声波透射法检测混凝土灌注桩桩身完整性
声波透射法检测公路基桩完整性
声波透射法检测公路基桩完整性摘要：目前，声波透射法是国内用来检测基桩工程的常用方法之一，也是进行无损检测规范当中最为可靠的手段，经过检测后所得结果，通过分析可以了解到基桩完整性。
通过声波透射法对基桩进行检测，操作起来比较方便，同时检测数据更加直观与可靠，若检测方式本身精度以及可靠度可以进一步提高，将促使声波透射法在基桩检测领域中得到进一步推广。
关键词：声波透射法检测公路基桩完整性1检测原理和检测要求灌注桩成孔之后，再开始浇筑，工作者需要开展被测桩的声测管工作，并固定于钢筋笼之上，将声波发射与接收换能器放在对应的声测管内。
在具体的监测过程中，需要确保在管当中，将清水作为耦合剂注满，对发射换能器检测，发射脉冲，当信号穿透桩体混凝土到达接收换能器后，对信号可进行读取，读出其接收波的频率、声速等内容。
混凝土中所穿入的声波脉冲信号在传播时，可能会出现折、反、多次绕射等情况，造成信号的部分参数发生变化，如波形频率、振动幅度等，在这样的情况下，所接收的信号里会带有相关传播介质密实缺陷、完整度缺陷等。
通过相应的检测设备，分析接收的信号中不同的声参量，并判断出混凝土桩身是否完整，以此更好地了解基桩所存在的问题。
2基桩常见缺陷类型2.1夹泥在进行基桩浇灌的过程中，当地层的稳定性差或者由于泥浆比重配备不当时，易使孔壁坍塌，土体进入混凝土，导致桩身局部夹泥，严重的可能出现断桩现象。
2.2断桩断桩主要表现为声速、波幅和频率急剧下降，波形严重畸变或无接收波形，往往是成片出现，且多个剖面的大致深度范围均存在上述异常情况。
2.3混凝土离析当混凝土和易性不好、搅拌不均匀、水灰比过大或者灌注过程中导管漏水等原因都会产生混凝土离析。
2.4桩顶混凝土疏松桩顶混凝土疏松的产生主要是因为混凝土的浇筑的超灌量不足，桩顶部位的混凝土与泥浆混合在一起，形成桩顶浮浆，导致桩顶部位混凝土强度降低。
2.5沉渣桩底沉渣是在基桩检测中常见的一个问题，导致该问题的主要原因是清孔不够彻底。
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。
声波透射法检测介绍
声波透射法一、声波透射法原理：基桩成孔后，灌注混凝土之前，在桩内预埋若干根声测管作为声波发射和接收换能器的通道，在桩身混凝土灌注若干天后开始检测，用声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的间距逐点检测声波穿过桩身各横截面的声学参数, 然后对这些检测数据进行处理、分析和判断,确定桩身混凝土缺陷的位置、范围、程度，从而推断桩身混凝土的连续性、完整性和均匀性状况，评定桩身完整性等级。
二、仪器设备超声仪：NM4B 型非金属超声仪。
仪器在检定周期内。
换能器：径向换能器三、 声测管埋设1 声测管为50mm 镀锌钢管。
2 声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶1OOmm 以上，且各声测管管口高度宜一致。
3 应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行。
4 声测管埋设数量为3根管。
检测剖面编号分别为1-2、1-3、2-3；根据设计图纸，本工程声测管埋设为3φ50的镀锌钢管。
5声测管的连接与埋没用作声测管的管材一般都不长（钢管为6m 长一根）当受检桩较长时，需把管材一段一段地联结，接口必须满足下列要求：(1)有足够的强度和刚度，保证声测管不致因受力而弯折、脱开；(2)有足够的水密性，在较高的静水压力下，不漏浆；(3)接口内壁保持平整通畅，不应有焊渣、毛刺等凸出物，以免妨碍接头的上、下移动。
声测管布置图通常有两种联结方式：螺纹联结和套筒联结。
一般用焊接或绑扎的方式固定在钢筋笼内侧，在成孔后，灌注混凝土之前随钢筋笼一起放置于桩孔中，声测管应一直埋到桩底，声测管底部应密封，如果受检桩不是通长配筋，则在无钢筋笼处的声测管间应设加强箍，以保证声测管的平行度。
安装完毕后，声测管的上端应用螺纹盖或木塞封口，以免落入异物，阻塞管道。
声测管的安装方法1—钢筋，2—声测管，3—套接管，4—箍筋，5—密封胶布（3） 检查测试系统的工作状况，。
（4） 将伸出桩顶的声测管切割到同一标高，测量管口标高，作为计算各测点高程的基准。
2023年试验检测师之桥梁隧道工程题库与答案
2023年试验检测师之桥梁隧道工程题库与答案单选题（共30题）1、利用声波透射法检测钻孔灌注桩的桩身完整性，已知 1 号待检桩的桩径为1.2m，2 号待检桩的桩的直径为 1.8m。
试完成下述相关试验操作和相关分析。
A.Ⅰ类桩B.Ⅱ类桩C.Ⅲ类桩D.Ⅳ类桩【答案】 C2、对极破碎地层、坍方体、岩堆等地段,隧道一般采用（）支护方式。
A.超前锚杆B.超前管棚C.超前小导管D.地表砂浆锚杆【答案】 B3、以下哪种传感器不适合进行桥梁动态参数测试（）。
A.振弦式应变计B.磁电式速度传感器C.压电式加速度计D.电阻应变片【答案】 A4、钢材反复弯曲试验中，左右各弯曲8次后试样断裂，则该试样弯曲次数记为（）次。
A.7次B.8次C.15次D.16次【答案】 C5、在隧道监控量测作业中，各项量测作业均应持续到变形稳定后（）结束。
