基桩声波透射法检测作业指导书
声波透射法检测作业书
声波透射法检测作业书1．目的利用超声波在混凝土中传播的声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。
2．适用范围本方法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩的完整性检测，判定缺陷的范围和程度并确定位置。
声波透射法适用于检测桩径大于0.6m混凝土灌注桩的完整性，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。
2.编制依据本作业指导书是参照中华人民共和国行业标准JGJ 106-2014《建筑基桩检测技术规程》和《公路工程基桩动测技术规程》JTG/T F81-01-2004编写的。
其目的是规范检测人员以正确的检测方法对基桩进行质量检测，以检测其缺陷及其位置，并判定其完整性类别。
4. 检测仪器设备4.1 声波透射法采用的是武汉中科智创声波检测系统、跨孔探头。
4.2 仪器设备的计量检定周期为一年。
其技术指标应满足有关规程、规范、规定的要求。
4.3 仪器有严格的使用、检查、维修、标定等记录。
5. 现场作业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。
6．检测实施方法6.1 检测前的准备工作6.1.1 检测前应具有下列资料：工程地质资料、基础设计资料、施工原始记录（成孔及灌注记录等）和桩位布置图。
6.2.1 预埋检测管的数量及方式根据《建筑基桩检测技术规程》（JGJ 106-2014）和《公路工程基桩动测技术规程》JTG/T F81-01-2004：桩径小于或等于800mm时，应埋设双管（对称中心轴线平行布置）；桩径0.8m-1.6m应埋设三根管（呈等边三角形布置）；桩径大于1.6m以上的应埋设四根管（呈正方形布置）；6.2.2 检测管的选择及规格检测管宜选用钢管或铁管，管内径宜为40～45mm；管的下端应封闭、上端应加盖；检测管的埋设深度应超过所需检范围的20cm或至桩底；管顶端宜高出桩顶面20～30cm。
基桩超声波法检测教材
介质质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称为横波，又称为S波。 是依靠使介质产生剪切变形引起的剪切力变化而传播的，它和介质的剪 切弹性相关。由于液体、气体无一定形状，不具备切变弹性，不能承受
剪切应力，所以横波只能在固体介质中传播。
固体介质表面受到交替变化的表面张力作用，介质表面质点发 生相应的纵向振动和横向振动，结果使质点做这两种振动的合成运 动，即绕其平衡位置作椭圆运动，该质点的运动又波及相邻质点， 而在介质表面传播，这种波称为表面波，又称R波。表面波传播时， 质点振动的振幅随深度的增加迅速减少，当深度超过2倍的波长时， 振幅已很小了。表面波也只能在固体中传播。
检测前的准备工作
按照《JGJ 106 —2003规范》要求，安排检测工 作程序。调查、收集待检工程及受检桩的相关技术 资料和施工记录。 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。 向管内注入清水，封口待检。 在放置换能器前，先用直径与换能器略同的圆 钢作吊绳。检查声测管的通畅情况。 用钢卷尺测量桩顶面各声测管之间外壁净距。
零声时问题
电延迟时间：从声波仪电路原理可知，发出触发 电脉冲并开始计时的瞬间到电脉冲开始作用到压电体 的时刻，电路中有些触发、转换过程。这些电路转换 过程有短暂延迟的响应。 电声转换时间：在电脉冲加到压电体瞬间到产生 振动发出声波瞬间有电声转换的延迟。接收换能器也 类似。 声延迟：换能器中压电体辐射出的声波并不是直 接进入被测体，而是先通过换能器壳体或夹心式换能 器的辐射体，再通过耦合介质层，然后才进入被测体。 这三部分延迟构成了仪器测读时间t1与声波在被测体 中传播时间t的差异。声波在被测物体中的传播时间t = t1 - t0
几种声学参数的比较
