超声波孔壁测定仪比对报告2011

孔壁超声波测试仪比对报告

1．测量原理及方法

声波法检测是目前灌注桩孔径、垂直度检测中使用较多的一种方法，国外、国内已有较为成熟的声波孔壁测定仪。声波孔壁测定仪由超声仪、声波探头（由发射和接收换能器组成）、记录仪（或由计算机组成的娄据采集系统）、提升机构等组成。

超声仪振荡器产生一定频率的电脉冲并同时打开计时门，电脉冲经放大后由发射换能器转换为声波并射入钻孔内的泥浆中向孔壁方向传播，当声波穿过泥浆到达孔壁后，由于泥浆的声阻抗远小于土层（或岩石）介质的声阻抗，声波几乎从孔壁产生全反射，反射波经过泥浆传播后被接收换能器接收，超声仪在接收到第一个声波信号后计时门关闭并记录下声波从发射到接收所经过的时间，该时间就是声波在孔内泥浆中的传播时间t (简称声时)。

声波探头上共布置四组换能器（一发、一收为一组），四组探头成正交十字探测钻孔两个方向的孔壁剖面。以一个剖面上的两组探头测量为例，探头下到孔内某高程测点，声波探头两方向相反的换能器至孔壁的距离为l1、l2,测得声波在路径l1、l2上的往返传播时间分别为t1,t2,假设泥浆的声波速度为c(c可通过实测得到)，那么有l1=(ct1)/2、l2=(ct2)/2,桩孔在该断面测点的孔径即为D=l1+l2+d,其中d为两方向相反换能器的发射（接收）面之间的距离。同样方法可测得钻孔在该断面另一方向测点剖面的孔径。

声波孔壁测定仪的提升结构将声波探头从孔口下降至孔底（或从孔底提升至孔口），超声仪在下降（或提升）过程中，每隔一定深度间距测量一组（四个）声时值作为该断面测点声时，记录仪（或计算机）记录下不同高程的测点声时值并计算断面直径。当声波探头完成一次下降（或提升）过程，记录仪（或计算机）即可绘出测量孔的孔壁剖面图。

当声波孔壁测定仪提长升机构在提升探头的过程中保持吊点不变且钢丝绳及电缆垂直，那么通过所测的桩孔壁剖面图可以得到桩的垂直度。

２．检测方法

（１）泥浆波速的测定

声波孔径检测中的一项重要工作是测定泥浆的波速：一种是根据经验设定，这样会产生一定的误差；另一种是通过实测测定，测定可在所测桩的孔口进行，一般孔口的尺寸是容易测量的，根据孔口所测的声时值和丈量的孔径，就可以得到泥浆的波速值。

（２）孔径、垂直度计算

声波法测量孔径、垂直度主要通过两种方法对测量结果进行判断。一种是直接利用测量所得到的孔径剖面图判断孔径的大小和垂直度结果：由于孔径剖面图上一般都有刻度尺寸，孔径的大致尺寸可以直接读出；垂直度可在图上量取某位置深度Ｈ的偏移量Ｅ，然后以偏移量Ｅ与深度值Ｈ之比的值乘以及１００％，即得到桩孔在深度Ｈ处的垂直度Ｋ。该方法比较简便、快速，但得到的结果比较粗糙。另一种方法是利用测量得到的声学参数值，通过计算得到桩孔深度上每一测点的孔径、垂直度的具体值，该方法的优点是比较精确。以下介绍的是后一种孔径、垂直度的计算方法。

（3）测量中应注意的剖问题

①声波孔壁量测距离大小和泥浆密度密切相关，泥浆密度太大或含砂量多，声传播路径中反射、散射增加，声波信号难于接收。当采用信号前置放大或增加仪器灵敏度后，反射波还是杂乱的，无法判别。遇到这种情况，应继续清孔以减小泥浆比重。

②刚钻完的孔，泥浆中含有大量气泡，而微量的气泡也影响声波的传播，只有待气泡消失后才能测试。当泥浆很稠时，气泡长期不能消失的就难于测试。

③孔口提升机构的安装必须使其牢固、稳定，在测量过程中不能产生移动，以保证测量结果的一致、准确。

④当桩孔倾斜导致探头下降过程中与孔壁相碰，此时应调整探头的吊点位置从孔口重新开始测量，使探头能从孔口顺利下降至孔底。为避免发生上述情况的重复测量工作，另一种测量方式是，首先将探头下降至孔底，在下降过程中进行位置调整，然后在提升探头时进行测量。

3．检测数据对比（附图）

孔壁检测结果对比说明

检测日期：2011年6月7日

检测：

武汉港湾工程质量检测有限公司

孔壁检测结果对比

仪器名称：超声波测孔仪

生产厂家：日本KAIJO公司

型号：KE-200

检测日期：2011-6-7

孔号：11# 孔壁设计要求：≥180cm 孔底标高：-5.93m 实测结果：-5.97

设计桩长：48.5m

垂直度（参照设计）：1/150 实测结果：1/260

检测结论：孔壁质量比较好，孔径和孔底标高能够满足设计要求，孔底标高及垂直度均满足设计要求。

备注说明：根据比较两台仪器的检测结果数据，较为相符，可以说明仪器运作正常，能够比较准确的得出检测结果

现场检测：