钻孔灌注桩超声波检测ppt(2014)

钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
二、超声波检测

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二、超声波检测

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二、超声波检测 1.7 检测数据处理 （1）概率法：
2）异常值的临界值按下列两种情况计算： 当统计数据为声时值时，X0=mx+λ1*Sx 式中：X0——声时临界值； mx——声时平均值； Sx——声时标准差； λ1——异常值判定系数(按表9.4.2取值)。 当统计数据为声速、波幅或频率时，
当有空洞或裂缝存在时，便破坏了混凝土的整体性，超 声脉冲波只能绕过空洞或裂缝传播到接收换能器，因此传播的 路程增大，测得的声时必然偏长或声速降低。另外，由于空气 的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率，脉冲波在混凝土中传播 时，遇到蜂窝、空洞或裂缝等缺陷，便在缺陷界面发生反射和 散射，声能被衰减，其中频率较高的成分衰减更快，因此接收 信号的波幅明显降低，频率明显减小或频率谱中高频成分明显 减少。再者经过缺陷反射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。
运动又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。可认为仅存于固体介 质表面二倍波长深度之内。
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一、超声波的基本知识及基本参数
1.1声波的基本知识：
目前超声脉冲技术中广泛应用的是纵波，如：综合法
测强、测缺（不密实区、裂缝深度、结合面质量、匀质 性、损伤层厚度等）、基桩完整性检测，岩土工程单孔 或跨孔纵波波速测试。 声波是在介质中传播的机械波，依据波动频率的不同， 声波可分为次声波、可闻声波、超声波、特超声波。如 下表所示。
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二、超声波检测 1.6 现场检测：
6）选择合适的换能器（桩径小于1.5m宜选择60kHz换能 器，桩径大于1.5m宜选择20-40kHz的换能器），设定合理仪
器参数，一经选定，在同批桩的检测过程中不得随意改变。
7）换能器放到管底后检查管口深度是否一致，与设计深 度是否一致。发射和接收换能器应同步移动，逐点检测，当 相邻测点的检测数据存在明显差异时，应及时检查换能器的 高度。每个测点的两个探头高差变化不应超过20mm。
中传播。
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一、超声波的基本知识及基本参数
1.1声波的基本知识：
1. 纵波：质点运动方向平行与波的传播方向。
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一、超声波的基本知识及基本参数
1.1声波的基本知识：
2. 横波：质点运动方向垂直于波的传播方向。
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电脉冲开始作用到压电体的时刻,电路的触发、转换。
电声转换时间：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。
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二、超声波检测
1.6 现场检测：
5）测量声时初读数t00 A 仪器系统延迟：
仪器系统延迟的原因：