声速的测试值较为稳定，结果的重复性较好，受非缺陷因素的影响小，在同一桩的 不同剖面以及同一工程的不同桩之间可以比较，是判定混凝土质量的主要参数，但声 速对缺陷的敏感性不及波幅。 接收波波幅（首波幅值）对混凝土缺陷很敏感，它是判定混凝土质量的另一个重 要参数。但波幅的测试值受仪器系统性能、换能器耦合状况、测距等诸多非缺陷因素 的影响，它的测试值没有声速稳定，目前只能用于相对比较，在同一桩的不同剖面或 不同桩之间往往无可比性。 接收波主频的变化虽然能反映声波在混凝土中的衰减状况，从而间接反映混凝土 质量的好坏，但声波主频的变化也受测距、仪器设备状态等非缺陷因素的影响，因此 在不同剖面以及不同桩之间的可比性不强，只用于同一剖面内各测点的相对比较，其 测试值也没有声速稳定。因此，目前主频漂移指标仅作为声速、波幅的辅助判据。 接收波形也是反映混凝土质量的一个重要方面，它对混凝土内部的缺陷也较敏感 ，在现场检测时，除逐点读取首波的声时、波幅外，还应注意观察整个接收波形态的 变化，作为声波透射法对混凝土质量进行综合判定时的一个重要的参考，因为接收波 形是透过两声测管间混凝土的声波能量的一个总体反映，它反映了发、收换能器之间 声波在混凝土各种声传播路径上的总体能量，其影响区域大于直达波（首波）。
基桩声波透射法检测实施细则
地基专业作业指导书基桩声波透射法检测实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：基桩声波透射法检测实施细则1. 目的为了使检测员更好地熟悉和掌握基桩声波透射法检测方法，保证检测数据的科学、公正和准确性，特制定本规程。
2. 适用范围本规程适用于大体积混凝土基础、直径大于600mm的混凝土桩内部缺陷、不同时间浇筑的混凝土结合面质量以及混凝土匀质性检测。
3. 引用文件对于湖北省境内的检测项目，以《建筑地基基础检测技术规范（DB42/269-2003）》为最基本的技术依据，当该规范不明确时，参照下述规范执行：《建筑基桩检测技术规范（JGJ 106-2014）》对于湖北省境外的检测项目，依据行标执行。
对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。
4. 职责检测工程师负责现场检测；内业分析人或现场检测工程师负责计算分析，一般也负责编写检测报告。
5. 工作程序5.1 声测管的埋设根据工程检测需要，在桩身或基础中可采用预埋声波检测管(简称声测管)，进行声波透射法测试。
基桩的声测管埋设应符合以下要求：5.1.1根据桩径大小预埋声测管，测管数量应符合下列要求：d≤800mm，埋二根管；800mm <d≤2000mm，不应少于三根；d>2000mm，不应少于四根。
其中d为设计桩径。
5.1.2 声测管应沿桩截面外侧（纵筋保护层内）呈对称形状布置，声测管之间应保持平行。
5.1.3 声测管的编号方法约定为：对于房建项目，从正北方位开始，按顺时针方向依次编号为A、B、C、D…...。
对于路桥项目，从道路的前进方向开始，按顺时针方向依次编号为A、B、C、D…...。
5.1.4 声测管管身不得有破损，管内不得有异物，管的内径宜比换能器外径大15mm，加长声测管宜用外加套连接，并保持通直，管的下端应封闭，不应漏水，上端应加塞子。
5.1.5声测管随钢筋笼下沉后应在管内注满清水，声测管的埋设深度应与灌注桩的底部齐平，管的上端应高于桩顶表面300mm-500 mm，同一根桩的声测管外露高度宜相同。
基桩声波透射检测方案
1. 编制依据1.1 《基桩低应变动力检测规程》JGJ/T93-951.2 《建筑基桩检测技术》JGJ106-2003 J256-2003 2．编制说明2.1为了保证97#-99#楼基础工程施工质量，确保结构安全，对本工程桩基础全部采用低应变动力检测法进行检测，对10%的桩基采用声波透射法进行检测（其中桩长超过15m的全部需声波透射法进行检测），并对每栋楼号桩抽取3～8根采用钻芯法检测。
为了提高基桩检测的准确性和可靠性，特编制此方案。
