地基基础检测(基桩超声波检测技术)培训课件
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基桩检测技术-超声波
基桩检测技术——声波透射法1． 相关标准、规范超声法检测灌注桩的方法涉及的全国性规程有：建设部行业标准《基桩低应变动测规程》（JGJ/T93-95）；中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003 J 256-2003）；中国工程标准化委员会协会标准《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21：2000）。
2． 混凝土超声检测原理超声波检测法是根据超声波在混凝土中传播后，其声学参数将发生变化，通过分析这些声学参数的变化，探测混凝土内部缺陷、裂缝及质量情况。
常用混凝土超声探测的声学参数有：1）波速v （声速）： 波速就是声波在介质中传播的速度。
tL v （1） 式中 L ——声波传播距离。
因为是以最先到达的波为准，L 是发、收换能器间的最短距离。
通过实体丈量得到；t ——声波传播时间（声时）。
声时由超声仪测得。
2） 振幅A ：接收波首波的幅度。
振幅以分贝（db ）表示，由超声仪上读出，也可凭示波器上的刻度（mm ）度量。
振幅参数是探测缺陷和裂缝的重要参数。
3） 收波主频率（简称频率）f ：发射换能器发出的超声脉冲波是复频脉冲波，它包含各种频率成分。
超声脉冲波在混凝土中传播过程中高频成分首先衰减，结果随着传播距离的增加，超声波的主频图1超声测试波形率不断下降。
接收波主频率的下降除了与传播距离有关外，还取决于混凝土内部缺陷、裂缝和质量。
因此，接收波频率也是一个有用的参数。
首波后面1~2个周波是直达的纵波，所以测定接收波频率时应当测定这1~2个波的频率。
可以通过移动游标的办法测定两个波谷（峰）的声时t 1、t 2，则频率f ：121t t f -= （2） 4） 波形：即波的形状。
正常的混凝土，超声波接收波形是衰减正弦波，其包络线大致为半圆形。
当混凝土内存在缺陷时，有时会出现畸变波，如图1所示。
波形受许多因素影响，在判断缺陷中只能作为一种辅助参数。
在结构物上布置换能器，让声传播线通过需要检测的部位，测量声波通过这些部位后，声学参数的大小及其变化情况，据此判断混凝土内部缺陷及质量情况。
超声波桩基检测技术培训.pptx
第19页/共130页
图1-11 流体界面上声波的反射与折射
图1-12 固体界面上声波的反射与折射
第20页/共130页
以上情况可以在流体（气体、液体）的分界面看到。在这种情况下，介质中只有单一的波-纵波出现。 在固体介质分界面的情况则复杂一些。当一种波（例如纵波）入射到固体分界面时，不仅波方向发生变化且波型也发生变化，分离为反射纵波、反射横波，折射纵波和折射横波。各类波的传播方向（即反射角与折射角）各不相同，如图1-12所示。
三、声波在介质界面的反射与透射
第13页/共130页
1、垂直入射（1）单一的平面界面 当平面波垂直入射到一个光滑平面界面时，将产生一个与入射波方向相反的反射波和一个与入射波方向相同的透射波（图1-10）。这是波入射到界面上时最简单的情况。
第14页/共130页
第15页/共130页
第34页/共130页
采用超声脉冲检测混凝土缺陷的基本依据是，利用脉冲波在技术条件相同（指混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致）的混凝土中传播的时间（或速度）、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化来判定混凝土的缺陷。
一、超声波法检测混凝土缺陷的基本原理
第35页/共130页
超声脉冲波在混凝土中传播速度的快慢，与说，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。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。
第22页/共130页
图1-11 流体界面上声波的反射与折射
图1-12 固体界面上声波的反射与折射
第23页/共130页
增大入射波的入射角，则折射波的折射角亦随之增大。如果入射波是纵波，且ν1p<ν2p则由（1.15）式可知，θp>ip,即折射角大于入射角。当ip增大，θp也增大，当θp＝90°时，此时的入射角叫第一临界角，用符号i 1；表示。显然，当入射角大于第一临界角时，第二种介质中只有折射横波存在，如图1-13。这是一种获得横波的方法。 第一临界角 (1.18) 当θ=90°时，此时的入射角叫第二临界角，用符号i 2表示，如图1-14。 第二临界角 (1.19)
图1-11 流体界面上声波的反射与折射
图1-12 固体界面上声波的反射与折射
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以上情况可以在流体（气体、液体）的分界面看到。在这种情况下，介质中只有单一的波-纵波出现。 在固体介质分界面的情况则复杂一些。当一种波（例如纵波）入射到固体分界面时，不仅波方向发生变化且波型也发生变化，分离为反射纵波、反射横波，折射纵波和折射横波。各类波的传播方向（即反射角与折射角）各不相同，如图1-12所示。
三、声波在介质界面的反射与透射
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1、垂直入射（1）单一的平面界面 当平面波垂直入射到一个光滑平面界面时，将产生一个与入射波方向相反的反射波和一个与入射波方向相同的透射波（图1-10）。这是波入射到界面上时最简单的情况。
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采用超声脉冲检测混凝土缺陷的基本依据是，利用脉冲波在技术条件相同（指混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致）的混凝土中传播的时间（或速度）、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化来判定混凝土的缺陷。
一、超声波法检测混凝土缺陷的基本原理
