声波透射法检测技术方案
声波透射法检测技术规范
声波透射法检测技术规范17.1 适用范围17.1.1声波透射法适用于已预埋两根或两根以上声测管、且桩径不小于0.6m的混凝土灌注桩桩身完整性检测及混凝土地下连续墙的墙身完整性检测，判定桩身及墙身缺陷的位置、范围和程度。
17.1.2声波透射法也适用于基桩经钻芯法检测后需进一步了解具有两个或两个以上钻芯孔之间的混凝土质量的检测。
17.1.2【条文说明】基桩声波透射法检测是利用声波的透射原理对桩身混凝土介质状况进行检测，当桩径小于0.6m时，声测管的声耦合会造成较大的测试误差，因此该方法适用于桩径不小于0.6m。
由于桩（墙）内跨孔测试误差高于上部混凝土的检测，且桩（墙）身混凝土纵向各部位硬化环境不同，粗细骨料分布不均匀，因此该方法不宜用于推定桩（墙）身混凝土强度。
17.2 仪器设备17.2.1声波发射与接收换能器应符合下列规定：l 圆柱状径向振动，沿径向无指向性；2 外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于150mm；3 谐振频率为30-60kHz；4 水密性满足lMPa水压不渗水。
17.2.1【条文说明】声波换能嚣有效工作面长度指起到换能作用的部分的实际轴向尺寸，该长度过大将夸大缺陷实际尺寸并影响测试结果。
换能嚣的谐振频率越高，对缺陷的分辨率越高，但高频声波在介质中衰减快，有效测距变小。
选配换能嚣时，在保证有一定的接收灵敏度的前提下，原则上尽可能选择较高频率的换能器。
提高换能器谐振频率，可使其外径减少到30mm以下，有利于换能器在声测管中升降顺畅或减小声测管30~60kH声波发射频率的提高，将使声波穿透能力下降。
所以，本规程仍推荐目前普遍采用的30一60kHz的谐振频率范围。
桩中的声波检测一般以水作为耦合剂，换能器在1MPa 水压下不渗水也就是在100m水深能正常工作，这可以满足一般的工程桩检测要求．对于超长桩，宜考虑更高的水密性指标。
当测距较大接收信号较弱时，宜选用带前置放大器的接收换能器，也可采用低频换能器，提高接收信号的幅度。
声波透射法检测技术方案
基桩声波透射法检测技术方案1 检测目的目的是检测混凝土灌注桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。
2 检测标准〔1〕广东省标准《建筑地基基础检测规范》DBJ15-60-2008；〔2〕国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）。
3 检测数量根据上述有关规范和设计的要求，本工程各标段检测数量见下表2。
各标段基桩声波透射法检测数量表2具体检测数量及检测桩号由建设单位、监理单位会同有关各方根据施工记录及现场情况综合考虑后确定。
4 验证与扩大检测(1)当对声波透射法检测结果有异议时，可重新组织声波透射法检测，或在同一基桩进行钻芯法验证。
(2)当检测结果不满足设计要求时，应进行扩大抽检。
扩大抽检应采用原抽检用的检测方法或准确度更高的检测方法。
当因未埋设声测管而无法采用声波透射法扩大检测时，应采用钻芯法。
扩大抽检的数量应按不满足设计要求的桩数加倍抽检。
当采用高应变和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时，应按原抽检比例扩大抽检。
当Ⅲ、Ⅳ类桩之和不于抽检桩数的20%时，应研究确定处理方案或扩大抽检的方法和数量。
(3)验证检测和首次扩大抽检后，应根据检测结果，由监理单位或建设单位会同检测、勘察、设计、施工单位共同研究确定处理方案或进一步抽检的方法和数量。
当对检测结果有怀疑或有争议但又不具备重新检测和验证检测条件时，应由监理单位或建设单位会同检测、勘察、设计、施工单位共同研究确定处理方案。
5 基本原理超声波透射法检测混凝土质量的原理是事先在桩内预埋若干条声测管，作为超声波接收和发射换能器的通道。
检测时在一个管内放入发射超声波的发射探头，在另一个管内放入接收超声波的接收探头。
两个探头由底部往上同步提升，仪器记录超声波在由二管组成的砼测面内传播的声学特征。
根据波的到达时间，幅度大小，频率变化及波形畸变程度，经过分析处理，从而判定出砼质量状况，存在缺陷的性质、大小及空间位置、砼匀质性。
声波透射法检测技术
声波透射法检测技术混凝土超声检测目前主要采用所谓“穿透法”，即用一发射换能器重复发射超声脉冲波，让超声波在所检测的混凝土中传播，然后由接收换能器接收。
当超声波经混凝土中传播后，它将携带有关混凝土材料性能、内部结构及其组成的信息。
准确测定这些参数的大小及变化，可以推断混凝土性能、内部结构及其组成情况。
目前在混凝土检测中所常用的声学参数为声速（波速）、振幅、频率以及波形。
还有一声学参数——衰减系数，在现场检测中上难以运用，通常只用于室内试验研究中。