3.地基验证基础地基检测分为桩底岩芯取样、桩底不良地基检测两项，其中岩芯取样按挖孔桩数量的10%抽取，本工程97号楼钻孔孔桩数量为96根，分别抽取其中10根进行岩芯取样；98号楼主楼挖孔桩数量为85根，分别抽取其中9根进行岩芯取样，车库挖孔桩数量为125根，分别抽取其中13根进行岩芯取样；99号楼主楼挖孔桩数量为89根，分别抽取其中9根进行岩芯取样，车库挖孔桩数量为60根，分别抽取其中6根进行岩芯取样；具体检测桩位（自编号）如下：97号楼：3#、14#、21#、48#、57#、62#、69#、72#、89#、92#；98号楼主楼：6#、14#、23#、27#、39#、47#、62#、65#、76#；车库：C12、C15、C29、C41、C43、C60、C63、C79、C91、C93、C107、C121、C123；99号楼主楼：7#、18#、32#、35#、44#、55#、59#、74#、76#；车库：105#、110#、113#、125#、134#、144#。
桩底不良地基检测应根据地勘报告及桩底高程，由地勘确定是否进行桩底不良地基检测。
4. 测桩布点数量及要求4.1桩径D ≤800㎜，需埋设2根管；4.2桩径800㎜＜D ≤2000㎜，需埋设3根管；4.3桩径D ＞2000㎜，需埋设4根管；D≤800mm800mm＜D≤2000mmD≥2000mm5.声波导管埋置要求5.1声波导管采用“得亿”牌PVC 排水管，管径为DN50；5.2声波导管应下端封闭，上端加盖、管内无异物，其连接处应光滑过渡，管口高出桩顶标高500㎜，管底标高保持一致，且各声测管管口高度一致；5.3声波导管埋置位置应以桩的圆心为中心，呈等边三角行布置，基桩钢筋与声测管之间，相距在150mm ～200mm 之间，每隔2m 用“U ”形弯筋套入声测管外壁，与钢筋焊接，以固定声测管（严禁用铅丝绑扎声测管，因为此法常常导致实测时，声测管位移出现假异常而误判），使之成桩后各声测管相互平行（确保声测管管距上中下一致）；5.4两个声波导管的间距不得大于1.50m；5.5桩长在15内时采用PVC管，当桩长大于15m时，应采用渡锌钢管。
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：
DJ-004基桩声波透射法检测实施细则
XXXXXX工程技术有限公司地基专业作业指导书基桩声波透射法检测实施细则文件编号：QWDJ-004版本号：A / 0编制：批准：生效日期：二○一八年十一月五日基桩声波透射法检测实施细则1. 目的为了使检测员更好地熟悉和掌握基桩声波透射法检测方法，保证检测数据的科学、公正和准确性，特制定本规程。
2. 适用范围本规程适用于大体积混凝土基础、直径大于600mm的混凝土桩内部缺陷、不同时间浇筑的混凝土结合面质量以及混凝土匀质性检测。
3. 引用文件对于湖北省境内的检测项目，以《建筑地基基础检测技术规范（DB42/269-2003）》为最基本的技术依据，当该规范不明确时，参照下述规范执行：《建筑基桩检测技术规范（JGJ 106-2014）》对于湖北省境外的检测项目，依据行标执行。
对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。
4. 职责检测工程师负责现场检测；内业分析人或现场检测工程师负责计算分析，一般也负责编写检测报告。
5. 工作程序5.1 声测管的埋设根据工程检测需要，在桩身或基础中可采用预埋声波检测管(简称声测管)，进行声波透射法测试。
基桩的声测管埋设应符合以下要求：5.1.1根据桩径大小预埋声测管，测管数量应符合下列要求：d≤800mm，埋二根管；800 mm <d≤2000mm，不应少于三根；d>2000mm，不应少于四根。
其中d为设计桩径。
5.1.2 声测管应沿桩截面外侧（纵筋保护层内）呈对称形状布置，声测管之间应保持平行。
5.1.3 声测管的编号方法约定为：对于房建项目，从正北方位开始，按顺时针方向依次编号为A、B、C、D…...。
对于路桥项目，从道路的前进方向开始，按顺时针方向依次编号为A、B、C、D…...。
5.1.4 声测管管身不得有破损，管内不得有异物，管的内径宜比换能器外径大15mm，加长声测管宜用外加套连接，并保持通直，管的下端应封闭，不应漏水，上端应加塞子。
基桩的声波透射法检测-摘自实用桩基工程手册
基桩的声波透射法检测-摘自实用桩基工程手册基桩作为建筑物的重要支撑结构，其质量关系到建筑物的稳定性和安全性。