第35页/共130页
超声脉冲波在混凝土中传播速度的快慢，与说，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。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。
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图1-11 流体界面上声波的反射与折射
图1-12 固体界面上声波的反射与折射
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增大入射波的入射角，则折射波的折射角亦随之增大。如果入射波是纵波，且ν1p<ν2p则由（1.15）式可知，θp>ip,即折射角大于入射角。当ip增大，θp也增大，当θp＝90°时，此时的入射角叫第一临界角，用符号i 1；表示。显然，当入射角大于第一临界角时，第二种介质中只有折射横波存在，如图1-13。这是一种获得横波的方法。 第一临界角 (1.18) 当θ=90°时，此时的入射角叫第二临界角，用符号i 2表示，如图1-14。 第二临界角 (1.19)
超声检测桩基培训课件
• 特点：准确程度高，漏判概率低，但可能出现误判。
PPT学习交流
3
声波的频率范围
次声波 0~20Hz
可闻声波
超声波
特超声波
20Hz~20kHz 20kHz~1000MHz 1000MHz以上
根据质点振动方向与波的传播方向不同，可将机械波分 为纵波、横波和表面波。
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4
纵波
• 质点振动方向与波的传播方向一致的波称为纵波， 又称为P波。是依靠介质时疏时密（即时而拉升，时而 压缩）使介质的容积发生变形引起压强的变化而传播的， 它和介质的体积弹性有关。任何弹性介质都具有体积弹 性，所以纵波可以在任何固体、气体、液体中传播。
PPT学习交流
34
v0 vmsv
vm
1 nk
nk i1
vi
sv
1 nk nk1i1
vi
vm
2
v0——异常判断值； vm——（n-k）个数据的平均值； sv——（n-k）个数据的标准差； λ1——由表查得的与（n-k）相对应的系数。
（2） （3） （4）
PPT学习交流
35
n-k
20
22
24
• 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
PPT学习交流
15
波形的变化与混凝土质量
• 由于声波脉冲在缺陷界面的反射和折射，形成波线 不同的波束，这些波束由于传播路径不同，或由于 界面上产生波形转换而形成横波等原因，使得到达 接收换能器的时间不同，因而使接收波成为许多同 相位或不同相位波束的叠加波，导致波形畸变。实 践证明，凡超声脉冲在传播过程中遇到缺陷，其接 收波形往往产生畸变，所以波形畸变程度可作为判 断缺陷程度的参考依据。
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声波的频率范围
次声波 0~20Hz
可闻声波
超声波
特超声波
20Hz~20kHz 20kHz~1000MHz 1000MHz以上
根据质点振动方向与波的传播方向不同，可将机械波分 为纵波、横波和表面波。
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纵波
• 质点振动方向与波的传播方向一致的波称为纵波， 又称为P波。是依靠介质时疏时密（即时而拉升，时而 压缩）使介质的容积发生变形引起压强的变化而传播的， 它和介质的体积弹性有关。任何弹性介质都具有体积弹 性，所以纵波可以在任何固体、气体、液体中传播。
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v0——异常判断值； vm——（n-k）个数据的平均值； sv——（n-k）个数据的标准差； λ1——由表查得的与（n-k）相对应的系数。
（2） （3） （4）
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• 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
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波形的变化与混凝土质量
• 由于声波脉冲在缺陷界面的反射和折射，形成波线 不同的波束，这些波束由于传播路径不同，或由于 界面上产生波形转换而形成横波等原因，使得到达 接收换能器的时间不同，因而使接收波成为许多同 相位或不同相位波束的叠加波，导致波形畸变。实 践证明，凡超声脉冲在传播过程中遇到缺陷，其接 收波形往往产生畸变，所以波形畸变程度可作为判 断缺陷程度的参考依据。
建筑结构检测地基基础检测培训讲义PPT(86页,图文并茂)
地基承载力不足而使地基破坏的实质是基础 下持力层土的剪切破坏。
地基中剪切破坏的型式有 整体剪切破坏 局部剪切破坏 冲剪破坏
4
整体剪切破坏
整体剪切破坏p-s曲线
上有两个明显的转折点，
区分地基变形三个阶段： 0
(1)当基础上荷载较小时， 基础下形成一个三角形压 密区I，随同基础压入土中，
p－s曲线呈直线关系。
线性变形阶段
p
弹塑性变形阶段
塑性破坏阶段
s
(2)随着荷载增加，压密区I向两侧挤压，土中产生塑性区，塑性区
先在基础边缘产生，然后逐步扩大形成II、III塑性区。基础的沉
降增长率较前一阶段增大，故 p－s曲线呈曲线状。
(3)当荷载达到最大值后，土中形成连续滑动面，并延伸到地面， 土从基础两侧挤出并隆起，基础沉降急剧增加，整个地基失稳破坏。
可取s/b＝0.02所对应的荷载值为承载力的基本值。
3）极限荷载法
若比例界限压力p0和极限承载力pu接近，即当p～s曲线上的比 例界限点出现后，土体很快达到破坏时，可以用pu除以安全系数K
作为地基土承载力的基本值；也可取相对沉降s/b=0.06所对应的
荷载作为极限荷载P。安全系数K值一般取2。
当p0与极限荷载pu不接近时，此时p～s曲线上既有p0，又有
——地基土的泊松比，对于砂土和粉土， =0.33；对于