A.7~15dB.15~20dC.20~30dD.30~60d【答案】 B6、《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定：在用桥梁静力荷载试验效率宜介于（）之间。
（2013真题）A.0.80～1.0B.0.85～1.0C.0.90～1.05D.0.95～1.05【答案】 D7、防水混凝土是以水泥、砂、石子为原料或掺入外加剂、高分子聚合物等,以调整配合比,减小孔隙率,增加各原材料界面间密实性或使混凝土产生补偿收缩作用,从而使水泥砂浆或混凝土具有一定抗裂、防渗能力,其中抗渗等级是评判防水混凝土防渗能力的重要指标。
试结合防水混凝土抗渗性试验及《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）,完成下列问题。
（2）在进行抗渗等级试验中,混凝土抗渗试件形状和尺寸为（）。
A.150mm×150mm×150mm立方体B.上底直径175mm、下底直径185mm、高为150mm圆台体C.直径、高度均为200mm圆柱体D.直径、高度均为165mm圆柱体【答案】 B8、当负弯矩控制无铰拱设计时，加载检测最大拉应力时，其应变片贴在（）。
声波透射法检测灌注桩完整性
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水下灌注桩的缺陷类型
断桩：全断面夹泥或夹砂：浇注混凝土时， 导管下口离开混凝土表面或浇注不连续
局部截面缩颈或夹泥：泥浆密度配置不当， 地层松散，孔壁出现塌孔等
离析：分散性泥团、蜂窝、集中性气孔， 混凝土搅拌不均，水灰比过大，导管漏水 等
2. 桩径不宜小于600mm，桩径过小，由于导管和钢筋笼占据一定空间， 加上孔壁摩阻作用，混凝土上升不畅容易堵管，形成夹渣、断桩或钢筋 笼上浮。
3. 泥浆护壁成孔，不同土层泥浆应按相应比例配置，否则孔壁容易坍塌， 形成夹渣、扩径。
4. 混凝土浇灌过程中埋管深度不够，易使桩身中夹渣或断桩；埋管深度过 深，则易堵管或导管不易拔出，造成停工，断桩，或接桩。
显示单剖面、一 显示多剖面、一 显示多剖面、二 维曲线图，人工 维曲线图，人工 维色谱图和桩身 进行多参数多剖 进行多参数多剖 缺陷三维成像图 面综合分析处理 面综合分析处理
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声波透射法自动检测系统
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多通道声波透射法自动测桩仪
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多通道声波透射 法自动测桩仪
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多通道声波透射法自动测桩仪
《基桩低应变动力检测规程》 （JGJ 93-95）地质矿产部和建设部联合颁发行业标准
《超声法检测混凝土内部缺陷技术规程》 （CECS21：2000） 2000年中国工程建设标准化协会标准
《公路工程基桩动测技术规程》 （JTG/T F81-01-2004）
部分省、市、自治区或行业内部制定的相关规程
《建筑基桩检测技术规范》（修订）
成孔后混凝土由升降机或溜管送到浇 注面
桩基完整性(声波透射试验)试验方法
桩基完整性（声波透射试验）2.1一般规定（1）对于桩径小于0.6m的桩，不宜采用本方法，因为桩径较小时声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差。
其桩长不受限制。
（2）当出现下列情况之一时，不得采用本方法a 声测管未沿桩身通长配置b声测管堵塞导致检测数据不全c声测管数量不符合要求(3)受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不低于15MPa，2.2检测基本原理及方法混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。
对于正常的混凝土，声波在其中传播的速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土有缺陷时，如断裂、裂缝、夹泥和密实度差等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低，波幅减小，波形畸变，利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。
声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身中预埋2～4根声测管。
将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中，进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土中传播，用超声仪测出超声波的传播时间t、波幅A及频率f等物理量，就可判断桩身结构完整性。