因此，在工程建设过程中，对基桩的检测和评估显得尤为重要。
常见的基桩检测方法有钻孔取样、静载试验、动载试验和声波透射法检测等。
本文将重点介绍基桩的声波透射法检测。
声波透射法检测原理声波透射法检测是一种利用高频声波在物质中传播的物理现象，对混凝土中的缺陷进行检测的方法。
通过对声波的传播速度和反射信号的强度、时间等参数的测量和分析，可评估混凝土构件的质量。
声波透射法检测原理简单，其基本原理是利用高频声波在物质中传播时，会受到物质密度、均匀性、结构性质等因素的影响而产生反射、衍射、散射等现象。
当声波在过程中遇到混凝土的缺陷，如裂缝、空洞、松散部位等，将会被反射或散射。
通过对反射和散射声波的分析，可以得出混凝土结构内缺陷的位置、形状和大小等信息。
声波透射法检测仪器和操作流程声波透射法检测常用仪器为Pundit（由Proceq公司推出）和PUNDIT PL-HT （由Sonic of Italy推出）。
其操作流程如下：1.仪器进行自校准2.仪器进行测量位置的标定3.设置测量参数（如声源和传感器的位置、频率、滤波器、校准距离等）4.测量并记录声波数据5.对数据进行处理和分析，得出混凝土结构的质量信息需要注意的是，在进行声波透射法检测时，应根据具体情况选择合适的算法。
例如，对于多层混凝土结构，应选择多道方法进行检测，以避免盲区和伪同步等问题。
另外，声波透射法检测需要对测量环境进行重视，闪烁灯、高温、潮湿等环境都可能影响检测结果，因此在进行检测时要注意测量环境的控制和消除。
声波透射法检测的优缺点声波透射法检测有以下优点：1.检测速度快：声波透射法检测不需要进行混凝土开裂，而是利用声波的特性通过表面进行检测，因此速度比静、动载试验都快。
2.检测范围广：声波透射法检测可以检测混凝土结构内的任何缺陷，如空洞、裂缝、松散部位等。
基桩完整性检测 - 声波透射法
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首波的判读
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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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基桩完整性检测(声波透射法)
1.3 超声波的特点
4、超声波的能量比声波大得多。
5、超声波在固体中的传输损失很小，探测 深度大，由于超声波在异质界面上会发生反 射、折射、衍射等现象，尤其是不能通过气 体固体界面。如果介质中有气孔、裂纹等缺 陷（缺陷中有气体）或夹层，超声波的传播 路径会发生改变，对应的声时、声速、声幅 值等参数发生不同程度的变化，由此来判断 缺陷类型与程度。
谢谢大家！
6、现场拉升换能器的人员需要佩戴防滑手 套，拉升过程中要保持缓慢匀速状态；
7、提升过程中，如发现换能器卡在声测管 内，不要用力拉拽；
8、检测结束后，及时清理深度计数轮及从 动轮中的泥土。
第四章 数据分析与判断
4.1 波速、波幅及频率计算
4.1 波速、波幅及频率计算
4.1 波速、波幅及频率计算
1、原始数据通过分析软件打开后，对于可疑数据首先 确认该测点首波是否搜索准确；
2、对于疑似存在缺陷的基桩，应及时采用加密测点、 斜侧、线型扫射等方法进行复测；
3、对于类型判定存在争议的基桩，可采用取芯、开挖 等方式进行扩大验证；
4、结果判定前应区分该基桩为钳岩桩还是摩擦桩； 5、准确解读检测依据中的判定标准。
超声波检测技术
第1章 超声波法的基本知识 第2章 超声波法的基本原理 第3章 现场测试技术 第4章 数据分析与判断 第5章 工程实例
第一章 超声波法的基本知识
检测示意图
1.1 检测依据
《公路工程基桩动测技术规程》JTG/T F81-01-2004 （适用于低应变法、超声波法、高应变法）
1.2 名词解释
检测原理
超声脉冲信号在混凝土的传播过程中因发生衍 射、折射、多次反射及不同的吸收衰减，使接 收信号在混凝土中传播的时间、振动幅度、波 形及主频等发生变化，这样接收信号就携带了 有关传播介质（即被测桩身混凝土）的密实缺 陷情况、完整程度等信息。由仪器的数据处理 与判断分析软件对接收信号的各种声参量进行 综合分析，即可对桩身混凝土的完整性进行检 测，判断桩基缺陷的程度并确定其位置。