1）声速（波速）：声速即超声波在混凝土中传播的速度。
它是混凝土超声检测中一个主要参数。
混凝土的声速与混凝土的弹性性质有关，也与混凝土内部结构（孔隙、材料组成）有关。
不同组成的混凝土，其声速各不相同。
一般来说，弹性模量越高，内部越是致密，其声速也越高，而混凝土的强度也与它的弹性模量、孔隙率（密实性）有密切关系，因此对于同种材料与配合比的混凝土，强度越高，其声速也越高。
2）振幅：振幅一般指接收到的超声波能量。
接收波的振幅与接收换能器处被测声压成正比，所以接收波振幅反映了接收到的声波的强弱。
在发出的超声波强度一定的情况下，振幅值的大小反应了超声波在混凝土中衰减的情况。
而超声波的衰减情况又反映了混凝土粘塑性能。
混凝土是弹—粘—塑性体，其强度不仅和弹性性能有关，也和其粘塑性能有关，因此，衰减大小，即振幅高低也能在一定程度反映混凝土的强度。
3）频率：在超声检测中，由于电脉冲激发出的声脉冲信号是复频超声脉冲波，它包含了一系列不同频率成分的余弦波分量。
这种含有各种频率成分的超声波在传播过程中，高频成分首先衰减（被吸收、散射）。
超声波愈往前传播，其所包含的高频分量愈少，则波的主频率也逐渐下降，主频的下降还与混凝土本身的性质（质量、强度）和内部是否存在缺陷、裂缝等有关。
4）波形：波形系指在屏幕上显示的接收波形。
当超声波在传播过程中碰到混凝土内部缺陷、裂缝或异物时，由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化，直达波、反射波、绕射波等各类波相继达到接收换能器，它们的频率和相位各不相同，这些波的叠加会使波形畸变。
JGJ106 声波透射法
tci = ti − t0 − t
'
vi =
l tci
'
ai Api = 20⋅ lg a0
1000 fi = Ti
14
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：分析与判定
分析与判定（2-1）声速临界值（判据） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 数据排序 截去明显小值 计算判据 检验 截去小值 重复 3，4，5 得到临界值
12
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：现场检测
现场检测（3）：检测要点 • 考虑声测管壁和水对声时的延迟。
D − d d − ds t = + Vp Vw
'
• 发射与接收换能器系统延迟校正
13
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：分析与判定
分析与判定（1）检测值 • 声时 • 声速 • 波幅 • 主频
6
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：检测方法
缺陷范围的确定（二）
7
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：适用范围
适用范围： JGJ 106-2003：已预埋声测管的 混凝土灌注桩 完整性 缺陷的程度与范围 JGJ/T 93-95 ：混凝土灌注桩 桩径 > 0.6 完整性
8
建筑基桩检测技术规范
(ti − ti−1)2 Z = K ⋅ ∆t = (hi − hi−1)
这是一个对缺陷边沿敏感的量，配合声 时或声幅判据使用
20
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：分析与判定
分析与判定（7）示例
21
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：分析与判定
桩基检测中声波透射法检测技术
桩基检测中声波透射法检测技术摘要：桩基检测工作作为质量管控的一种手段，在我国现阶段建筑工程中的越来越重要，检测方法和检测仪器也由原来单一粗放型向多向专业型转变。
这就对桩基检测工作提出了更为精细化专业化的要求。
例如大直径灌注桩质量检测工作就会涉及传统的低应变检测，钻芯法检测静载荷试验以及现代的声波透射法检测，我们必须熟悉每一个检测方法才能准备把控好我们桩基检测数据的有效性和真实性。
由于篇幅有限，以下对桩基检测中声波透射法检测技术进行了探讨，以供参考。
关键词：桩基检测；声波透射法；检测技术引言桩基础是工程项目生产建设中的基础形式，具有隐蔽工程的特征，在实际施工中，施工工艺流程相对复杂，在自然环境、地质水文条件、施工设备、施工技术、施工人员等多重因素影响下，容易造成质量控制不到位的情况。
由于桩基础作为工程项目整体质量水平的关键环节，所以，对桩基础的检测十分关键。