可塑一硬塑粘性土， =0.38；对于软塑一流塑粘性土和淤泥质
粘性土， =0.41。
当p-s曲线的直线段不明显时，可用前面讲述的确定地基
土承载力的方法来确定地基承载力的基本值与相应的沉降量，
但此时，应与其他原位测试资料比较，综合考虑确定E0值。
11
4.2 地基承载力的检测
地基中剪切破坏的型式有 整体剪切破坏 局部剪切破坏 冲剪破坏
4
整体剪切破坏
整体剪切破坏p-s曲线
上有两个明显的转折点，
区分地基变形三个阶段： 0
(1)当基础上荷载较小时， 基础下形成一个三角形压 密区I，随同基础压入土中，
p－s曲线呈直线关系。
线性变形阶段
p
弹塑性变形阶段
塑性破坏阶段
s
(2)随着荷载增加，压密区I向两侧挤压，土中产生塑性区，塑性区
先在基础边缘产生，然后逐步扩大形成II、III塑性区。基础的沉
降增长率较前一阶段增大，故 p－s曲线呈曲线状。
(3)当荷载达到最大值后，土中形成连续滑动面，并延伸到地面， 土从基础两侧挤出并隆起，基础沉降急剧增加，整个地基失稳破坏。
可取s/b＝0.02所对应的荷载值为承载力的基本值。
3）极限荷载法
若比例界限压力p0和极限承载力pu接近，即当p～s曲线上的比 例界限点出现后，土体很快达到破坏时，可以用pu除以安全系数K
作为地基土承载力的基本值；也可取相对沉降s/b=0.06所对应的
荷载作为极限荷载P。安全系数K值一般取2。
当p0与极限荷载pu不接近时，此时p～s曲线上既有p0，又有
——地基土的泊松比，对于砂土和粉土， =0.33；对于
可塑一硬塑粘性土， =0.38；对于软塑一流塑粘性土和淤泥质
粘性土， =0.41。
当p-s曲线的直线段不明显时，可用前面讲述的确定地基
土承载力的方法来确定地基承载力的基本值与相应的沉降量，
但此时，应与其他原位测试资料比较，综合考虑确定E0值。
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4.2 地基承载力的检测
桩基工程检测技术培训课件(ppt 160页)
铁锤测试： 测得0.6m处存在同相反 射，并呈多次反射，判 为Ⅲ类桩，开挖验证为 浅部局部离析
第2章 低应变动力检测
4、杭州绕城北线某标段，钻孔灌注桩，Φ1000，42m，C30
波形显示4.5m处同相反射明显，并伴有9m，14m等后继多 次
反射，判为Ⅲ/Ⅳ类桩。 经开挖验证，4.5m左右局部离析、露筋，截面缺陷1/4-1/3。
单桩基础——采用1根桩（通常为大直径桩）以承受和传 递上部结构（通常为柱）荷载的独立基础
群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础 基桩——桩基础中的单桩
第1章 桩基基础知识
三、桩的分类
1、按对土层的影响分类： （1）挤土桩
如：预制桩 （2）部分挤土桩
如：开口式钢管桩 （3）非挤土桩
如： 灌注桩
2、按桩的使用功能分类： （1）竖向抗压桩 ：
基桩检测技术
❖ 第1章 ❖ 第2章 ❖ 第3章 ❖ 第4章 ❖ 第5章 ❖ 第6章 ❖ 第7章 ❖ 第8章 ❖ 第9章 ❖ 第10章 ❖ 第11章 ❖ 第12章
讲解大纲
桩基基础知识 低应变动力检测 高应变动力检测 声波透射法 钻芯法检测 单桩竖向抗压静载试验 单桩竖向抗拔静载试验 单桩水平静载试验 自平衡法静载试验 灌注桩成孔质量检测 灌注桩钢筋笼长度检测 规范要点及技术总结
第2章 低应变动力检测
三、基础理论--应力波理论
1、概念 应力波：当介质的某个地方突然收到一种扰动， 扰动产生的变形会沿着介质由近至远传播开去， 这种扰动传播的现象称为应力波。
波阻抗：Z=ρcA ρ：密度；c：应力波速；A：桩横截面积
第2章 低应变动力检测
2、应力波传播模型
想得出的结论：由于阻抗变化，
波形反应在4m左右扩径，7m后低频振荡，无桩底反应。 经取芯证实在7.5-10.4m胶结不良，取芯率为30%-53%， 其他部位均密实。
第2章 低应变动力检测
4、杭州绕城北线某标段，钻孔灌注桩，Φ1000，42m，C30
波形显示4.5m处同相反射明显，并伴有9m，14m等后继多 次
反射，判为Ⅲ/Ⅳ类桩。 经开挖验证，4.5m左右局部离析、露筋，截面缺陷1/4-1/3。
单桩基础——采用1根桩（通常为大直径桩）以承受和传 递上部结构（通常为柱）荷载的独立基础
群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础 基桩——桩基础中的单桩
第1章 桩基基础知识
三、桩的分类
1、按对土层的影响分类： （1）挤土桩
如：预制桩 （2）部分挤土桩
如：开口式钢管桩 （3）非挤土桩
如： 灌注桩
2、按桩的使用功能分类： （1）竖向抗压桩 ：
基桩检测技术
❖ 第1章 ❖ 第2章 ❖ 第3章 ❖ 第4章 ❖ 第5章 ❖ 第6章 ❖ 第7章 ❖ 第8章 ❖ 第9章 ❖ 第10章 ❖ 第11章 ❖ 第12章
讲解大纲
桩基基础知识 低应变动力检测 高应变动力检测 声波透射法 钻芯法检测 单桩竖向抗压静载试验 单桩竖向抗拔静载试验 单桩水平静载试验 自平衡法静载试验 灌注桩成孔质量检测 灌注桩钢筋笼长度检测 规范要点及技术总结
第2章 低应变动力检测
三、基础理论--应力波理论
1、概念 应力波：当介质的某个地方突然收到一种扰动， 扰动产生的变形会沿着介质由近至远传播开去， 这种扰动传播的现象称为应力波。
波阻抗：Z=ρcA ρ：密度；c：应力波速；A：桩横截面积
第2章 低应变动力检测
2、应力波传播模型
想得出的结论：由于阻抗变化，
波形反应在4m左右扩径，7m后低频振荡，无桩底反应。 经取芯证实在7.5-10.4m胶结不良，取芯率为30%-53%， 其他部位均密实。
超声波桩基检测培训课件
8/5/2024
6
超声波桩基检测
各种声波的频率范围（Hz）
在混凝土中超声检测使用的频率一般在20KHz～200KHz范围内。
8/5/2024
7
超声波桩基检测
2、谐振动 物体在一定位置附近作来回重复运动称为振动，例如摆的运动、汽缸中活塞的运动、弹簧振子的运动等，这些是可以直接看到的振动。又例如一切发声体的运动、在高频电压激励下压电晶体的运动，这些是不易或不能直接看到的振动。 相互间由弹性力联系着的质点所组成的物质，称为弹性介质。需要进行超声检验的大量固体构件都是弹性介质。弹性介质是由相互间用小弹簧联系着的质点所组成。如图1-1所示。若这种介质中任何一个质点离开了平衡位置，则会产生使它恢复到平衡位置的力，这就是弹性力。