2.3仪器设备（1）试验装置声波透射法试验装置包括超声检测仪、超声波发射及接收换能器（亦称探头）、预埋测管等，也有加上换能器标高控制绞车和数据处理计算机。
其装置见图37－21。
（2）超声检测仪的技术性能应符合下列规定：接收放大系统的频带宽度宜为5～50kHz，增益应大于100dB，并带有0～60（或80）dB的衰减器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1％。
发射系统应输出250～1000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩发射系统应输出250～1000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。
显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围宜大于300μs，计时精度应大于1μs，仪器必须稳定可行，2h中声时漂移不得大于±0.2μs。
桩身完整性检测方法
桩身完整性检测方法桩基工程是土木工程中常见的一种基础工程，其质量直接关系到工程的安全和稳定。
而桩身的完整性则是桩基工程中一个非常重要的指标，它直接关系到桩的承载能力和使用寿命。
因此，对桩身的完整性进行有效的检测和评估，对于确保工程质量具有非常重要的意义。
一、超声波检测方法。
超声波检测是一种常见的桩身完整性检测方法，其原理是利用超声波在不同介质中传播的速度不同来检测材料内部的缺陷情况。
通过超声波探头对桩身进行扫描，可以清晰地观察到桩内部的裂缝、空洞等缺陷情况，从而评估桩身的完整性。
二、钻孔检测方法。
钻孔检测是一种直接观测桩身内部情况的方法，其原理是通过在桩身上钻取小孔，然后利用内窥镜等设备对孔内部进行观察。
通过钻孔检测，可以直接观察到桩身内部的情况，包括裂缝、空洞、锈蚀等情况，从而评估桩身的完整性。
三、电阻率检测方法。
电阻率检测是一种通过测量材料电阻率来评估桩身完整性的方法。
当材料内部存在缺陷时，其电阻率会发生变化，通过测量这种变化可以判断桩身的完整性情况。
电阻率检测方法简单、快捷，可以对大面积的桩身进行检测，具有一定的实用性。
四、声波透射检测方法。
声波透射检测是一种利用声波在材料内部传播的特性来评估桩身完整性的方法。
通过在桩身表面布置传感器，然后向桩身内部发送声波，通过接收传感器上的信号来判断桩身内部的情况。
声波透射检测方法对材料的要求较高，但可以对桩身进行全面的检测。
五、综合应用。
在实际工程中，通常会采用多种方法对桩身的完整性进行检测，以确保检测结果的准确性和可靠性。
比如，可以先利用超声波检测方法对桩身进行初步评估，然后再结合钻孔检测方法进行深入观察，最终通过电阻率检测和声波透射检测方法进行综合评估，从而得出最终的结论。
总之，桩身完整性检测是桩基工程中非常重要的一环，其结果直接关系到工程的质量和安全。
因此，在进行桩身完整性检测时，需要选择合适的方法，并且进行综合应用，以确保检测结果的准确性和可靠性。
声波透射法检测细则
声波透射法检测细则一、适用范围：本方法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。
二、检测依据：《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）三、检测设备：武汉中科智创岩土技术有限公司RSM-SY7基桩多跨孔自动循测仪；声波发射与接收换能器；孔口滑轮、三脚架及位移编码器等外围设备；四、检测步骤：1、检测前准备⑴对仪器进行检定，确定仪器内电力充足可以正常使用。
⑵声测管埋设应按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）中附录H 的规定执行。
⑶在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。
⑷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升降顺畅。
⑸由现场技术人员提供相应资料，并填写原始记录。
2、现场检测⑴仪器设备使用环境：-5～40℃。
⑵连接好仪器、设备，打开RSM-SY7基桩多跨孔自动循测仪，待仪器进入到系统桌面模式后，双击应用程序，直接进入操作界面。
⑶主操作窗体下方一排上凸的命令按钮，用来响应用户的命令。
操作窗体上以鼠标敲击或触摸笔点击“设置”命令按钮，打开参数设置窗体，首先输入检测基本信息：分别将‘工程名称’，‘检测单位’，‘检测人员’，‘桩号’，‘管数’，‘移距’，‘始测深度’，‘桩长’，‘桩径’，‘保存方式’，‘判读算法’，‘规范’，‘偏移角’，‘平测、斜测、扇形测’，‘是否数字滤波’等信息填写完整。
⑷单击“系统校零与修正”命令按钮，打开参数设置窗体，‘通道系统校零时间’栏里采用默认数值；‘声测管和耦合水的修正’栏里将‘声测管外径’，‘声测管内径’，‘声测管材料速度’（钢管默认为5.120km/s），‘探头外径’（默认为25mm），‘水的声速’（默认为1.500km/s）等填写完整，系统将会自动将修正时间计算并显示到“修正时间”后的文本框内。
⑸单击“滑轮参数”命令按钮，打开参数设置窗体，“滑轮直径”，“电缆直径”均采用系统默认值即可。