1声波透射法的基本原理超声波检测属于非破坏性检测技术，不会对被测物体的结构产生破坏。
在实际施工中，超声波透射法需要对声测管进行预埋，并通过换能器对固定频率超声波进行发射，从而使电能能够转换为机械能，确保超声波能量能够沿竖向方向对混凝土桩进行穿透。
换能器在接收超声波之后，可以将机械能转换成相应的电能信号，并通过检测仪对波速和波幅进行显示，从而为判断桩基缺陷提供依据。
根据超声波在不同介质当中的传播特性，超声波的波形变化、传播速度，与桩身混凝土完整性有着密切联系。
当超声波波形和波幅变化相对较小时，则说明混凝土的桩身完整性良好；反之，则说明混凝土桩身完整性较差。
2影响超声波透射法应用的因素超声波透射法应用中的测试方法具有明显的检测要。
首先，要求在桩基内部预埋声测管，保证声测管的垂直度及尺寸能够放置径向换能器顺利到达桩底。
其次，声测管的数量及分布能准确放映整根桩的成桩质量。
一方面，在实际应用中，会受到声测管质量的影响，尤其在保护不及时、声测管遭到损坏等情况下，仪器的探头会发生卡住的现象，而且，在各类材料如土块、砂浆等进入声测管后会对其造成堵塞现象，从而影响基检测结果，包括杂质混入后的换能器耦合不正常、波幅受到异常干扰等。
声波透射法检测技术方案
声波透射法检测技术方案1.信号发射和接收：使用声源产生一定频率的声波信号，并通过传感器接收反射信号。
2.信号处理：通过将接收到的信号与参考信号进行比较和处理，得到声波在材料中的传播速度和衰减等参数。
3.数据分析：对测得的声波传播参数进行分析，通过与基准参数进行对比或与模型进行匹配，判断材料结构和缺陷的状态。
4.结果显示：将分析得到的结果以图形或数字的形式进行显示和记录，便于后续的分析和评估。
声波透射法检测技术的优势在于非破坏性、快速、准确。
相比于传统的检测方法，如可视检查、X射线检测等，声波透射法无需对材料进行破坏性取样，可以在不影响材料完整性的情况下进行检测。
同时，该技术可以快速获取检测结果，且准确性高，可以对材料的微小缺陷进行检测和评估。
声波透射法检测技术可以应用于多种不同材料和结构的检测。
在金属材料方面，可以用于检测焊接缺陷、裂纹、腐蚀等问题。
在混凝土结构方面，可以用于评估混凝土的强度、密实度和内部缺陷等。
在陶瓷材料方面，可以用于检测陶瓷制品的致密性、材料均匀性和内部结构等。
为了提高声波透射法检测技术的准确性和可靠性，可以采用以下技术措施：1.多通道接收：多个传感器同时接收声波信号并进行处理，提高信号接收的准确性和稳定性。
2.激励信号优化：通过对激励信号的设计和优化，可以提高材料中声波信号的传播效果，增强检测的灵敏度和分辨率。
3.数据处理算法改进：结合机器学习等技术，对测得的声波信号进行更精确的处理和分析，提高检测结果的准确性和可信度。
4.声学传感器优化：采用更高质量的传感器，优化传感器的结构和特性，提高传感器的灵敏度和响应速度。
综上所述，声波透射法检测技术是一种应用广泛的无损检测技术，具有非破坏性、快速和准确的特点。
通过合理设计的信号发射和接收系统，以及优化的数据处理算法和检测参数，可以提高声波透射法检测技术的准确性和可靠性，为材料质量控制和结构评估提供可靠的检测手段。
基桩声波透射法检测实施细则
6.1.1.4声测管应直接固定于钢筋笼内侧，且互相平行、定位准确，并埋设至桩底。为减少偏差，宜在声测管之间焊接少量等长水平撑杆；
6.1.1.5声测管的接头，宜采用保证接头处不漏浆的螺纹连接法，管底应密封、平齐，管口应加盖，以防泥浆及杂物落入管内；
6.1.1.6检测前应先将检测管注满清水作为耦合剂，检测时准备2桶清水加注声测管内。
9.3桩身完整性判定细则
I类桩：各声测剖面每个测点的声速、波幅均大于临界值；声速或波幅存在轻微异常，实测波形畸变不明显。
II类桩：某一声测剖面个别测点的声速、波幅均略小于临界值；声速和波幅参数均存在轻微异常，实测波形畸变较明显；声速或波幅参数存在较明显异常，实测波形畸变较明显。
III类桩：某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值小于临界值，PSD值变大；声速和波幅参数均存在较明显异常，实测波形畸变明显；在某一深度50cm范围内声速或波幅参数存在明显异常，实测波形畸变明显。
5.3主要仪器设备的操作及注意事项见“RS-ST01D（P）跨孔超声检测仪操作规程”（FLQ-WI-规-81）。
6试验前的准备工作
6.1测试对象的准备
6.1.1接受测试的桩应先做好检测通道的埋设。声波透射法验桩是以预埋的声测管作为换能器的通道，通过水的耦合，发射和接收超声波的信号，根据信号的变化情况判断桩身的质量，故在桩身施工的同时要预埋声测管，具体要求如下：
7检测步骤和方法
7.1检测前准备工作