8/5/2024
17
超声波桩基检测
图1-5纵波
8/5/2024
18
超声波桩基检测
(2) 横波：介质质点的振动方向与波的传播方向垂直，这
种波称为横波，例如绷紧的绳子上传播的波就是横波，
如图1-6所示。横波又常称“ S”波。
横波的传播是使介质产生剪切变形时引起的剪切应
力变化而传播的，因此和介质的切变弹性有关。由于液
8/5/2024
28
超声波桩基检测
(1．8)式表示，在波线上任意一点（距原点距离为x）处的质点在任一瞬时的位移，即沿x轴方向前进的平面余弦的波动方程。 波在一个周期T内（或者说质点完成一次振动）所传播的路程为波长，用表示。根据周期和波速的定义，三者关系为： =νT (1.9) 因为周期T与频率f互为倒数，所以(4.1.9)式也可写为： (1.10) 这是波速、波长、频率间的基本关系。
8/5/2024
13
超声波桩基检测
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超声波桩基检测
各种声波的频率范围（Hz）
在混凝土中超声检测使用的频率一般在20KHz～200KHz范围内。
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超声波桩基检测
2、谐振动 物体在一定位置附近作来回重复运动称为振动，例如摆的运动、汽缸中活塞的运动、弹簧振子的运动等，这些是可以直接看到的振动。又例如一切发声体的运动、在高频电压激励下压电晶体的运动，这些是不易或不能直接看到的振动。 相互间由弹性力联系着的质点所组成的物质，称为弹性介质。需要进行超声检验的大量固体构件都是弹性介质。弹性介质是由相互间用小弹簧联系着的质点所组成。如图1-1所示。若这种介质中任何一个质点离开了平衡位置，则会产生使它恢复到平衡位置的力，这就是弹性力。
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超声波桩基检测
图1-5纵波
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超声波桩基检测
(2) 横波：介质质点的振动方向与波的传播方向垂直，这
种波称为横波，例如绷紧的绳子上传播的波就是横波，
如图1-6所示。横波又常称“ S”波。
横波的传播是使介质产生剪切变形时引起的剪切应
力变化而传播的，因此和介质的切变弹性有关。由于液
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超声波桩基检测
(1．8)式表示，在波线上任意一点（距原点距离为x）处的质点在任一瞬时的位移，即沿x轴方向前进的平面余弦的波动方程。 波在一个周期T内（或者说质点完成一次振动）所传播的路程为波长，用表示。根据周期和波速的定义，三者关系为： =νT (1.9) 因为周期T与频率f互为倒数，所以(4.1.9)式也可写为： (1.10) 这是波速、波长、频率间的基本关系。
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超声波桩基检测
桩基础的测试与检测动测ppt课件
目前工程中常用的锤头有塑料头锤和尼龙头锤，锤柄有塑料柄、 尼龙柄、铁柄等，柄长可根据需要而变化。一般说来，柄越短，则由 柄本身振动所引起的噪声越小。
当检测深部缺陷时，应选用柄长、重的尼龙锤来加大冲击能量； 当检测浅部缺陷时，可选用柄短、轻的尼龙锤。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
桩基的低应变动测
基桩的低应变动测就是通过对桩顶施加激振能量,引 起桩身及周围土体的微幅振动，同时用仪表量测和记录 桩顶的振动速度和加速度，利用波动理论或机械阻抗理 论对记录结果加以分析。
2u c2 2u
t 2
x2
弹性波沿桩身传播过程中，在桩身夹泥、离析、扩颈、缩颈、断裂、桩 端等桩身阻抗变化处将会发生反射和透射，用记录仪记录下反射波在桩身中 的传播的波形,通过对反射波曲线特征的分析即可对桩身的完整性、缺陷的位 置进行判定，并对桩身混凝土的强度进行评估。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
混凝土纵波波速与桩身强度关系
混凝土纵波波速/ ms-1 ＞4100
3700～4100 3500～3700 2500～3500
＜2700
混凝土强度（等级） ＞C35 C30 C25 C20 ＜C20
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
当检测深部缺陷时，应选用柄长、重的尼龙锤来加大冲击能量； 当检测浅部缺陷时，可选用柄短、轻的尼龙锤。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
桩基的低应变动测
基桩的低应变动测就是通过对桩顶施加激振能量,引 起桩身及周围土体的微幅振动，同时用仪表量测和记录 桩顶的振动速度和加速度，利用波动理论或机械阻抗理 论对记录结果加以分析。
2u c2 2u
t 2
x2
弹性波沿桩身传播过程中，在桩身夹泥、离析、扩颈、缩颈、断裂、桩 端等桩身阻抗变化处将会发生反射和透射，用记录仪记录下反射波在桩身中 的传播的波形,通过对反射波曲线特征的分析即可对桩身的完整性、缺陷的位 置进行判定，并对桩身混凝土的强度进行评估。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
混凝土纵波波速与桩身强度关系
混凝土纵波波速/ ms-1 ＞4100
3700～4100 3500～3700 2500～3500
＜2700
混凝土强度（等级） ＞C35 C30 C25 C20 ＜C20
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
《桩的超声波检测》课件
超声波检测的特点
A
无损检测
超声波检测是一种无损检测技术，不会对被检 测物体造成损伤。
高精度