⑹单击“仪器参数”命令按钮，打开参数设置窗体，“采样间隔”（默认值1.0μs），“采样长度”（默认值512），“发射脉宽”（默认值20μs），“发射方式”（默认值为连续发射）。
声波透射法检测桩基培训
5、当完成各剖面检测后，对桩身完整性类别结合桩身混凝土各 声学参数临界值、PSD判据、混凝土声速低限值和桩身质量 可疑点加密测试后确定的缺陷范围。按《建筑基桩检测技术 规范》（JGJ106-2003）要求，桩身完整性分类：Ⅰ类 （桩身完整）；Ⅱ类（桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构 承载力的正常发挥）；Ⅲ类（桩身有明显缺陷，对桩身结构 承载力有影响）；Ⅳ类（桩身存在严重缺陷）为定义，和声 波透射法对桩身完整性进行判定。
声波透射法检测
黄恒英
声波透射法是利用声波的透射原理对桩身混 凝土介质状况进行检测，因此仅适用于在灌注前 已经预埋了两根或两根以上声测管，检测混凝土 灌注桩桩身完整性，判定桩身缺陷的程度并确定 其位置。
一、基本原理
声波透射法根据波在介质中的传播方式分为横波超声波法和 纵波超声波法。基桩声波透射检测通常的振源是纵波脉冲产 生的。被检测的桩在桩身的1根埋管中放入发射换能器，另1 根管中放入接受换能器。基桩的声波透射法检测是根据桩体 内确定的埋管间距、测试2管间声波的传播声时、振幅、频率 等声学参数对桩体进行分析，其中声速为检测分析的主要指 标。声波的确定
Ⅰ类：各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限 值异常；
Ⅱ类：某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声 速低于低限值异常；
Ⅲ类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常； 两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数 出现异常；局剖混凝土声速出现低于低限值异常。
Ⅳ类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异 常；两个或两个以上检测面在同一深度测点的声学参 数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限 值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变。
关于混凝土灌注桩桩身完整性检测方法的探讨
关于混凝土灌注桩桩身完整性检测方法的探讨摘要：混凝土灌注桩在桩基中经常会出现夹泥、离析等问题，为保证基桩质量，则应先进行检测。
灌注桩的桩身检测通常使用钻芯法、超声波法以及低应变反射波法。
检测方法多种多样，每种方法各自有着缺点和优点，因此需要探讨混凝土灌注桩桩身完整性。
本文主要分析混凝土灌注桩桩身的完整性检测方法，为今后有关研究提供参考。
关键词：混凝土灌注桩；完整性；检测方法混凝土灌注桩使用范围广，历史悠久，承载力高，适用于多种地质条件。
混凝土灌注桩的质量决定着工程的安全性，桩身完整也会影响到基桩承载力。
假如基桩施工出现了质量问题，影响到施工进度和质量，则应检测混凝土灌注桩的完整性，保证工程安全和质量不受影响。
一、检测方法的原理（一）超声波法在待测桩中埋设两根以上的垂直和平行声测管，将声测管道当成检测管道，以清水作为耦合剂。
在两根声管中放置超声波脉冲接收换能器与发射换能装置，在两个声管中分别放置着超声波脉冲发射和接受换能器。
超声波仪所发出的超声波脉冲会刺激发射换能器，接受换能器从桩身混凝土通过可接受超声波，同时显示出相关数据，判断通过混凝土后所显示出的第一波振幅、声波主频等参数，观察声波参数变化状况检测桩身所存在的缺陷位置。
超声脉冲信号在混凝土缺陷部位经过多次衍射、折射、反射和吸收衰减，从而改变接收信号的第一波声时、振幅等声学参数。
与传统的混凝土声学参数比较，可以用来判断桩身混凝土所存在的不足。
由此能够看出，声波接受信号可能带有不完整性、被测介质密度等信息，借助数据处理方法判断桩身混凝土性能、声学参数和内部位置的状况。
声波透射法可以检测到预制混凝土桩身和模型，分析和判断检测数据，证明声波透射法可完整性检测混凝土桩身。
其优势有：结论可靠，精准度高，桩身混凝土包裹的材质、腐蚀程度存在不同，使用声波透射法检测结果也会出现差异。
声波透射法通常使用在检测桩身混凝土介质，一般情况下，预埋在声测管基桩上，通过观察声学参数变化状况检测桩身完整[1]。
低应变检测桩身完整性和声波透射法检测桩基
实验报告课程：桩基检测与评定题目：低应变检测桩身完整性与桩基超声波透射法院系：土木工程系专业：年级：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2012 年7 月 1 日基 桩 反 射 波 法 试 验检 测 报 告一．基本原理基桩低应变动力检测反射波法的基本原理是将桩身假定为一维弹性杆件（桩长>>直径），在桩顶锤击力作用下，产生一压缩波，沿桩身向下传播。
当桩身存在明显波阻抗Z 变化的截面将产生反射和透射波，反射的相位和幅值大小由波阻抗Z 变化决定。