在灌注桩砼强度满足测试要求（即被检桩的混凝土龄期应有14d或混凝土强度至少达到设计强度的70%且不小于15MPa）后方可进行声波透射法检测工作，为使检测工作安全、顺利地进行，甲方会同监理、施工单位在检测单位进场前做好以下准备工作：
声波透射法检测技术方案
声波透射法检测技术方案引言声波透射法是一种非破坏性检测技术，广泛应用于工程领域。
本文将介绍声波透射法检测技术的原理、应用范围和具体实施方案。
原理声波透射法是利用声波在材料中传播的特性进行检测的方法。
当声波穿过材料时，其会与材料中的缺陷或界面发生相互作用，从而导致声波的传播特性发生变化。
通过分析声波的传播特性，可以判断出材料中存在的缺陷或界面情况。
声波透射法主要包括以下几个步骤：1.发射声波：通过声源产生一定频率和幅度的声波信号，并将其传播到待检测材料中。
2.接收声波：在待检测材料的另一侧，设置接收器接收由待检测材料传播的声波信号。
3.分析信号：通过分析接收到的声波信号，提取其中的特征参数，并与已知的缺陷特征进行比较，从而判断材料中存在的缺陷情况。
4.输出结果：根据分析结果，输出相应的检测报告或图像，指导后续的维修或处理工作。
应用范围声波透射法检测技术广泛应用于以下领域：1.结构工程：用于检测建筑物、桥梁等工程结构中的裂纹、腐蚀、错位等缺陷，评估结构的健康状况。
2.金属材料：用于检测金属材料中的焊缝、夹杂物等缺陷，评估材料的质量和可靠性。
3.基岩工程：用于检测隧道、坝体等基岩结构中的裂纹、岩层接触面等缺陷，评估工程的安全性。
4.航空航天：用于检测飞机、火箭等航空航天器件中的缺陷，提高器件的可靠性和安全性。
技术方案声波透射法检测技术的实施方案包括以下几个步骤：1.前期准备：确定待检测物体的类型和材料，选择合适的声波源和接收器。
确定检测的目标和范围。
2.检测参数设置：根据待检测物体的特性和要求，设置声波的频率、幅度等参数；设置接收器的位置和参数。
3.数据采集：通过声波源发射声波，接收器接收并记录信号数据。
4.信号处理：对采集到的信号数据进行滤波、降噪等处理，提取波形和频谱特征。
5.缺陷识别：通过与已知的缺陷特征进行比较，识别出待检测物体中存在的缺陷情况。
6.结果输出：根据识别结果生成检测报告或图像，指导后续的处理工作。
声波透射法测桩完整性检测方案
声波透射法测桩完整性检测方案声波透射法是一种常用的测桩完整性检测方法，其原理是利用声波在金属材料中传播的特性来检测桩的完整性。
以下是一个完整的声波透射法测桩完整性检测方案，包括前期准备、仪器设备、操作步骤、数据处理和结果分析等内容。
一、前期准备1.确定测桩的类型和规格，包括直径、长度以及材质等参数，根据桩身的特性选择合适的声波透射仪器。
2.对待测桩进行清理，去除表面的泥土和杂物，使测量能够准确地与桩身接触。
3.确定测量的位置和方式，一般在桩身上均匀布置多个测量点，同时选择不同角度和位置进行测量。
二、仪器设备1.声波透射仪器：包括传感器、控制系统和数据采集部分，传感器通常有压电传感器和磁力传感器两种类型可选。
2.计算机及相关软件：用于对采集到的数据进行处理和分析，可根据需要选择相应的数据处理软件。
三、操作步骤1.将传感器与控制系统连接，并将传感器固定在待测桩的测量位置上。
2.打开声波透射仪器的电源，进行仪器的初始化和校准。
3.开始进行测量，逐点对桩进行声波透射测试。
根据需要，可以选择连续测试或单点测试两种方式进行。
4.测量过程中要保持仪器与桩身的良好接触，确保传感器与桩身之间无空隙，并避免其他环境干扰。
5.每个测点的测试时间一般为几秒钟到几分钟不等，取决于桩的尺寸和质量等因素。
6.完成所有测点的测试后，关闭仪器并拆除传感器。
四、数据处理1.通过仪器自带软件或数据处理软件，将采集到的原始数据导入计算机中。
2.对原始数据进行去噪处理，去除测量中产生的噪声和干扰。
3.进行数据分析，提取有关桩身完整性的相关参数，如传播时间、声波频率成分等。
4.根据测量结果，对桩身的完整性进行评估，判断是否存在缺陷、裂缝、松散等问题。
五、结果分析1.根据测量结果，结合设计要求和相关标准，对桩身的完整性进行评估和分析。
2.根据评估结果，对桩身的质量进行等级划分，进一步确定桩身是否符合要求。
3.根据评估结果，可以提出相应的维修和加固方案，以保证桩身的安全和稳定性。
声波透射法检测方法
5.2.3 将 vn-k 与异常判断值 v0 进行比较，当 vn-k ≤ v0 时，vn-k 及其以后
的数据均为异常，去掉
vn-k
及其以后的异常数据；再用数据
v v ～ 1
n-k-1
重复式（6）～（8）的计算步骤，直到 vi 序列中余下的全部数据满足：
t0 —仪器系统延迟时间(μs)； t′—几何因素声时修正值(μs)；
l′—每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离（mm）；
vi—第 i 测点声速（km/s）；