由于超声波的频率较高，其检测精度也相 应较高，能够检测出较小的缺陷和内部结 构变化。
B
C
适用范围广
超声波检测适用于各种材料和结构的检测， 如金属、混凝土、玻璃等。
对环境要求低
超声波检测不受环境温度和湿度的影响，可 以在各种环境下进行检测。
进行现场检测。
案例的检测结果分析
1 2
案例一
通过超声波检测，发现桩身存在裂缝和空洞，经 过分析，确定产生原因为施工不当。
案例二
通过超声波检测，发现桩身存在不均匀沉降和裂 缝，经过分析，确定产生原因为地质条件复杂。
3
案例三
通过超声波检测，发现桩身存在空洞和离析现象 ，经过分析，确定产生原因为材料质量不达标。
D
03 桩的超声波检测技术
桩的超声波检测方法
01
02
03
脉冲反射法
通过发射超声波到桩体内 ，当遇到不同介质时，会 产生反射波，通过接收反 射波来判断桩体的质量。
穿透法
通过发射超声波到桩体内 ，当超声波穿透整个桩体 后，通过接收到的信号来 判断桩体的质量。
共振法
通过调整超声波的频率， 使桩体产生共振，通过共 振信号来判断桩体的质量 。
实际工程案例介绍
案例一
某高速公路桥梁桩基工程
案例二
某大型住宅楼桩基工程
案例三
某铁路隧道桩基工程
案例的超声波检测过程
案例一
01
确定检测方案，布置测线，选择合适的仪器和探头，进行现场
检测。
案例二
02
根据工程要求，制定检测方案，选择合适的仪器和探头，进行
基桩完整性检测培训ppt
3 三、钻芯法
检测方法
2、判定方法 结合钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样单轴抗压强度试验结果，进行 综合判定桩身完整性类别： Ⅰ类桩：单孔：混凝土芯样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、断 口吻合，侧面仅见少量气孔，强度代表值不小于设计强度等级。两孔：混凝土芯 样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、断口吻合，局部芯样侧表面 有少量气孔、蜂窝麻面、沟槽，但在另一孔同一深度部位的芯样中未出现。三孔： 混凝土芯样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、断口吻合，局部芯 样侧表面有少量气孔、蜂窝麻面、沟槽，但在三孔同一深度部位的芯样中未同时 出现。
2
规范 名称 低应变法 适用范围
检测依据 声波透射法 适用范 围 测点布 置 钻芯法 适用 范围 测点 布置
测点布置
公路 工程 基桩 动测 技术 规范
对于混凝土灌注桩： 本方法适 D≤1.0m时不宜少于2 个检测点；D＞1.0m 用于混凝 时不宜少于4个检测 土灌注桩 和预制桩 点。 等刚性材 对于混凝土预制桩： 料桩的桩 当边长≤0.6m时不宜 身完整性。 少于2个测点，当边 长＞0.6m时不宜少于 3个测点。
3 二、声波透射法
检测方法
2、测试方法 （1）检测前，切割掉声测管上端封盖，使各管上端在同一水平面上，并在各管 内灌满清水； （2）用测绳对每个声测管进行一次疏通，确保管内通畅，管内不得有泥砂及其 他杂物，以使超声波仪的径向换能器顺利检测到管底部； （3）将接收、发射换能器装好扶正器后置于检测管内，并能顺利提升或下降； （4）通常先用水平同步法进行测试。检测过程中，若发现有桩身缺陷疑问时， 综合使用高差同步和扇形测法，进一步准确确定缺陷大小和性质。
3 一、低应变法
4、典型缺陷 （2）断桩
基桩检测培训课件(声波透射法)
建筑工程地基基础测试技术
（超声波检测）
第二章 声波透射法检测
2.1 概述
一、超声波检测概况 超声波（简称声波）透射法检测是弹性波测试方
法的一种，其理论基础建立在固体介质弹性波的传 播理论上，以人工激振的方法向介质（岩石、岩 体、混凝土构筑物）发射声波，在一定的空间距离 上接收介质传播后的声波，通过观测和分析声波在 不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数， 解决有关岩土工程中问题。
如从水中向混凝土中入射时
入射波速小于透射波速时的临界现象
V p1
V p1
Vs1
V p2
Vs2
sin(ip) sin( p) sin( s) sin( p) sin( s)
• 第一临界角（无透射纵波）
p 90
• 第二临界角（无透射波）
s 90
i1 sin 1( Vp1 ) Vp2
i2 sin 1( Vp1 ) Vs2
—介质的密度（kg/m3）；
E —介质的弹性模量（MPa）；
G —介质的剪切模量（Mpa）；
Vp —介质的纵波速度（m/s）； Vs —介质的横波速度（m/s）； VR —介质的瑞利波速度（m/s）。
结论：纵波波速 > 横波波速 > 面波(瑞利波)波速；
2.声速与材料的结构特性 • 材料的尺寸 • 材料中各种成分的组成 • 空隙率 • 缺陷
1Bel=10dB L 10log I 单位为分贝(dB)
I0
如炮声声强 1瓦/米2 ，声强级120分贝。 有的地方规定户外声音不得大于100分贝。
圆盘形换能器的指向性（轴线）
N 近场D区长2 度：
4 4
换能器的指向性
sin (1.221 ) 0
（超声波检测）
第二章 声波透射法检测
2.1 概述
一、超声波检测概况 超声波（简称声波）透射法检测是弹性波测试方
法的一种，其理论基础建立在固体介质弹性波的传 播理论上，以人工激振的方法向介质（岩石、岩 体、混凝土构筑物）发射声波，在一定的空间距离 上接收介质传播后的声波，通过观测和分析声波在 不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数， 解决有关岩土工程中问题。
如从水中向混凝土中入射时
入射波速小于透射波速时的临界现象
V p1
V p1
Vs1
V p2
Vs2
sin(ip) sin( p) sin( s) sin( p) sin( s)
• 第一临界角（无透射纵波）
p 90
• 第二临界角（无透射波）
s 90
i1 sin 1( Vp1 ) Vp2
i2 sin 1( Vp1 ) Vs2
—介质的密度（kg/m3）；
E —介质的弹性模量（MPa）；
G —介质的剪切模量（Mpa）；