基桩的声波透射法检测
基桩的声波透射法检测1. 引言基桩作为建筑物的重要组成部分，其质量和稳定性对建筑物的安全性至关重要。
在基桩施工中，检测基桩的质量和完整性是必不可少的。
传统的基桩检测方法往往需要拆解基桩或者使用穿透性强的探测方法，这些方法可能对基桩产生一定的损伤，同时也会增加工程成本和时间。
而声波透射法检测作为一种非破坏性检测方法，可以有效地评估基桩的质量和完整性，具有较高的应用价值和发展潜力。
2. 声波透射法检测原理声波透射法检测是利用声波在不同材质介质中的传播特性来评估材料的质量和结构完整性的一种方法。
在基桩检测中，声波透射法检测是通过在基桩两端分别设置发射器和接收器，利用发射器将声波信号传输到基桩内部，然后接收器接收从基桩内部传出的声波信号，并通过对比信号的变化来评估基桩的质量和完整性。
3. 声波透射法检测的优势(1) 非破坏性检测：声波透射法检测可以不对基桩进行破坏性测试，避免了传统检测方法可能对基桩造成的损伤。
(2) 快速高效：声波透射法检测过程简单，测试时间短，能够快速评估基桩的质量和结构完整性。
(3) 易于操作：声波透射法检测设备使用简单，不需要复杂的操作和专门的技术人员。
(4) 准确性高：声波透射法检测通过分析声波信号的传播特性来评估基桩的质量和完整性，具有较高的准确性。
4. 声波透射法检测的应用声波透射法检测广泛应用于基桩质量评估和完整性检测等领域。
具体应用包括但不限于：(1) 基桩的质量评估：通过对基桩声波传播速度、衰减特性等进行分析，评估基桩的质量和承载能力。
(2) 基桩的结构完整性检测：通过对基桩内部的声波反射、散射等进行分析，评估基桩的结构完整性和质量状况。
(3) 基桩缺陷检测：通过对基桩内部的声波反射、散射特性进行分析，检测基桩内的缺陷、裂纹等问题。
5. 声波透射法检测的局限性尽管声波透射法检测具有许多优点，但也存在一些局限性，需注意：(1) 检测深度有限：声波透射法检测的深度受到声波传播速度和信号衰减等因素制约，对于较深的基桩检测可能存在一定困难。
声波透射变作业指导书
声波透射变作业指导书
声波透射作业指导书主要包括以下内容：
1. 目的：声波透射作业的目的是检测混凝土灌注桩桩身完整性，判定桩身是否存在缺陷、缺陷的程度及其位置。
2. 适用范围：声波透射法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测。
3. 检测设备：需要使用的设备包括基桩多跨孔超声波自动循测仪，该设备必须经校准/检定合格。
4. 核查计划：每年初编制年度期间核查工作计划。
期间核查的时间间隔与校准/检定周期相同，安排在两次校准/检定中间进行，一般为上次校准/检定
后六个月（个别为一年）。
5. 实施期间核查情况：在出现以下情况时，应考虑实施期间核查：
相邻两次校准/检定期间，必须实施期间核查。
使用环境条件发生变化，如温度、湿度变化较大，有可能影响仪器准确性。
在检测过程中，发现数据可疑，对仪器设备提出怀疑时。
遇到重要的检测项目，如发生有关事故、作为仲裁或有争议时。
仪器维修后。
6. 结语：为使仪器设备在相邻两次校准/检定期间，保持设备校准/检定状态的可信度，保证测量数据的准确可靠，特制定本作业指导书。
本作业指导书应和相应的技术标准一同执行使用。
请注意，上述内容仅供参考，建议查阅声波透射作业指导书原文件获取更准确的信息。
声波透射法检测基桩完整性作业指导书
目录一、依据的检测标准及技术要求 (1)二、适用范围 (1)三、试验目的 (1)四、仪器设备 (1)五、试验原理 (2)六、试验准备 (3)七、操作规程 (3)八、数据处理 (4)工程检测咨询有限公司声波透射法检测基桩完整性作业指导书一、依据的检测标准及技术要求《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）二、适用范围适用于桩径不小于600mm的混凝土灌注桩的桩身完整性检测。
