基桩声波透射法
声波透射法检测基桩方法原理
声波透射法检测基桩方法原理嘿，咱今儿个就来聊聊声波透射法检测基桩方法原理。
你知道吗，这就好比给基桩做一次特别的“体检”呢！想象一下，基桩就像是深埋地下的大柱子，它们可是建筑的重要支撑呀。
那怎么知道它们是不是健康强壮呢？这时候声波透射法就闪亮登场啦！声波透射法呢，简单来说，就是利用声波在基桩里传播的情况来了解基桩的状况。
这就好像我们走路，有的路平坦顺畅，我们走得很轻松；有的路坑坑洼洼，我们走起来就跌跌撞撞。
声波在好的基桩里传播就很顺利，在有问题的基桩里可能就会遇到阻碍。
具体是怎么操作的呢？首先得在基桩里预埋一些管子，就像给基桩装了一些特殊的“通道”。
然后呢，把发射和接收声波的仪器放进这些管子里。
这时候，声波就沿着管子在基桩里跑起来啦！如果基桩没啥问题，那声波传播得快，信号也强；要是基桩有裂缝啊、空洞啊之类的毛病，声波就会被反射、散射或者衰减。
嘿，这不就像是在告诉我们：“这儿有情况啦！”这检测方法可厉害着呢！它能检测出基桩的完整性，看看有没有缺陷，缺陷有多大，在什么位置。
这多重要啊！要是基桩有问题没发现，那以后建筑盖起来，不就危险啦？而且啊，声波透射法还很精准。
它就像一个细心的侦探，不放过任何一个小细节。
它能检测出很微小的缺陷，让我们能及时发现问题，及时解决。
你说，这声波透射法是不是很神奇？它就像是基桩的保护神，守护着基桩的健康，也守护着我们建筑的安全。
咱们生活中的高楼大厦、桥梁隧道，很多都离不开基桩的支撑。
而声波透射法就像是为这些基桩保驾护航的卫士，确保它们能稳稳地承担起建筑的重量。
所以啊，可别小看了这声波透射法检测基桩方法原理。
它虽然看似复杂，但其。
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
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。
基桩超声波透射法检测的影响因素
基桩超声波透射法检测的影响因素基桩超声波透射法是一种应用超声波透射技术检测基桩质量的方法。
通过该方法，可以非破坏性地评估基桩的质量，并判断是否存在质量缺陷。
然而，基桩超声波透射法的检测结果可能受到多种因素的影响。
下面将从以下几个方面进行详细讨论。
1.基桩本身的因素：基桩的材料类型、型号和尺寸等因素会直接影响基桩超声波透射法的检测结果。
不同材料的基桩具有不同的声速和声导纳特性，因此对超声波的传播和反射会有不同的响应。
此外，基桩的尺寸大小也会影响声波在基桩中的传播和反射。
2.传感器的性能：传感器的性能将直接影响超声波的接收和发送。
传感器的灵敏度、频率响应、阵元数量和分辨率等性能会影响到超声波的检测精度和灵敏度。
较高的传感器性能能够提高检测结果的准确性和可靠性。
3.超声波的性质和参数：超声波在基桩中的传播和反射会受到声速、频率、波长、幅度等参数的影响。
这些参数将影响到超声波的穿透深度、传播速度以及信号的强度和清晰度。
因此，在进行基桩超声波透射检测时，需要选择合适的超声波参数，以使其适应基桩的特性和检测要求。
4.基桩的环境和周围介质：基桩的环境和周围介质也会对超声波的传播和反射产生影响。
例如，如果基桩的周围存在大量的杂乱声波或背景噪声，会对超声波的接收和分析造成干扰，从而降低检测结果的准确性。
此外，基桩周围介质的密度、湿度、温度等因素也可能对声波的传播和反射产生影响。
5.检测设备和操作人员的技术水平：检测设备的性能和操作人员的技术水平也会对基桩超声波透射法的检测结果产生影响。
合理选择和使用设备，以及具备良好的实地操作能力，对于检测结果的准确性和可靠性至关重要。
操作人员需要具备充分的技术培训和实践经验，以正确操作设备并正确解读检测结果。
总结起来，基桩超声波透射法的检测结果影响因素包括基桩本身的因素、传感器的性能、超声波的参数、基桩的环境和周围介质，以及检测设备和操作人员的技术水平。
只有综合考虑这些因素并合理操作，才能够得到准确、可靠的基桩超声波透射检测结果。
基桩超讲义声波法检测
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。
频率变化与混凝土质量
声波脉冲是复频波，具有多种频率成分。当 它们穿过混凝土后，各频率成分的衰减程度不同， 高频部分比低频部分衰减严重，因而导致接收信 号的主频率向低频端漂移。其漂移的多少取决于 衰减因素的严重程度。所以，接收波主频率实质 上是介质衰减作用的一个表征量，当遇到缺陷时， 由于衰减严重，使接收波主频率明显降低。
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）。
基桩的声波透射法检测
基桩的声波透射法检测报告一、工程概况桥梁长度约1140km，占正线长度86.5%；隧道长度约16km，占正线长度1.2%；路基长度162km，占正线长度12.3%；全线铺设无碴正线约1268公里，占线路长度的96.2%。