Api—第 i 测点波幅值（dB）；
ai —第 i 测点信号首波峰值（V）；
a0—零分贝信号幅值（V）；
fi — 第 i 测点信号主频值(kHz)，也可由信号频谱的
声波透射法检测方法
1.依据规程：
1.1《建筑基桩检测技术规程》JGJ 106-2003；
1.2《公路工程基桩动测技术规程》JTG/T F81-01-2004；
1.3《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21:2000；
1.4《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规范》CECS 02:2005；
2.试验目的及适用范围：
主)。
5.2 声速临界值应按下列步骤计算：
5.2.1 将同一检测剖面各测点的声速值 vi 由大到小依次排序，即
v1≥v2≥…vn-k≥…vn-1≥vn
(5)
式中 v —按序排列后的第 i 个声速测量值；
n —检测剖面测点数；
k —从零开始逐一去掉式(5)vi 序列尾部最小数值的数据个数。
vL—声速低限值（km/s），由预留同条件混凝土试件的抗压强度与声速 对比试验结果，结合本地区实际经验确定。
声波透射发实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉声波透射法的基本原理和操作方法。
2. 掌握声波透射法检测混凝土桩身完整性的技术。
3. 通过实验，分析声波透射法检测结果的准确性，评估桩身混凝土的完整性。
二、实验原理声波透射法是一种无损检测技术，通过测量声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数，分析桩身混凝土的完整性。
当声波在传播过程中遇到缺陷时，声波会发生反射、折射和绕射等现象，导致声波传播时间延长、波幅减小和波形畸变。
通过对比不同位置的声学参数，可以判断桩身混凝土的缺陷位置、范围和程度。
三、实验设备1. 超声检测仪2. 超声波发射及接收换能器（探头）3. 预埋测管4. 换能器标高控制绞车5. 数据处理计算机四、实验步骤1. 准备工作：将超声波发射及接收换能器分别安装在预埋测管中，连接好超声检测仪和数据处理计算机。
2. 实验检测：按照设计好的检测路线，逐点检测声波穿过桩身各横截面的声学参数。
3. 数据采集：记录每个检测点的声时、频率和波幅衰减等声学参数。
4. 数据处理：将采集到的声学参数输入数据处理计算机，进行数据处理和分析。
5. 结果分析：根据声学参数的变化，判断桩身混凝土的缺陷位置、范围和程度。
五、实验结果与分析1. 实验数据：实验过程中，共检测了50个点，每个点采集了声时、频率和波幅衰减等声学参数。
2. 数据分析：根据声学参数的变化，发现桩身混凝土存在缺陷。
具体分析如下：（1）声时分析：部分检测点的声时明显大于其他点，说明这些点存在缺陷。
（2）频率分析：部分检测点的频率低于其他点，表明这些点存在缺陷。
（3）波幅衰减分析：部分检测点的波幅衰减较大，说明这些点存在缺陷。
3. 缺陷判断：根据声学参数的变化，确定桩身混凝土缺陷的位置、范围和程度。
其中，缺陷位置主要集中在桩身底部，范围为0.5m，程度较轻。
六、实验结论1. 声波透射法是一种有效的混凝土桩身完整性检测方法，可广泛应用于实际工程中。
2. 通过实验，验证了声波透射法检测结果的准确性，为桩身混凝土的完整性评估提供了可靠依据。
声波透射法检测技术
脉冲声波在介质中的传播特征
频散（不同频率的波在介质中传播时，具有不同的传播 速度，一般高频快、低频慢，这种现象。频散必然导致声脉 冲在介质中传播时，与传播距离俱增的畸变） 频漂（由于各种频率成份的衰减量不同，频率高的成分 比频率低的成分误减大，脉冲频谱将发生变化，主频将向低 频端漂移，造成波形畸变）
传播过程复杂，砼内部的缺陷、粗骨料与水泥砂浆构 成的声学界面的数量和空间分布也是随机的、多样的，很 难找到合适的力学模型去模拟，目前，只能停留在定性的 分析水平之上。但是了解声波在砼中传播的特点，是利用 声波进行砼质量检测的基础。
五、砼声波透射法检测中使用的声波
脉冲声波的特点：
每次发射的持续时间短、重复间断发射 复频特性
向待测的结构混凝土中发射声波脉冲，使其穿过混凝土，然后接收 穿过混凝土的脉冲信号。记录下声脉冲穿过混凝土所需的时间、接收信 号的波形、振幅等。
20世纪50年代：电子管声波仪（USA 的UCT，第一代） 20世纪60年代至70年代：晶体管集成电路声波仪（英国的PUNDIT， 第二代） 80年代：数字式声波仪（CTS-35第三代） 90年代：智能型数字式声波仪（第四代，U-Sonic）
声波透射法检测技术
基本概念
