桩材不均匀性

6、、声波传播路径、点源距离影响，所以，同一根桩，不同的管距，其波幅是不一样的。17波幅算例波幅本质上反映的是声压大小，规范规定，当波幅小于平均值6db时，可定为异常点．若平均波幅Am=90db，当A=84db时，测点声压比值为多少？据18管距计算受到各方因素的影响，声测管在桩头经常会歪掉，使桩顶管距与实际偏离较大．作为一个检测人员，应该知道各种直径桩的标准管距．例如，对于1000mm径的管桩，当三个管距的管距为800mm、700mm及830mm时，则明显是错误的．19管距算例桩直径为1000mm，钢筋笼内径900mm，声测管直径为50mm，因为三根管夹角均为120度（AB均表示声测管

7、园心位置）。经计算可得：OB=425mm，AB=2*cos30*425=736mm，再减掉管直径50mm，得到管距为686mm。20系统延迟时间计算将发射、接收换能器平行悬于清水中，测得不同点源距离时的声时分别为：L1=20cm时，t1=132μs，L2=30cm时，t2=196μs，仪器系统延迟时间t0：L1/(t1-t0)=L2/(t2-t0)得t0=4μs21声测线排水体积规范规定：管口应高出桩头10mm以上．这个规定只是个最小值，实际操作中是不够的．例如，对于