有碴轨道正线约50公里，占线路长度的3.8%。
全线用地总计5000km2。
铁路桥梁基桩进行声波透射法检测。
二、检测依据1. 工程设计文件及施工图；2.《铁路工程基桩无损检测规程》TB10218-99三、检测方法和适用范围1．声波透射法检测声波透射法检测基桩结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征；当混凝土内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等缺陷时，将产生波的散射和绕射；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，可以获得测区范围内混凝土的声学参数。
测试记录不同测试剖面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内混凝土的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。
在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。
测试时每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另一根声测管中的声测管接收信号，声波检测仪测定有关参数并采集记录储存。
换能器由桩底同时从下往上依次检测，遍及各个截面。
声波透射法测桩的特点：检测全面、细致，现场操作简便，迅速，不受桩长、长径比的限制，一般也不受场地限制。
声波透射法基桩质量检测工作程序框图1 2 3 4 52．检测仪器1)声波发射与接收换能器应符合下列要求：➢ 圆柱状径向振动，沿径向无指向性；➢ 外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm；➢ 谐振频率宜为30～60kHz；➢ 水密性满足1MPa水压不渗水。
声波透射法在基桩检测中的应用
声波透射法在基桩检测中的应用发布时间：2022-09-12T08:07:48.819Z 来源：《建筑实践》2022年第5月9期作者：唐广峰[导读] 声波透射法是一种利用预先埋置的声波管，根据测量声波时产生的频率、唐广峰武汉新业人力资源服务有限公司湖北省武汉市 430000摘要：声波透射法是一种利用预先埋置的声波管，根据测量声波时产生的频率、波幅等声学量的相对改变来探测桩的整体质量。
由于桩身检测精度高，现场操作简单快捷，不受桩长、桩径等因素的制约，使得声波透射法与其他检查方法具有明显的优势。
本文从波速、波幅、频率等方面对混凝土的振动特性进行了较为详尽的论述，并对采用平测、交叉斜测和扇形扫描等传输技术对混凝土中混凝土的性能和部位进行了分析。
关键词：声波透射法；缺陷；交叉斜射；基桩检测1 引言声波透视法是近年来出现的一种能够无损检测基桩的新技术，这种技术可以准确直观地反应出基桩的紧密程度，并判断基桩缺陷的位置，以此作为依据为基桩的缺陷进行优化和维修。
利用声波透射法对基桩进行检测时，主要是依赖于声波技术，声波在混凝土中传播时，他的声学参数与混凝土的密实程度有着密切的联系，如，其声速、幅度、波形等在不同的介质中传播也有非常明显的差异，本文通过研究桩基性质对声波参数的影响来着重说明在利用声波透射技术进行检验时，如何对基桩的缺陷性质进行正确的判定，以此为实际工作中利用声波透射法对基桩进行检测提供一定的参考依据。
2 基桩检测和声波透射法概述2.1 桩基工程及其检测概述近几年，由于工程施工的迅猛发展，许多桥梁、高层建筑、大型厂房、港口码头、海上采油平台等基础设施的大量使用，因此桩基础的应用日益广泛，已成为我国工程建设中最重要的一种基础形式。
在进行桩基施工时，一般需要花费超过整个项目成本的1/4。
在各类桩基础中，以水泥桩为主，尤其是大口径桩基本都采用了水泥搅拌桩。
由于桩基础多在地下或水中，属于隐蔽施工，施工程序复杂，技术要求高，施工难度大。
声波透射法检测方法
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声波透射法检测方法的基本原理是用人工的方法在混凝土介质中激发一定频率的弹性波，该弹性波在介质中传播时，遇到混凝土介质缺陷会产生反射、透射、绕射、散射、衰减，从而造成穿过该介质的接收波波幅衰减、波形畸变、波速降低等。
根据超声波换能器通道在桩体中的不同布置方式，超声波透射法基桩检测有以下三种方法：
- 桩内单孔透射法：在某些特殊情况下只有一个孔道可供检测使用，例如在钻孔取芯后，需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，这时可采用单孔检测法。