声波检测一般是以人为激励的方式向介质（被测对象）发射声 波，在一定距离上接收经介质物理特性调制的声波（反射波、透射 波或散射波），通过观测和分析声波在介质中传播时声学参数和波 形的变化，对被测对象的宏观缺陷、几何特征、组织结构、力学性 质进行推断和表征。
声波透射检测技术则是以穿透介质的透射声波为测试和研究对象的。 而我们所要研究的对象是大直径的灌注桩。
声波发射系统向被 测介质发射声波
声波在介质（被测介质） 中传播，介质对声波 进行调制
声波透射法检测技术
4
第一章
声波法透射法的基本原理
二、检测原理
声波透射法是在桩内预埋若干根平行于桩的纵轴的声测管 道，将超声探头通过声测管道直接伸入桩身混凝土内部进 行逐点、逐段探测。其基本原理是根据声波脉冲波穿越被 测混凝土时，声学参数（声时、声速、频率、能量及波形 等）的变化反映缺陷的存在，分析这些声学参数的变化来 评判桩身的完整性。
第三章
数据分析与判定
一、波速、波幅及频率计算
1、测点波速：
l vi tci
tci ti t0 t
2、首波波幅
ai Api 20 lg a0
单位：分贝(dB)
ai
首波峰值
a0
基准幅值
12
第三章
数据分析与判定
fi 1000 Ti
2、频率
单位：kHz
Ti
第i测点信号的周期
二、绘制声参数－深度曲线
（三）检测时间 混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不少于15MPa （一般混凝土龄期在14天以上)方可实施检测。
21
第四章
பைடு நூலகம்
工程实例
（四）声管偏斜问题
22
3
第一章
声波法透射法的基本原理
声波：是在介质中传播的机械波，依据波动频率 的不同分为： 次声波：0～2×101Hz 可闻声波：2×101Hz～2×104Hz 超声波：2×104Hz～1010Hz 特超声波：＞1010Hz 用于混凝土声波透射法检测的声波频率一般为： 2×104Hz～2.5×1010Hz 同样依据质点振动方向与波的传播方向的可分为： 纵波、横波及表面波。
图2 跨孔超声波测试示意图
5
第一章
声波法透射法的基本原理
声波透射法检测技术方案
声波透射法检测技术方案概述声波透射法是利用声波通过物体之间的传播，分析物体内部结构的无损检测技术。
它是一种比较成熟的检测方法，被广泛应用于航空、军事、建筑等领域。
本文将针对声波透射法的检测原理、应用范围、实施方案等进行详细介绍。
检测原理声波透射法的检测原理基于声学的基础知识，即声波传播的速度、频率、强度等参数在不同介质中均不同。
当介质中有缺陷或异物时，它们会导致声波的传播受到干扰或障碍，从而形成声学信号特征，通过分析这些特征可以确定缺陷的位置、大小、形态等信息。
声波透射法一般使用两个传感器，在被检测件的两侧分别放置，然后将低频声波（一般在20kHz以下）从一侧传输，并通过另一侧接收，从而获取参数变化的信号。
这种实现方式可以保证检测的精度和可靠性。
应用范围声波透射法的应用范围非常广泛，包括：航空领域•航空发动机内部检测：通过声波透射法检测航空发动机内的缺陷和损伤，以维护航空飞行安全。
•涡轮叶片检测：通过声波透射法检测涡轮叶片的损伤程度，以保证航空发动机的正常运转。
建筑领域•检测建筑结构的损伤程度：通过声波透射法检测建筑物的表面以及内部的损伤程度，以避免因建筑物的损坏而引起安全事故。
其他领域•军事领域：通过声波透射法检测军事装备的损伤程度，以保证其正常使用。
•医学领域：通过声波透射法诊断疾病，如乳腺癌、肝癌等。
实施方案在使用声波透射法检测时，需要进行以下步骤：1.准备设备：需要具备声波透射法检测设备、传感器、计算机等辅助设备。
2.准备被检测件：需要对被检测件进行清洁、准备；确定需要检测的位置，然后在该位置使用超声波探测器逐个检查其内部状况。
3.进行检测：将低频声波从一侧传输，然后通过另一侧接收，从而获取参数变化的信号。
通过分析这些特征可以确定缺陷的位置、大小、形态等信息。
4.数据分析：对数据进行分析，根据检测结果，确定是否需要进行修复或更换。
声波透射法作为一种无损检测技术，在航空、军事、建筑等领域都有广泛的应用。
灌注桩声波透射法现场检测技术
灌注桩声波透射法现场检测技术摘要：本文从声波透射法的检测原理出发，介绍了灌注桩声波透射法现场检测三种方法：桩内跨孔透射法、桩内单孔检测法、桩外孔透射法的检测过程、适用范围、及现场检测中需要注意的地方。
关键词：跨孔单孔旁孔随着我国经济建设步伐的加快，城乡面貌焕然一新，建筑工程项目也随之越来越多。
作为建筑基础部分，桩基工程的施工质量越来越受到人们的重视。
在桩基工程施工过程中，桩基检测技术的应用对保证建筑工程桩基质量起到了重要作用。
桩基检测技术有很多种，本文在这里同大家主要探讨学习一下灌注桩声波透射法现场检测技术，希望能对大家有益。