Vp —介质的纵波速度（m/s）； Vs —介质的横波速度（m/s）； VR —介质的瑞利波速度（m/s）。
结论：纵波波速 > 横波波速 > 面波(瑞利波)波速；
2.声速与材料的结构特性 • 材料的尺寸 • 材料中各种成分的组成 • 空隙率 • 缺陷
1Bel=10dB L 10log I 单位为分贝(dB)
I0
如炮声声强 1瓦/米2 ，声强级120分贝。 有的地方规定户外声音不得大于100分贝。
圆盘形换能器的指向性（轴线）
N 近场D区长2 度：
4 4
换能器的指向性
sin (1.221 ) 0
桩基检测技术培训讲义概述PPT课件
基本原理
ZEA/ccA
中Z为桩的广义波阻抗（单位为N·s/m）,c为桩的弹性波速 度（单位为m/s），E为桩的弹性模量（单位为N/m2），ρ 为桩的质量密度（单位为kg/m3，ρc为桩的波特性阻抗或
波阻抗率（单位为kg/m2·s）。
桩基低应变检测技术
桩基动测实测曲线
激振设备、 传感器、放 大器、信号 采集分析仪。
一 、桩基检测概论
（四）桩基检测技术
施工前的检测、施工中的检测、施工后的检测；
常规方法：
1、单桩竖向抗压静载试验；
2、单桩竖向抗拔静载试验；
3、单桩水平静载试验；
4、钻芯法；
7、动力触探法；
5、高应变动测；
8、声波透射法；
6、低应变动测；
9、取样试件试验；
二、 桩基低应变动力检测
1.适用范围（目的） 本方法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来 检测桩身的完整性，判定桩身缺陷性质、位置及影 响程度，判断桩端嵌固情况。
桩顶面条件的好坏直接影响测试信号的质量和对桩身完整 性判定的准确性，要求被检桩的桩顶面混凝土质量、截面 尺寸与桩身设计条件基本相同，并且干净无积水。
①灌注桩有低强度的浮浆将直接影响到传感器的安装及锤 击所产生的弹性波在桩顶部分的传播，因此必须清除干净， 以露出干净的混凝土表面为准。
②预应力管桩：当法兰盘与桩身混凝土之间结合密实时， 可不进行处理，若有松动和破损现象，必须用电锯截除， 不可凿除；
低应变动测仪器
FDP204(B)掌上动测仪
目前倾向于低应变法仅 能检测桩身完整性
3.桩身完整性定义
桩身完整性类别是按缺陷对桩身结构承载力的影响程度， 统一划分为四类的： 一类－－－桩身完整。， 二类－－－桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的 发挥。 三类－－－桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响， 一般应采用其他方法验证其可用性，或根据具体情况进行 设计复核或补强处理。 四类－－－桩身存在严重缺陷，一般应进行补强处理。
5、超声波桩基检测技术培训131页PPT
1、垂直入射
（1）单一的平面界面
当平面波垂直入射到一个光滑平面界面时， 将产生一个与入射波方向相反的反射波和一个与 入射波方向相同的透射波（图1-10）。这是波入 射到界面上时最简单的情况。
先讨论入射波、反射波和透射波声压之间的关系。
在界面上，用反射波声压pr与入射波声压p0的比值表示
声压反射率R，即：
声波法透射法的基本原理
声波：是在介质中传播的机械波，依据波动频率 的不同分为：
次声波：0～2×101Hz 可闻声波：2×101Hz～2×104Hz 超声波：2×104Hz～1010Hz 特超声波：＞1010Hz 用于混凝土声波透射法检测的声波频率一般为： 2×104Hz～2.5×1010Hz
同样依据质点振动方向与波的传播方向的可分为： 纵波、横波及表面波。
鉴于目前高重建筑、公路桥梁工程大量使用大 直径桩和超长桩，该方法将越来越多的使用在基桩 的检测中。
分四个部分讲解：
声学理论 检测技术 测试方法 工程实例
第一部分 基本原理
波动与声波的概念 声波在介质中的传播速度 声波在介质界面上的反射与透射 声波在传播过程中的衰减 混凝土中的声波特性
2019年地基基础检测培训班
声波透射法检测桩身完整性
声波透射法（超声波法）：
在桩身预埋一定数量的声测管，通过水的耦合 ，超声波从一根声测管中发射，在另一根声测管中 接收，或单孔中发射，可以测出被测混凝土介质的 参数。由于超声波在混凝土中遇到缺陷时会波产生 绕射、反射和折射，因而达到接收换能器时，根据 声时、波幅及主频等特征参数的变化来判别桩身的 完整性。
所以入射角等于反射角（i=β ）。
折射定律：入射角（i）的正弦与折射角（θ ）
的正弦之比等于入射波与折射波速度之比，即：
孔质量检测ppt
沉渣厚度(承重桩)
≤100mm
二次清孔结束后用带圆锥形测锤的标准 水文测绳测定，测锤重量不应小于1kg
注：①D——桩的设计直径； ②桩径允许偏差，正值指平均断面，负值指个别断面。
序 号
项目
允许偏差
检测方法
1
孔径
承重桩
0 / +50mm
用井径仪或超声直度
＜1%
用测斜仪或超声波测井仪
钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
基本原理 利用超声波反射技术，将超声波探头以一定的速率放入充满泥浆的桩孔中，当发射电路产生的电脉冲加到发射换能器上时，换能器垂直孔壁发射出超声波脉冲，超声波在泥浆中传播到孔壁后部分被反射，反射回来的超声波被接收换能器接收，并经过放大、滤波等信号处理后，得到孔径、孔深和垂直度等成孔参数。检测时探头悬浮于泥浆中，与孔壁不发生接触，属非接触式检测方法。 钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
四、检测原则
随机抽样，基本均匀分布。 不同机台或采用不同工艺开始施工的2个桩孔。 水平方向地层性质差异大或容易发生偏斜、坍塌、缩径等不利于施工区内的桩孔。 设计认为重要结构部位的桩孔。 对施工质量有疑问的桩孔。
钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
01
02
五、检测前准备
检测前应具备并熟悉的资料：
岩土工程勘察资料；
钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
1
2
一、检测目的
二、检测依据