此时，换能器放置于一个孔中，换能器间用隔声材料隔离（或采用专用的一发双收换能器）。
超声波从发射换能器出发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，再经耦合水分别到达两个接收换能器上，从而测出超声波沿孔壁混凝土传播时的各项声学参数。
需要注意的是，当孔道中有钢质套管时，由于钢管影响超声波在孔壁混凝土中的绕行，故不能用此法。
- 桩外单孔透射法：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作为检测通道，检测时在桩顶面放置一发射功率较大的平面换能器，接收换能器从桩外孔中自上而下慢慢放下，超声波沿桩身混凝土向下传播，并穿过桩与孔之间的土层，通过孔中耦合水进入接收换能器，逐点测出透射超声波的声学参数，根据信号的变化情况大致判定桩身质量。
由于超声波在土中衰减很快，这种方法的可测桩长十分有限，且只能判断夹层、断桩、缩颈等。
- 桩内跨孔透射法：在桩内预埋两根或两根以上的声测。
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：
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。
声波透射法
： 、 固体材料中声波衰减因原因不同分为三种主要类型 固体材料中声波衰减因原因不同分为三种主要类型： 吸收衰减 吸收衰减、 散射 、扩散衰 减。前两类衰减取决于介质的特性，而后一类衰减则由 衰减 衰减、 扩散衰减
声源空间特征决定。通常，在讨论声波与介质特性的关系时，仅考虑 前两类衰减。但在估计声波传播过程中的能量损失时，例如声波作用 距离、回波强度时，必须将这三类衰减因素全面考虑：
α=af+bf2+cf4 式中，a、b、c 是介质性质以及散射物特性决定的比例系数。
（c）扩散衰减：
声波发射器发出的超声波波速都有一定的扩散角。在声波传播过程 ， 中， 波速的扩散导致能量的逐渐分散 波速的扩散导致能量的逐渐分散， 从而使单位面积的能量随传播 距离的增加而减弱。 对混凝土而言：强度高的混凝土声波衰减系数小，相对接收波幅大； 强度低的或存在缺陷的混凝土的衰减系数大，相对接收波幅小。当混 凝土质量差或存在缺陷时，接收到的声波信号高频已经损失，频率变 低。 （高频衰减快）
vp vR
= 2 (1 − µ ) 1 − 2 µ
对于混凝土，泊松比一般取μ=0.2-0.3,因此
vp vR
介于 1.63-1.87 之间，
即在混凝土中，纵波波速为横波波速的（1.63-1.87）倍。即：平面纵 速。 波波速大于平面横波波 波波速大于平面横波波速。
3、声波在传播过程中的衰减
， 声波在介质中传播的过程中 声波在介质中传播的过程中， 质点振幅随传播距离的增大而逐渐减小 减。 的现象称为衰 的现象称为衰减 声波衰减的大小及变化即与所使用的超声波频率及 传播距离有关，也与传播介质材料的内部结构及性能有关。因此研究 声波在介质中的衰减情况将有助于了解介质内部的结构及性能。
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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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。
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。
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测点间距要求
▪ 2014版规范要求声测线间距不应大于 100mm。2003版要求不大于250mm。间 距越小，检测精度越高，但需花费更多的 时间。
25
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：低应变的应力波波长为米级的(0.52.0m)，超声波的波长为厘米级的(4-8cm)．
基桩经钻芯法检测后（有2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。
12
原理
由发射换能器（探头）在混凝土内激发高频波， 并用接收换能器记录波在混凝土内传播过程中的波动 特征．当混凝土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。
2
桩基检测 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性 抽样检测。 承载力检测分竖向抗压检测、竖向抗拔 静载、水平静载。竖向抗压检测可用抗 压静载和高应变等方法进行检测。 完整性检测主要有低应变法、钻芯法、 声波透射法和高应变法。
3