声波透射法的检测原理：根据超声脉冲波在混凝土中的传播规律，对声波的传播时间（或速度）、接受波的振幅和频率声学参数的测量值和相对变化综合分析，判别基桩缺陷的位置和范围，估算缺陷的尺寸。
按照超声波换能器通道在桩体中不同的布置方式，超声波透射法基桩检测主要有三种方法：1、桩内跨孔透射法2、桩内单孔检测法3、桩外孔透射法（旁孔透射波法）一、桩内跨孔透射法桩内跨孔透射法顾名思义就是把发射、接收换能器分别置于桩内两预留声测管道中（钢管、PVC管或钢制波纹管）或两钻芯孔中，换能器在两管中提升或下降过程中，发射换能器发出的声波脉冲穿透混凝土不断被另一管中的接收换能器接收，根据脉冲波声学参数来判断混凝土质量。
跨孔透射法又分平测（加密平测）、扇形扫测、斜测。
1、平测将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两声测管道中的测点处，声测线间距不宜大于200㎜，同步提升或下降换能器。
对异常点处，可采取缩小测线间距加密检测，进一步确定缺陷的位置和范围。
平测时为防止累积误差，应及时校准换能器深度。
2、扇形扫测将一只换能器置于缺陷部位不动，另一只换能器逐点移动，测试成扇形。
扇形测试各测点的测距是不同的。
波速可以换算，相互比较，但振幅不具可比性，只能依靠相邻测点值的突变来判断缺陷位置。
采用扇形扫射时，两个换能器中点连线的水平夹角不宜大于40度。
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基桩声波透射法检测技术方案
1 检测目的
目的是检测混凝土灌注桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。
2 检测标准
〔1〕广东省标准《建筑地基基础检测规范》DBJ15-60-2008；
〔2〕国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）。
3 检测数量
根据上述有关规范和设计的要求，本工程各标段检测数量见下表2。
各标段基桩声波透射法检测数量表2
具体检测数量及检测桩号由建设单位、监理单位会同有关各方根据施工记录及现场情况综合考虑后确定。
4 验证与扩大检测
(1)当对声波透射法检测结果有异议时，可重新组织声波透射法检测，或在同一基桩进行钻芯法验证。
(2)当检测结果不满足设计要求时，应进行扩大抽检。
扩大抽检应采用原抽检用的检测方法或准确度更高的检测方法。
当因未埋设声测管而无法采用声波透射法扩大检测时，应采用钻芯法。
扩大抽检的数量应按不满足设计要求的桩数加倍抽检。
当采用高应变和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽
检桩数的20%时，应按原抽检比例扩大抽检。
当Ⅲ、Ⅳ类桩之和不于抽检桩数的20%时，应研究确定处理方案或扩大抽检的方法和数量。
(3)验证检测和首次扩大抽检后，应根据检测结果，由监理单位或建设单位会同检测、勘察、设计、施工单位共同研究确定处理方案或进一步抽检的方法和数量。
当对检测结果有怀疑或有争议但又不具备重新检测和验证检测条件时，应由监理单位或建设单位会同检测、勘察、设计、施工单位共同研究确定处理方案。
5 基本原理
超声波透射法检测混凝土质量的原理是事先在桩内预埋若干条声测管，作为超声波接收和发射换能器的通道。
检测时在一个管内放入发射超声波的发射探头，在另一个管内放入接收超声波的接收探头。
两个探头由底部往上同步提升，仪器记录超声波在由二管组成的砼测面内传播的声学特征。
根据波的到达时间，幅度大小，频率变化及波形畸变程度，经过分析处理，从而判定出砼质量状况，存在缺陷的性质、大小及空间位置、砼匀质性。
6 检测仪器
(1) 声波发射与接收换能器应符合下列规定：
①圆柱状径向振动，沿径向无指向性；
②外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于150mm；
③谐振频率为30 ～60kHz；
④水密性满足1MPa 水压不渗水；
⑤当测距较大时，宜选用带前置放大器的换能器。
(2) 声波换能器宜配置扶正器。
(3) 声波检测仪应符合下列要求：
①具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。
②声时测量精度优于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1 ～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。
③声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。
本次检测使用武汉岩海工程技术有限公司生产的RS-ST01D型跨孔超声检测仪，该仪器满足上述技术要求。
7 配合工作要求