上海市工程建设规范《地基基础设计规范》DGJ08-11-2010 施工前应试成孔，试成孔数量应根据工程规模和场地地质条件确定，且不少于2个。工程桩成孔质量检测应随机，均匀抽检，数量不少于总桩数的10%。 工程桩成孔质量包括四项内容：孔径、孔深、沉渣及垂直度，灌注桩的试桩必须进行成孔检测。 灌注桩混凝土充盈系数应为实际灌注混凝土体积与按设计桩身体积加实际高出高度部分体积之和的比值，充溢系数不得小于1.0，也不宜大于1.3。
≤100mm
二次清孔结束后用带圆锥形测锤的标准 水文测绳测定，测锤重量不应小于1kg
注：①D——桩的设计直径； ②桩径允许偏差，正值指平均断面，负值指个别断面。
序 号
项目
允许偏差
检测方法
1
孔径
承重桩
0 / +50mm
用井径仪或超声直度
＜1%
用测斜仪或超声波测井仪
钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
基本原理 利用超声波反射技术，将超声波探头以一定的速率放入充满泥浆的桩孔中，当发射电路产生的电脉冲加到发射换能器上时，换能器垂直孔壁发射出超声波脉冲，超声波在泥浆中传播到孔壁后部分被反射，反射回来的超声波被接收换能器接收，并经过放大、滤波等信号处理后，得到孔径、孔深和垂直度等成孔参数。检测时探头悬浮于泥浆中，与孔壁不发生接触，属非接触式检测方法。 钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
四、检测原则
随机抽样，基本均匀分布。 不同机台或采用不同工艺开始施工的2个桩孔。 水平方向地层性质差异大或容易发生偏斜、坍塌、缩径等不利于施工区内的桩孔。 设计认为重要结构部位的桩孔。 对施工质量有疑问的桩孔。
钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
01
02
五、检测前准备
检测前应具备并熟悉的资料：
岩土工程勘察资料；
钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训
1
2
一、检测目的
二、检测依据
上海市工程建设规范《地基基础设计规范》DGJ08-11-2010 施工前应试成孔，试成孔数量应根据工程规模和场地地质条件确定，且不少于2个。工程桩成孔质量检测应随机，均匀抽检，数量不少于总桩数的10%。 工程桩成孔质量包括四项内容：孔径、孔深、沉渣及垂直度，灌注桩的试桩必须进行成孔检测。 灌注桩混凝土充盈系数应为实际灌注混凝土体积与按设计桩身体积加实际高出高度部分体积之和的比值，充溢系数不得小于1.0，也不宜大于1.3。
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。
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超声波在介质中传播可检测到的参数： 1、声速 超声波传播的速度 2、声幅 超声波的波幅 3、声频 超声波的频率
§1.2 超声波基本参数
1、声速：混凝土检测中最常用的参数
固体介质中声波的波速取决于波动方程的形式和介质 的弹性常数，而波动方程的形式则取决于波的类型和介质 的边界条件，因此，声波在固体介质中的传播速度主要受 下列三方面因素的影响：
2 几个概念
桩：桩是埋入土中的柱状、管状、筒状或板状的受力 杆件 桩的作用（功能）：是将上部结构的荷载传递到深部 较坚硬、压缩性小的土层或岩层上 桩的承载力的两个决定因素：桩身结构承载力和地基 土对桩的支承能力 基桩质量检测的两个重要内容：桩身完整性和承载力 桩的竖向承载力：在竖向荷载作用下到达破坏状态前 或出现不适于继续承载的变形所对应的最大荷载值 桩身完整性：反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料 密实性和连续性的综合定性指标
声波透射法检测
1 超声波的基本知识 §1.1 超声波的基本知识 §1.2 超声波基本参数
§1.1 超声波的基本知识
§1.1 超声波的基本知识
简谐振动--- 振动---波---超声波
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）
波的类型：由于不同类型的波在固体介质中的传播机 理不同，也就导致了传播速度的差异。
固体介质的性质：对于弹性介质，主要取决于它的密 度、弹性模量、泊松比。这是影响波速的内在因素，介质 的弹性特征愈强（E或G愈大），则波速愈高。
边界条件：实际上就是固体介质的横向尺寸（垂直于 波的传播方向上的几何尺寸）与波长的比值，比值越大， 传播速度越快。
传播机制：质点间的压力与拉力 横波（S波）：质点运动方向垂直与波的传播方向
传播机制：质点间的剪切力 表面波（R波）：介质表层质点作椭圆运动
传播机制：质点间的表面张力与剪切力
§1.1 超声波的基本知识 1. 纵波：质点运动方向平行与波的传播方向。P
质点运动 方向
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。
1 超声波的基本知识
目录
2 超声波检测系统
3 超声波检测技术
4 常见特殊情况的判定和处理
5 检测数据分析及判断
6
工程应用实例
一.概述
1 检测历史
1.上世纪80年中期引进动测技术 时域频域分析法（演变为低应变反射波法），机械阻 抗法，水电效应法…… 2.1999年建设部考核颁发检测资质（国证）。 3.2001年铁道部建设管理司考核颁发检测资质（铁道部证）。 4.2003年，统一由各省建设厅考核颁发。
§1.1 超声波的基本知识 2. 横波：质点运动方向垂直于波的传播方向。S
目前超声脉冲技术中在岩土工程及需要测试介质结构、声学参数 中应用横波。
§1.1 超声波的基本知识
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。
波动：不同质点间机械运动（能量）状态的传播过程
1. 波动的物理实质是（能量）状态的一种传递形式。 2. 超声波是弹性介质中的一种机械（应力）波。 3. 波动是振动的传播过程，振动是波动的根源。
§1.1 超声波的基本知识
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、红 外线、紫外线、可见光、雷达波等。