桩身波阻抗Z 由桩的横截面积A 、桩身材料密度ρ等决定即Z=A C ⋅⋅ρ。
假设在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面，界面上部波阻抗1Z =111A C ρ，上部波阻抗2Z =222A C ρ①当1Z =2Z 时，表示桩截面均匀，无缺陷。
②当1Z >2Z 时，表示在相应位置存在缩径或砼质量较差等缺陷，反射波速度信号与入射波速度信号相位一致。
③当1Z <2Z 时，表示在相应位置存在扩径，反射波与入射波速度信号相位相反。
当桩身存在缺陷时，根据缺陷反射波时刻与桩顶锤击触发时刻的差值△t 和桩身传播速度C 来推算缺陷位置Lx=△t ²C/2二．现场检测大致流程是用力锤对桩顶作瞬态激振，以产生脉冲应力波，由设置在桩顶的加速度传感器接收入射波和反射波信号，该信号经电荷放大后，经桩基分析系统处理，根据反射波的时差，相位和幅值即可判断桩身的缺陷位置、类型及程度。
传感器的安装对现场信号的采集影响较大，理论上传感器越轻、越贴近桩面、与桩面之间接触刚度越大，传递特性越好，测试信号也越接近桩面的质点振动。
对实心桩的测试，传感器安装位置宜为距桩心2/3～3/4半径处；对空心桩的测试，锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成90°夹角，传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。
传感器的安装必须通过藕合剂垂直与桩面粘接，此次实验使用的是经口加工的口香糖。
超声跨孔声波透射法检测混凝土灌注桩完整性
超声跨孔声波透射法检测混凝土灌注桩完整性摘要：为全面提升混凝土灌注桩质量检测水平，要结合测试标准和要求，选取更加适宜的测定方式，发挥新型技术方案的优势作用，在满足施工标准和工程设施质量要求的基础上，更好地推动混凝土项目的发展进步。
本文介绍了超声跨孔声波透射法的原理和数据判定依据，并着重讨论了混凝土灌注桩完整性检测中超声跨孔声波透射法应用的流程。
关键词：超声跨孔声波透射法；混凝土灌注桩；完整性随着现代建筑工程项目的发展，大型基础建筑工程中灌注桩的质量受到了越来越多的关注，在充分考量建筑物本身结构以及经济性需求的同时，要完善桩结构完整性测试方案，实现经济效益和社会效益的双赢。
一、超声跨孔声波透射法概述近几年，声波投射法被广泛应用在混凝土结构质量检测中，常见的方法分为三类（见图1），本文主要是以桩内跨孔声波投射法为研究对象，结合工程项目实际情况以及工程规范要求，探讨基于声波透射建立的检测机制。
图1 声波透射法分类（一）工作原理超声跨孔声波透射法在应用过程中，其工作原理是围绕声波在介质中传递过程产生能量过程展开的，声波本身属于机械波的一种，相较于电磁波，机械波传播过程往往会存在不同程度上的扰动现象，振动形式单一，因此，按照机械波传播方向和振动方向会将其划分为横波和纵波。
而超声跨孔声波透射法就是借助其能量传递的过程，在混凝土灌注桩结构中预设平行与待测结构的声测管道，在此基础上将结构探头直接伸入到灌注桩内部，此时，按照逐点、逐段的方式完成实时性测试。
在超声跨孔声波透射法测试结束后，混凝土灌注桩船舶会反馈出不同的声学参数，主要包括能量参数、波形状态、声速等，操作人员对参数进行汇总，然后统一对比评估就能最大程度上完成桩身完整性的评定。
（二）判定依据依据声波透射法的实际测量过程可知，混凝土灌注桩桩身完整性评估中，声时、声速、波幅、波形是非常关键的测试要素，为了有效发挥超声跨孔声波透射法的优势作用，就要进一步明确判定的主要依据[1]。
基桩完整性检测 - 声波透射法
2020-2-20
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首波的判读
2020-2-20
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缺陷的存在，使首波的判读困难， 可能会造成丢波，误判等情况，给 桩的定性和分类造成影响
水中声延迟t2：指声波在声测管内水中穿行时间产生的延迟。 t2 =（声测管内径—换能器直径）/水的声速
声测管壁中声延迟t3 ： 声波在声测管管壁内穿行时间产生的延迟。 t3 =（声测管外径—声测管内径）/钢材声速 每次检测之前要进行测试和计算（与系统、设备、温度等有关）
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2.3 数据采集
波形畸变 主频漂移
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有效接收声场的概念
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缺陷处于有效接收声场不同部位对声时、波幅的影响
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缺陷 F：声时、波幅均无影响 缺陷 E：声时不变，波幅下降 缺陷 D：声时、波幅均下降
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多检测管由声时、波幅可判断缺陷的水平位置