电延迟时间:发出触发电脉冲并开始计时的瞬间到电
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二、超声波检测
1.3 检测仪器及换能器要求（略）见DGJ08-218-2003 9.2章节
1.4 监测数量规定：
1）建筑工程：根据实际工程量确定，若有监测要
求，检测数量不宜少于总桩数的10%；
2）市政、公路工程：重要工程检测数量不应少于 50%。 3）DGJ08-11-2010中要求：对大直径水上灌注桩、 桩端后注浆灌注桩，采用声波投射法检测数量不宜少
（ 1) 一字形槽 段 A B C
D E F
（ 2) 段
L 形槽
（ 3) 段
T 形槽
二、超声波检测
1.5 声测管的埋深要求：
声测管宜采用金属管，其内径宜比换能器外径大15mm以上，
采用螺纹外套管连接，应保证不漏水。应保证成桩之后相互平行。 下端埋设至桩端或槽底。 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： 有足够的强度和刚度，保证声测管不致因受力而弯折、脱开； 有足够的水密性，在较高的静水压力下，不漏浆；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。
Cw—水的声速（km/s）,按水温关系表取值。
Cg---预埋声测管所用材料的声速（km/s），钢 管取5.90（km/s） 注意：两根声测管规格不同的情况。
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二、超声波检测 1.6 现场检测：
5）测量声时初读数t00 B 检测前的测量声时初读数t00测定： 水温与水声波速关系表 水温度（℃） 水声速 （km/s） 5 1.45 10 1.46 15 1.47 20 1.48 25 1.49 30 1.50
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二、超声波检测 1.2 检测方法
平测法：桩长≤30m，宜采用200测点间距，桩 长＞30m，宜采用250mm点距，发射及接受换能器 以相同的标高同步升降，完成整桩长度范围内的测 量。
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说明：
1 —声 测 管 2—发射换能器 3—接收换能器 4—声波检测仪
一、超声波的基本知识及基本参数
1.1声波的基本知识：
3. 表面波：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，
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声波是在介质中传播的机械波
名称 次声波 可闻声波 超声波 频率范围 0～2×101 Hz 2×101～2×104 Hz 2×104～1010 Hz
特超声波
>1010Hz
用于混凝土声波透射法检测的声波主频率一般为20KHz～ 200KHz。
一、超声波的基本知识及基本参数
1.2 声波的基本参数
声波的四个基本物理量：周期T、频率f、声速C、波
幅A、波长λ。 周期T：质点完成依次完整的振动所需的时间； 频率f：单位时间内完成质点振动的次数； 波长λ：一个周期内声波在介质中的传播距离；
声速C：声波在介质中的传播速度；
波幅A：声波的振幅，用仪器读取的电压值换算成分
贝数来表示波幅的大小。
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二、超声波检测 1.2 检测方法
（桩内跨孔透射法 ）此法是一种成熟可靠的方法， 是超声波透射法检测桩身质量的最主要形式，其方法 是在桩内预埋两根或两根以上的声测管，在管中注满 清水，把发射、接收换能器分别置于两管道中。检测 时超声波由发射换能器出发穿透两管间混凝土后被接 收换能器接收，实际有效检测范围为声波脉冲从发射 换能器到接收换能器所扫过的面积。根据不同的情况， 采用一种或多种测试方法，采集声学参数，根据波形 的变化，来判定桩身混凝土强度，判断桩身混凝土质 量，跨孔法检测根据两换能器相对高程的变化，又可 分为平测、斜测、交叉斜测、扇形扫描测等方式，在 检测时视实际需要灵活运用。
于总桩数的20%
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二、超声波检测
1.5 声测管的埋设要求： 对灌注桩，当桩径≤800mm时，对称埋设两根管， 当800mm﹤桩径≤2000mm时，按等边三角形埋设三跟管，
当桩径﹥2000mm时按正方形埋设四跟管。对地下连续
墙，沿墙身厚度方向对称埋设两根管。
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通常有两种联结方式：螺纹联结和套筒联结 。
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二、超声波检测
1.5 声测管的埋深要求：
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二、超声波检测
1.5 声测管的埋深要求：
声测管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。 声测管的连接和埋设质量是保证现场检测工作顺利进行的 关键，也是决定检测数据的可靠性以及试验成败的关键环节，应引
二、超声波检测 1.2 检测方法
斜测：将发射换能器和接受换能器置于不同高度上同 步提升，分析两次测试的声学参数异常的测线，来进 一步更精确的确定缺陷范围。两探头的水平夹角一般
控制在30°～40°。
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二、超声波检测 1.2 检测方法
扇形扫测：一只换能器固定在某高程不动，另 一只换能器逐点移动，测线呈扇形分布。要注意的 是，扇形测量中各测点测距是各不相同的，虽然波 速可以换算，相互比较，但振幅测值却没有相互可 比性（波幅除与测距有关，还与方位角有关，且不 是线性变化），只能根据相邻测点测值的突变来发 现测线是否遇到缺陷。
红外线、紫外线、可见光、雷达波等。
振动：质点运动的往复机械运动，周期性，持续性，内源 性。（震动：非周期性，瞬时性，外源性）
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一、超声波的基本知识及基本参数
1.1声波的基本知识：
纵波（P波）：介质中质点振动方向与波传播方向一致，即介质受
拉伸压缩的交变应力。固体、液体、气体具有容变弹性，所以纵波能在 固、液、汽介质中传播。 横波（S波）：质质点的振动方向与波的传播方向相垂直，横波使 介质产生剪切变形，液体、气体无一定形状。形变时不产生切变应力。 故液、气中不能传播横向。 表面波（R波）：固体介质表面受交变涨力，使介质表面发生相应 的纵向和横向合成振动，围绕平衡位置作椭圆振动，表面波只能在固体
脉冲开始作用到压电体的时刻,电路的触发、转换。

电声转换时间：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。

声延迟：声波要通过换能器壳体或辐射体。
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二、超声波检测
1.6 现场检测：
5）测量声时初读数t00
A 仪器系统延迟： 径向发射探头的 值可按下列方法测量： 将两个径向振动式换能器置于静止的清水中，使两换 能器轴线平行，并置于同一水平高度，将两换能器内侧边 缘间距先后调节在L1 (如200mm)，L2 (如100mm)，分别读 取相应声时值t1、t2。则该系统的声时初读数t0可按下式计 算： t0=（L1*t2-L2*t1）/(L1-L2)
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二、超声波检测 1.6 现场检测：
5）测量声时初读数t00 B 检测前的测量声时初读数t00测定： DGJ08-218-2003 9.3.5条规定，检测前测量声时初读 数t00
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B 检测前的测量声时初读数t00测定： DGJ08-218-2003 9.3.5条规定，检测前测量声时初读 数t00 测定方法：t00=t0+（d1-d2）/Cg+（d2-d）/Cw 式中：t0---仪器设备的声时初读数（us） d---径向振动式换能器直径（mm） d1---预埋声测管的外径（mm） d2---预埋声测管的内径（mm）
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一、超声波的基本知识及基本参数
1.2 声波的基本参数
声波的周期与频率取决于振源（换能器）；
T=1/f
λ=v×T=v/f
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二、超声波检测
1.1 检测原理
超声脉冲波在混凝土中传播速度的快慢，与混凝土的密 实度有直接关系，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。
二〇一四年十一月
I.
超声波透射法检测
II.
成孔（成槽）质量检测
一、超声波的基本知识及基本参数
1.1声波的基本知识：
波动是物质的一种运动形式，波动可分为两大类：一类是 机械波，它由于机械振动在弹性介质中引起的波动过程。例如；
水波、声波、超声波等；另一类是电磁波，它是由于电磁振荡所
产生的变化电场和变化磁场在空间的转播过程，例如无线电波、
起高度重视。
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二、超声波检测 1.6 现场检测：
1） 了解有关技术资料及施工资料； 2）打开声测管塞子，向管内注满清水； 3）检查声测管的畅通情况及实际深度； 4）量测声测管的净距；
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二、超声波检测 1.6 现场检测：
5）测量声时初读数t00 A 仪器系统延迟： 仪器系统延迟的原因： 电延迟时间:发出触发电脉冲并开始计时的瞬间到