声波透射法一般应用在灌注桩上，灌注 桩的缺陷包括松散、蜂窝、孔洞，夹层 等。
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。现在有人已经发明 专门通声测管的设备。
22
热异常测试典型曲线
85 0
Te m pe rature (de g F)
105
125
10
20
30
40
Elevation (ft)
50
60
70
80
90 100
Tube 1 Tube 2 Tube 3
28
波长计算
假设超声波频率为50kHz，波速为4000m/s， 请问波长多少？
v 1 f
4000 50 * 1000
0.08m
假设低应变的频率为3kHz，波速为3300m/s，
请问波长多少？
根据公式
2
v f
3300 3 *1000
1.10m
29
放大倍数计算
分贝dB与放大倍数的关系： 总放大量=20*lg(Vi/V0)dB V0为零分贝信号幅值
基桩声波透射法
1
主要桩型 1、PHC(高强度预应力管桩)，成桩方法主要
有静压、锤击，主要优点造价低、施工速度 快，但抗水平能力差； 2、(冲)钻孔灌注桩，成孔方法主要有冲孔、 钻孔和旋挖等，高层建筑首选，抗水平能力 强，施工速度慢； 3、人工挖孔桩，人工作业； 4、沉管灌注桩、水泥土桩、钢桩等。
频率：低应变的频率从几百到几千Hz，超声 波一般为30-50kHz
26
低应变与超声波的互校
如果某根桩低应变定为 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．
低应变 超声波
27
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
31
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 、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。
13
什么叫超声波？
次声波的频率小于20Hz； 人耳能听到的正常声波为20Hz-20kHz; 超声波的频率大于20kHz。
14
仪器设备
主要包括三个部分：发射换能器、接收换能 器及主机等，现在有些设备带自动提升装置， 或一发多收换能器。
15
仪器设备要求
声波发射与接收换能器的水密性应满足 1.0MPa水压不渗水。
声波检测仪的声时测量分辨力应优于或等于 0.5μs。
16
传播路径
发射
接收
管壁
管壁
砼
水
水
水 管壁 砼 管壁 水
17
信号
到达
到达
波速=管距/到达时间。
怎样发现缺陷?
完整桩
怎样发现缺陷?
缺陷桩
信号强度降低（能量降低） 初至时间延迟，甚至首波找不到
主要优点
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、
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▪ 最早12小时后就可评价钻孔桩浇筑时质量，
可以提高施工进度。
23
声测管埋设数量基本规定
▪ D≤800mm，不少于2根声测管。 ▪ 800mm＜ D≤1600mm，不少于3根管。 ▪ D＞1600mm ，不少于4根管。 ▪ 桩径大于2500mm时，宜增加预埋声测管数量。 ▪ 式中D——受检桩设计桩径。
30
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，则最大可 能是管斜了；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
砼 水 空气 石灰石
5900m/s
4500m/s 1500m/s 340m/s 6100m/s
严重程度; 可估算混凝土强度等
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主要缺点
要预埋声测管，在实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。
不能评价保护层，现在国外在研究热异常桩身完整性检 测，主要原理是混凝土固化的温度与混凝土质量直接相 关。
4
钻孔桩常会出现缺陷，经常需要采用声波透射法检测
仅有的连接混凝土
主要依据：《建筑基桩检测技术规范》 JGJ106-2014
适用范围：适用于混凝土灌注桩桩身完整性 检测，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。 对于桩径小于0.6m的桩，不宜采用本方法进 行桩身完整性检测。
11
检测数量
3.3.3 混凝土桩的桩身完整性检测，3 大直径嵌岩 灌注桩或设计等级为甲级的大直径灌注桩，应在 规定的检测桩数范围内，按不少于总桩数10%的 比例采用采用钻芯法或声波透射法检测。