三、试验目的对混凝土灌注桩的桩身完整性进行检测，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。
四、仪器设备声波透射法检测基桩完整性的检测采用生产的ZBL-U520非金属超声检测仪。
声波探测的全过程是声波发射，传播及接收显示后处理，其相应的仪器有发射换能器，接收换能器，声波透射仪。
4.1 声波换能器换能器是声电能量的转换器件，俗称探头。
换能器一般利用压电陶瓷晶体的压电效应原理工作。
其中发射换能器是将声波仪发射机输出的具有一定功率的电信号转换成声信号发射到岩体中，它的工作原理是利用晶体的逆电压电效应。
而接收换能器是将岩体中传播的声信号转换成电信号，输入到声波仪接收机的输入系统中，其工作原理是利用晶体的压电效应。
因实测中对换能器和频率、频带，工作方式的要求不同，因此做成了具有不同结构和不同振动方式的压电换能器.。
4.2 声波透射仪基本参数如下表：表4.1 仪器性能指标及相关参数五、试验原理混凝土灌注桩超声检测是通过在桩内先预埋若干根平行于桩纵轴的声测管道,再将超声探头通过声测管直接伸入桩身混凝土内部进行逐点、逐段的检测。
对于正常的混凝土,声波在其中传播的速度是具有一定范围,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,使得声时增大,计算声速降低,波幅减小,甚至接收波形畸变,从而可以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。
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1 前言为严格执行低应变检测规范（规程），不断提高基桩低应变检测水平，使相应技术标准的执行更具有可操作性，特按《安全作业管理程序》（JAGS/C－Ⅱ―16―2013）、《现场检测控制程序》（JAGS/C－Ⅱ―17―2013）编制本作业指导书，并作为《质量手册》的一部分，与其一并颁布执行。
本作业指导书则应和相应的技术标准一同执行使用。
2 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。
3 技术标准中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）。
4 检测目的检测桩身结构的完整性，判定桩身是否存在缺陷、缺陷的程度及其位置。
5 检测原理声波是弹性波的一种，若视混凝土介质为弹性体，则声波在混凝土中的传播服从弹性波传播规律，由发射探头发射的声波经水的耦合传到测管，再在桩身混凝土介质中传播后，到接收端的测管，再经水耦合，最后到达接收探头。
由于液体或气体没有剪切弹性，只能传播纵波，因此超声波测桩技术采用的是纵波分量。
探头发射的声波会在发射点和接收点之间形成复杂的声场，声波将分别沿不同的路径传播，最终到达接收点，其走时都不尽相同。
但在所有的传播路径中总有一条路径，声波走时最短，接收探头接收到该声波时，形成信号波形的初始起跳，一般称为“初至”，当桩身完好时，可认为这条路径就是发射探头和接收探头的直线距离，是已知量；而初至对应的声时扣去声波在测管、水之间的传播时间以及仪器系统延迟时间，可得声波在两测管间混凝土介质中传播的实际声时，并由此可计算出所对应的声速。
当桩身存在断裂、离析等缺陷时，破坏了混凝土介质的连续性，使声波的传播路径复杂化，声波将透过或绕过缺陷传播，其传播路径大于直线距离，引起声时的延长，而由此算出的波速将降低。
另外，由于空气和水的声阻抗远小于混凝土的声阻抗，声波在混凝土中传播过程中，遇到蜂窝、空洞或裂缝等缺陷时，在缺陷界面发生反射和散射，声能衰减，因此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小。
再者，透过或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。
综上所述，当桩身某一段存在缺陷时，接收到的声波信号会出现波速降低、振幅减少、波形畸变、接收信号主频发生变化等特征。
超声波透射法桩基检测就是根据混凝土声学参数测量值的相对变化，分析、判别其缺陷的位置和范围，评定桩基混凝土质量类别。