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《基桩低应变动力测桩规程》 （JGJ/T 93-95） 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS 21：2000）
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5 常用的检测方法与设备
声波透射法、低应变反射波法、载荷试验法
钻芯法、高应变法、自平衡法
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声波透射法
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
低应变法
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外－外 错误 中－中 错误 内壁－内壁 错误
声测管 管距
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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。
公路工程基桩完整性检测技术-低应变超声波取芯(每日一练)
1、声波透射法确定桩身完整性是根据声速、波幅及主频等特征参数的变化加以判断。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A2、低应变反射波法检测时，桩顶受到锤击力时，当遇到桩身有缺损时，在实测曲线上表现是使力值减少，速度值增大。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A3、低应变反射波法检测时，在时域曲线上力脉冲波越宽，他的频谱范围越窄，低频成份丰富；反之其频谱范围越宽，高频成份丰富。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A4、低应变反射波法检测基桩，对于长桩、大直径桩或深部缺陷桩，宜采用轻锤窄脉冲激振。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B5、时域信号记录时间段长度应在2L/c时刻后延续不小于5ms；幅频信号分析的频率范围上限可小于2000Hz。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B6、一根Φ为600mm长20m的钻孔灌注桩，对低应变法实测曲线分析发现有二处等距同相反射，进行频率分析后发现幅频曲线谐振峰间频差为300Hz，砼波速为3000m/s，其缺陷部位在6m。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B7、低应变反射波法检测时，根据测试信号幅值大小判断缺陷程度，除受缺陷程度影响外，还受桩周土阻力大小及缺陷所处深度的影响。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A8、对于支承桩或嵌岩桩，用超声波透射法检测桩身完整性时，宜同时采用低应变反射波法检测桩端的支撑情况。
(A)A、正确B、错误答题结果：正确答案：A9、采用低应变法检测混凝土灌注桩桩身完整性时，当桩身混凝土离析或断裂时，一般见不到桩底反射波。
(A)A、正确B、错误正确答案：A10、声波透射法检测时，当遇到沉渣，必然是声速和波幅均剧烈上升。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B11、声波透射法检测时，声测管宜选用PVC管。
(B)A、正确B、错误答题结果：正确答案：B12、声波透射法检测时，当采用信号主频值作为辅助异常判据时，主频-深度曲线上主频值明显降低的声测线可判定为异常。
声波透射法基桩完整性检测及缺陷判定分析
声波透射法基桩完整性检测及缺陷判定分析桩基础的质量直接关系到整个建筑物（构筑物）的安全，也关系到人民的生命、财产安全。
因此，桩基础工程的试验和质量检验尤为重要，设计前、施工中和施工后都要进行必要的试验和检验，能否检测到基桩的缺陷、如何测定缺陷的位置，并准确地对其进行评价成为基桩质量检测的一个核心问题。
一、对于缺陷程度及范围的判定需要结合平测、斜测或扇形测试的两种测试方法综合测定换能器同步平测测试速度快、效率高，可作为是否存在缺陷的初步判断依据；但仅依据平测的数据进行完整性判定，其准确性降低，因此尤其是对于缺陷范围及其严重程度进行判定时，应至少结合斜测、扇形测试中的种方法。
例如：某工程21-1#基桩为采用钻孔、反循环工艺施工的灌注混凝土摩擦桩，设计桩径1.5m、设计桩长49. 5m、预埋4根声测管，采用声波透射法平测法测试、测点间距0.25m，其中1-2、1-3、1-4 剖面在13.2~14米处同时出现声参量异常(如图2所示)，异常范围的波速比平均波速下降15%、幅度比平均幅度下降30dB，而其他剖面在此位置无明显异常，初步判断因此该桩在13~14米处存在异常(缺陷)，且缺陷区在I号声测管所在的方位，但无法判定缺陷范围，进而将其归入II类还I是III类桩。