在灌注混凝土之前，需要在被检测的基桩内预先埋入检测预埋管，当受检桩
桩身混凝土强度不得低于设计强度等级的70%或预留立方体试块强度不得小于15MPa时方可进行检测。
预埋管施工应满足下列要求:
①管材要求及驳接方式
预埋管用内径5cm的普通自来水管或黑铁管。
用自来水管的螺口驳接方式，但驳接时不用麻丝，油漆，直接拧接即可。
管内不能有泥沙或其它异物存在。
上、下管口要封口，上管口要高出灌注砼面30cm以上，以便检测时安装探头电缆滑轮。
②固定方式
预埋管可直接用铁丝捆扎在钢筋笼竖筋上，各预埋管要大致相互平行，并大致垂直于桩底。
如果钢筋笼不到底，则底部应用铁丝捆扎短钢筋作相对固定，为了安全，尽可能不要在桩底内焊接。
对于钢筋笼到底并且是用吊机吊入桩孔的，可在地面先把预埋管安装在钢筋笼上。
此时如果采用点焊驳接固定预埋管，请注意不能焊穿或局部漏焊管材。
③埋管根数及分布要求
当桩直径D≤0.8m时，对称分布安装两条预埋管，当0.8m＜D≤2.0m时，按正三角形分布，安装3条预埋管，当D＞2.0m时，按正方形分布安装4条预埋管（见图3）。
注：通知进场检测前请预先在所有声测管内注满清水。
并再次确认声测管是否畅通，声测管露出混凝土面部分应无扭弯、压扁或穿洞，管内无异物，管底直达桩底，否则应做相应处理。
8 现场检测
(1) 现场检测前准备工作应符合下列规定：
1) 当受检桩桩身混凝土强度不得低于设计强度等级的70%或预留立方体试块强度不得小于15MPa 时方可进行检测。
2) 采用率定法确定仪器系统延迟时间。
3) 计算几何因素声时修正值。
4) 在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。
5) 将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况，换能器应能在全程范围内正常升降。
(2) 现场的检测过程一般分两个步骤进行，首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进行普查，找出声学参数异常的测点。
然后，对声学参数异常的测点采用加密测试、斜测或扇形扫测等细测方法，这样一方面可以验证普查结果，另一方
R
T
桩砼
T 发射探头 R 接收探头 充水测管 桩截面
图2 桩基超声测试系统示意图
D ≤0.8m 0.8m <D ≤ 2.0m
D ＞2.0m
图3 基桩预埋管分布图
面可以进一步确定异常部位的范围，为桩身完整性类别的判定提供可靠依靠。
1) 现场平测和斜测应符合下列规定：
①将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两个声测管道中的测点处。
平测时，发射与接收声波换能器始终保持相同深度（图4a）；斜测时，发射与接收声波换能器始终保持固定高差（图4b），且两个换能器中点连线即声测的水平夹角不应大于30°。
②检测过程中，应将发射与接收声波换能器同步升降，声测线间距不应大于200mm，并应及时校核换能器的深度。
③对于每条声测线，应实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波幅值，当需要采用信号主频值作为异常点辅助判据时，还应读取信号主频值。
④混凝土灌注桩完整性检测时，任意两根声测管组合成一个检测剖面，分别对所有检测剖面完成普查检测。
⑤地下连续墙墙身完整性检测时，将同一槽段的相邻两根声测管组成一个检测剖面进行检测。
⑥在同一受检桩（槽段）各检测剖面的平测或斜测过程中，声测线间距、声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。
(a) 平测 (b)斜测
图4 平测、斜测示意图
2) 根据平测或斜测的结果，在桩身（墙身）质量可疑的声测线附近，应采用增加声测线或采用扇形扫测（图5）等方式进行复测和加密测试，进一步确定
缺陷的位置和范围。
采用扇形扫测时，两个换能器中点连线的水平夹角不宜大于40°。
图5 扇形扫测示意图
9 检测数据分析与判定
(1) 灌注桩的声波透射法检测需要分析和处理的主要声学参数是声速、波幅、主频，必要时观察和记录波形。
判断依据主要有以下五方面：波速判据、PSD判据（斜率法判据）、波幅判据、主频判据以及实测声波波形。
(2) 依据桩身（墙身）混凝土声速和波幅参数的异常程度，结合实测波形的畸变程度以及斜测的结果，按表 3 所描述的特征确定各个检测剖面的各条声测线的完整性函数值。
桩身完整性类别判定表表3
(3) 各检测横截面的完整性类别指数K ( i )根据各声测线完整性函数I（j，i）值统计分析确定。
(4) 桩身完整性类别应结合对桩身质量可疑点加密测试后确定的缺陷范围按表4 所描述的特征进行判定。
桩身完整性类别判定表表4。