6 检测仪器6.1声波发射与接收换能器应符合下列要求：6.1.1圆柱状径向振动，沿径向无指向性；6.1.2外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于150mm；6.1.3谐振频率为30～50kHz；6.1.4水密性满足1MPa水压不渗水。
6.2声波检测仪应符合下列要求：6.2.1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；6.2.2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；6.2.3声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。
6.3本公司应用于检测仪器为ZBL-U520型非金属超声检测分析仪。
6.4 仪器设备的管理执行《设施和环境条件控制程序》（JAGS/C－Ⅱ―15―2013）。
6.5 检测必须使用经标定的仪器，并且检测（使用）日期必须在标定的有效日期之内。
（即仪器三色管理标签为“绿色”标签状态下的仪器。
）7 现场检测7.1 收集资料按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）第3章的要求及基桩检测业务联系单表式收集项目资料。
7.2 人员保证为保证工作质量，检测工作至少应有2人参加，参加人员均应有上岗资格。
检测人员检测前应取得内容完整和任务明确的检测任务（委托）单，并对检测任务计划进行设置。
7.3现场检测7.3.1声测管埋设应按《建筑基桩检测技术规范》GJ106-2003附录H的规定。
7.3.2现场检测前准备工作应符合下列规定：1）采用标定法确定仪器系统延迟时间。
2）计算声测管及耦合水层声时修正值。
3）在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。
4）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。
7.3.3现场检测步骤应符合下列规定：将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处。
发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不应大于250mm。
实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。
将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。
在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。
在同一检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。
检测人必须认真执行《现场检测控制程序》（JAGS/C －Ⅱ―17―2013）,认真填写“基桩超声波检测现场记录表。
返回公司后，将检测所得的数据拷贝到计算机中备档，另外拷贝一份到光盘（或其他电子载体）。
检查原始记录和拷贝的光盘无误后在原始记录上签字，一起交校核人。
校核人应对原始记录表和光盘中的内容在全面校核的基础上重点对有否漏、错和不规范之处进行检查（如有，应退还检测人改正），确认无误后在原始记录上签字，以示负责。
*可在“现场检测工作记录”中的记载的其他信息有：桩身的倾斜程度、钢筋在桩顶以上的外露长度、PHC 桩孔内水位高度、浅部土层土性等，均可为实测波形的判断提供帮助。
7.5 环境要求按程序文件《设施和环境条件控制程序》（JAGS/C-Ⅱ-15—2013）的规定执行并满足《建筑基桩检测技术规程》（JGJ 106-2003）对环境的要求。