为确定缺陷的严重程度和范围，在1-2、1-3、1-4 剖面，从9~19m的范围内，分别作收、发换能器约45°倾斜的双向斜测，测点间距为10cm，斜测结果如图3所示，通过每一剖面、每一方向斜测的数据，确定其斜测的各个声参量异常的测线，各剖面的异常测线的包络范围如图上阴影部分所示，可以看出1-3、1-2、1-4 剖面的径向缺陷尺寸依次增大，且1-3、1-2 剖面未超过1/2测距，因此该缺陷是靠近1号声测管方向的缩径类缺陷；从缺陷范围上看纵向尺寸在0.8m左右、径向尺寸小于桩径的四分之一，从缺陷区声参量及波形上看声参量幅度不太大、且波形基本完整，因此将此缺陷判定为轻微缺陷，该桩判为II类桩。
声波透射法桩身完整性操作要点
声波透射法桩身完整性一、检测目的检测混凝土桩的桩身完整性，判别桩身缺陷的程度和位置。
二、检测要求2.1声波透射法抽检数量在满足低应变法检测数量的基础上，对端承型大直径灌注桩，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%。
2.2砼灌注桩检测开始时间当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。
2.3现场检测前准备1 选桩记录表(考核项)（1）声测管编号绘图并标识（2）正确测量两根声测管外壁间的净距离N注意点：管净间距指的是两管出露部分底端管壁间的水平最短距离。
（3）记录选桩记录表声波透射法检测原始记录表2 仪器系统延迟时间和声时修正值（1）采用率定法确定仪器系统延迟时间：发射接收换能器平行悬与清水中、改变距离测量声时，记录四组数据。
（2）声时修正值3 将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况(可先下放金属探头试探)；换能器应能在全程范围内升降顺畅2.4现场检测1 仪器安装：按下图测桩现场连接示意图所示，将测桩系统各部分连接起来。
注意点：深度计数滑轮接线口一边对着操作人员。
2 打开声波仪，按选桩记录表正确输入工程信息。
（考核项）【注意点：输入编号要和记录纸以及桩实际测管位置对应；模式选水平同步；记录步距100mm（声测线间距≤100mm）；建议移动方向－选择向上，从桩底往上拉；声波记录表实时记录】图：平测示意图3 设置仪器的采样参数将光标移动到主菜单的【状态】，按下旋钮，仪器上显示状态参数对话框（如下图所示）。
在该对话框下设置系统参数、通道参数、屏幕参数、自动判读和波形存否，修改好后按返回即可保存设置的参数。
状态参数下图设置即可，一般不作调整。
图：状态参数对话框（采样间隔小于等于0.5us）4 将声波换能器置于声测管的底部，注意应根据深度标识确定声波换能器是否处于同一深度，如不是，则应以放入最浅的换能器为准调为同一深度。
声波透射法
10 声波透射法10.1 适用范围10.1.1声波透射法适用于混凝土灌注桩的桩身完整性检测，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。
【条文说明】声波透射法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，在灌注成型过程中已经预埋了两根或两根以上声测管的基桩的完整性检测；基桩经钻芯法检测后（有两个以及两个以上的钻孔）需进一步了解钻芯孔之间的混凝土质量时也可采用本方法检测。
由于桩内跨孔测试的测试误差高于上部结构混凝土的检测，且桩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身混凝土强度。
10.2 仪器设备10.2.1 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。
【条文说明】声波换能器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。
换能器的谐振频率越高，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。
选配换能器时,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直径。
但因声波发射频率的提高，将使声波穿透能力下降。
所以，本规范仍推荐目前普遍采用的30～60kHz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。
声波换能器宜配置扶正器，防止换能器在声测管内摆动影响测试声参数的稳定性。
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孔时间过短，孔底沉渣太厚，将影响桩端承载力发挥。 7. 水下混凝土必须具备良好的和易性，否则易产生离析现象。 8. 导管连接密封要好，一旦漏水将形成断桩。
灌注方式2 — 干孔灌注
桩在工作时要承受上部结构的竖向荷载，以及上部结 构因风力、水流、撞击等横向推力产生的侧向荷载或 弯矩，承受在地震状态下的复杂应力
一、桩式基础与分类
桩质量对建筑结构物的安全起决定性作用
工程桩—隐蔽工程，不确定因素很多：复杂地 层，技 术水平、施工中人为因素等造成桩身完 整性难于保证，桩基工程质量影响建筑结构正 常安全使用