8 数据处理及报告编写8.1 各测点的声时tc 、声速v 、波幅Ap 及主频f 应根据现场检测数据，按下列各式计算，并绘制声速-深度（v-z ）曲线和波幅-深度（Ap-z ）曲线，需要时可绘制辅助的主频-深度（f-z ）曲线：t t t t i i '--=0c iit l vc '=p lg20a a A i i =ii T f 1000=式中 tci ——第i 测点声时(μs)； ti ——第i 测点声时测量值(μs)； 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)，也可由信号频谱的主频求得；Ti——第i测点信号周期(μs)。
8.2 声速临界值应按下列步骤计算：8.2.1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≥…v n-k≥…vn-1≥vn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(10.4.2-1)vi序列尾部最小数值的数据个数。
8.2.2对从零开始逐一去掉式(10.4.2-1)vi序列中最小数值后余下的数据进行统计计算。
当去掉最小数值的数据个数为k时，对包括vn-k在内的余下的数据v1～vn-k按下列公式进行统计计算：v0=vm-λ*sx∑-=-=kniimvknv11()∑-=---=knimivvkns12x11式中v0——异常判断值；vm—— (n-k)个数据的平均值；sx—— (n-k)个数据的标准差；λ ——由表10.4.2查得的与（n-k）相对应的系数。
统计数据个数(n-k)与对应的λ值8.2.3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v1～vn-k-1重复式的计算步骤，直到vi 序列中余下的全部数据满足：v i ＞v 0 此时，v0为声速的异常判断临界值vc 。
8.2.4声速异常时的临界值判据为：v i ≤ v c当上式成立时，声速可判定为异常。
8.2.5当检测剖面n 个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，宜采用声速低限值判据：v i ＜ v L式中 vi ——第i 测点声速（km/s ）；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。
当上式成立时，可直接判定为声速低于低限值异常。
8.3波幅异常时的临界值判据应按下列公式计算：∑==ni iAnA 1p m 1(4.4-1)A p i ＜A m –6 (4.4-2) 式中 Am ——波幅平均值（dB ）； n ——检测面测点数。
当式（4.4-2）成立时，波幅可判定为异常。
8.4 当采用斜率法的PSD 值作为辅助异常点判据时，PSD 值应按下列公式计算：PSD = K ∙ Δt (4.5-1)11c c ----=i i i i z z t t K (4.5-2) Δt = t c i － t c i －1 (4.5-3)式中 tci ——第i 测点声时(μs)；tci －1——第i －1测点声时(μs)； zi ——第i 测点深度（m ）； zi －1——第i －1测点深度（m ）。
根据PSD 值在某深度处的突变，结合波幅变化情况，进行异常点判定。
8.5 当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频-深度曲线上主频值明显降低可判定为异常。
8.6 桩身完整性类别应结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD 判据、混凝土声速低限值以及桩身质量可疑点加密测试（包括斜测或扇形扫测）后确定的缺陷范围，按本规范表3.5.1的规定和表4.7的特征进行综合判定。
8.7 检测报告除应包括规范第3.5.5条内容外，还应包括： 8.7.1声测管布置图；8.7.2受检桩每个检测剖面声速-深度曲线、波幅-深度曲线，并将相应判据临界值所对应的标志线绘制于同一个坐标系；8.7.3当采用主频值或PSD 值进行辅助分析判定时，绘制主频-深度曲线或PSD 曲线， 8.7.4缺陷分布图示。
9 认证标志的使用通过计量认证和主管部门认可后，应正确使用CMA 。
签发检测报告，应在报告封面页左上角加印CMA 。
10 检测原始记录表基桩超声波检测现场记录表 （JAGS/C-Ⅲ-08—2013）。