声波透射法检测混凝土灌 注桩桩身完整性
目录
第一部分 桩基检测技术综述 第二部分 声波透射法检测桩身完整性检测仪器 第三部分 判断桩身完整性的声学参量与测试 第四部分 现场检测技术 第五部分 数据处理技术与判定方法 第六部分 声波透射法检测桩身完整性工程实例 第七部分 桩基完整性声波三维测试方法 第八部分 桩基的相关声波检测技术
按成桩工艺分： 预制桩、原地灌注桩
按桩土相互作用形式： 摩擦桩、端承桩、摩擦-端承桩
二、 灌注桩的承载模式
竖向抗压承载力：竖向受压荷载作用下的最大荷载， 决定于桩身材料强度和地基对桩的极限支承力（主要 因素） 端承桩—桩尖嵌入基岩，将上部压力通过桩身传 入基岩，一般不考虑桩侧摩阻力 摩擦桩—依靠桩壁与土层的摩擦力，将上部压力 逐渐分散传递给土层，桩尖部分承受荷载很小，一 般不超过10% 端承摩擦桩—侧壁摩擦力先发挥，先达到极限， 桩端阻力后发挥，后达到极限，最常见
钻（冲）孔灌注桩-机械成孔，泥浆护壁，放置钢筋笼，灌注混凝土 人工挖孔灌注桩—人工成孔，砖护壁或不护壁，放置钢筋笼，短粗桩 其他方式（静压桩、碎石桩、搅拌桩等）
钻孔灌注桩是常用的基桩模式——承载力高、沉降均匀、水平荷载较大、抗震
能力较好；但施工过程不易控制，易出现质量问题，速度慢，工期长
灌注方式1 — 水下灌注
2. 桩径不宜小于600mm，桩径过小，由于导管和钢筋笼占据一定空间， 加上孔壁摩阻作用，混凝土上升不畅容易堵管，形成夹渣、断桩或钢筋 笼上浮。
3. 泥浆护壁成孔，不同土层泥浆应按相应比例配置，否则孔壁容易坍塌， 形成夹渣、扩径。
4. 混凝土浇灌过程中埋管深度不够，易使桩身中夹渣或断桩；埋管深度过 深，则易堵管或导管不易拔出，造成停工，断桩，或接桩。
施工程序： 钻孔、排渣、成孔, 泥浆护壁 第一次清孔、移走钻机 放置钢筋笼 插入导管 第二次清孔 水下灌注混凝土成桩
水下灌注桩的缺陷类型
断桩：全断面夹泥或夹砂：浇注混凝土时， 导管下口离开混凝土表面或浇注不连续
局部截面缩颈或夹泥：泥浆密度配置不当， 地层松散，孔壁出现塌孔等
离析：分散性泥团、蜂窝、集中性气孔， 混凝土搅拌不均，水灰比过大，导管漏水 等
根据我单位近几年在公路工程检测工作统计结 果，一般工程三类以上缺陷桩所占的比例约为 5％左右，经过处理后可以继续使用的约3％～ 4％。四类桩所占比例约为1％左右，需要重新 打桩或加固处理
一、桩式基础与分类
按桩身材料类型分： 木桩、混凝土桩 、钢桩、预应力管桩
按桩的功能分： 抗压桩、抗剪桩、抗拔桩
五、桩身完整性检测方法
1、低应变法PIT（声波反射法） 2、声波透射法 3、取芯法
六、声波透射法检测桩身完整性
声波透射法检测，是在预埋在桩身内成对的检测管内，分别放入声 波发射换能器和接收换能器，发射换能器发射的声波穿透桩身混凝 土后，被接收换能器接收，自下而上（自上而下 ）逐点扫描；
竖向抗拔承载力 水平荷载承载力
三、桩的施工方法与缺陷类型
1、预制桩 预制桩身，击打或振动或静压方法打入地层至设计标高 (方桩、预应力圆管桩)
2、原地灌注桩 在桩位打出灌注孔后浇筑， 打孔方式：
沉管灌注桩-无缝钢管作为桩管，以落锤或振动锤将其打入土层至设计深度的持 力层后，然后灌注混凝土，灌注过程中边锤击或边振动边拔管，至最后成桩。 （直径一般在φ377，426 长度在40m以内）
（2）承载力——用无损方法难于准确测量，完整性合格的桩其 承载力一般能满足要求
（3）桩的耐久性——地下无明显腐蚀性介质而且桩身完整时未 见有因耐久性破坏的报导
完整性不合格的概率高于承载力不合格的概率 完整性合格--→承载力一般合格 承载力合格 完整性合格，耐久性也不一定合格
桩身完整性是灌注桩质量的主要指标
第一部分 桩基检测技术综述
一、桩式基础与分类
桩式基础—深入土层中的柱型构件，建筑基础的重要 模式，我国每年用桩量超过500万根
作用：穿过软弱的可压缩土层，将来自上部结构的荷载 传递到深层较坚实的、压缩性小的地基上，以保证上 部建筑结构的稳定和安全使用。
数根桩或数十根桩由系梁、承台或底板联结构成一个 整体基础结构，称为桩基础。也有单桩单柱形式的桩 基。构成桩基的每根单桩称为基桩。
桩底沉渣：桩底沉渣与孔壁泥皮过厚导致 承载力大幅下降，清孔后孔底沉渣厚度要 பைடு நூலகம்端承桩≤50mm， 摩擦桩≤300mm， 摩擦端承和端承摩擦桩≤100mm
桩头混凝土低强度区 钢筋笼错位：上浮或偏靠孔壁
水下灌注桩的缺陷成因
1. 停电或其他原因，浇灌混凝土没有连续进行，时间间断造成隔水层混凝 土凝固，后续混凝土无法下灌，只能上拔导管，一旦泥浆进入管内必然 形成断桩；而如用增大管内混凝土压力等办法，冲破隔水层，形成新的 隔水层，破碎的老隔水层混凝土必将残留在桩身中，造成桩身局部低劣 混凝土。
成孔后混凝土由升降机或溜管送到浇 注面
层状离析或断桩（地下水涌入孔 中造成离析，砂石层状堆积，地 层稳定性差塌孔，形成断桩）
局部夹泥或蜂窝（孔壁护筒渗漏 涌入泥水或振捣不实）
局部严重离析（注入高度不当） 桩底沉渣（桩底虚土过多，清孔
不净）
四、灌注桩质量检测内容
（1）桩身完整性——桩身混凝土质量不均匀，存在断面断裂或 影响断面承载面积的缺陷，以及导致钢筋外露的缺陷等