§1.1 超声波的基本知识
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。
人们所能听到声波频率范围是20Hz～20KHz，即可闻声波。超声波是 一种人耳听不见频率在（20KHz—100MHz）范围内的机械振动波。
名称 次声波 可闻声波 超声波 特超声波
频率范围 0～2×101 Hz 2×101～2×104 Hz 2×104～1010 Hz
>1010Hz
用于混凝土声波透射法检测的声波主频率一般为2×104～2.5×105 Hz. 在超声波检测中，50kHz频率的探头可获得相对最佳分辨率
§1.2 超声波基本参数
从上述可知，机械波的产生，首先要有做机械振动的 波（声）源，其次要有传播这种机械振动的介质。例如， 把石子投入平静的水中，在水面上可以看到一圈圈向外 扩展的水波。
§1.1 超声波的基本知识
根据在介质中质点振动方向与波的传播方向的差别主要 分为三种类型的波。 纵波（P波）：质点运动方向平行与波的传播方向
4、传播介质的不同
§1.1 超声波的基本知识
横波的传播是依靠使介质产生剪切变形（局部形状变化） 引起的剪应力变化而传播的，它和介质的剪切弹性相关。 因液体、气体形状发生变化时，不能产生抗拒形变的剪应 力，故只有固体才能传播横波。
纵波 ：固体，液体，气体 横波 ：固体 表面波：固体表面
简谐振动的概念
§1.1 超声波的基本知识
如果物体或者质点做周期性的直线振动，且它离开平
衡位置的距离与时间的关系可以用正弦函数或余弦函数来 表示，这就称为简谐振动。
u
u
u A0 cos(t )
§1.1 超声波的基本知识
波的产生与传播
在弹性介质中，任何一个质点机械振动时，因为这 个质点与其邻近的质点间有相互作用的弹性力联系着， 所以它的振动将传递给与之相邻近的质点，使邻近的质 点也同样地发生振动，然后振动又传给下一个质点，依 次类推。这样，振动就由近及远向各个方向以一定速度 传播出去，从而形成了机械波和波的传播。
§1.2 超声波基本参数
1、声速：混凝土检测中最常用的参数
固体介质中声波的波速取决于波动方程的形式和介质 的弹性常数，而波动方程的形式则取决于波的类型和介质 的边界条件，因此，声波在固体介质中的传播速度主要受 下列三方面因素的影响：
2 几个概念
桩：桩是埋入土中的柱状、管状、筒状或板状的受力 杆件 桩的作用（功能）：是将上部结构的荷载传递到深部 较坚硬、压缩性小的土层或岩层上 桩的承载力的两个决定因素：桩身结构承载力和地基 土对桩的支承能力 基桩质量检测的两个重要内容：桩身完整性和承载力 桩的竖向承载力：在竖向荷载作用下到达破坏状态前 或出现不适于继续承载的变形所对应的最大荷载值 桩身完整性：反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料 密实性和连续性的综合定性指标
声波透射法检测
1 超声波的基本知识 §1.1 超声波的基本知识 §1.2 超声波基本参数
§1.1 超声波的基本知识
§1.1 超声波的基本知识
简谐振动--- 振动---波---超声波
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）
波的类型：由于不同类型的波在固体介质中的传播机 理不同，也就导致了传播速度的差异。
固体介质的性质：对于弹性介质，主要取决于它的密 度、弹性模量、泊松比。这是影响波速的内在因素，介质 的弹性特征愈强（E或G愈大），则波速愈高。
边界条件：实际上就是固体介质的横向尺寸（垂直于 波的传播方向上的几何尺寸）与波长的比值，比值越大， 传播速度越快。
传播机制：质点间的压力与拉力 横波（S波）：质点运动方向垂直与波的传播方向
传播机制：质点间的剪切力 表面波（R波）：介质表层质点作椭圆运动
传播机制：质点间的表面张力与剪切力
§1.1 超声波的基本知识 1. 纵波：质点运动方向平行与波的传播方向。P
质点运动 方向
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。
1 超声波的基本知识
目录
2 超声波检测系统
3 超声波检测技术
4 常见特殊情况的判定和处理
5 检测数据分析及判断
6
工程应用实例
一.概述
1 检测历史
1.上世纪80年中期引进动测技术 时域频域分析法（演变为低应变反射波法），机械阻 抗法，水电效应法…… 2.1999年建设部考核颁发检测资质（国证）。 3.2001年铁道部建设管理司考核颁发检测资质（铁道部证）。 4.2003年，统一由各省建设厅考核颁发。
§1.1 超声波的基本知识 2. 横波：质点运动方向垂直于波的传播方向。S
目前超声脉冲技术中在岩土工程及需要测试介质结构、声学参数 中应用横波。
§1.1 超声波的基本知识
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。
波动：不同质点间机械运动（能量）状态的传播过程
1. 波动的物理实质是（能量）状态的一种传递形式。 2. 超声波是弹性介质中的一种机械（应力）波。 3. 波动是振动的传播过程，振动是波动的根源。
§1.1 超声波的基本知识
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、红 外线、紫外线、可见光、雷达波等。
§1.1 超声波的基本知识
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。
人们所能听到声波频率范围是20Hz～20KHz，即可闻声波。超声波是 一种人耳听不见频率在（20KHz—100MHz）范围内的机械振动波。
名称 次声波 可闻声波 超声波 特超声波
频率范围 0～2×101 Hz 2×101～2×104 Hz 2×104～1010 Hz
>1010Hz
用于混凝土声波透射法检测的声波主频率一般为2×104～2.5×105 Hz. 在超声波检测中，50kHz频率的探头可获得相对最佳分辨率
§1.2 超声波基本参数
从上述可知，机械波的产生，首先要有做机械振动的 波（声）源，其次要有传播这种机械振动的介质。例如， 把石子投入平静的水中，在水面上可以看到一圈圈向外 扩展的水波。
§1.1 超声波的基本知识
根据在介质中质点振动方向与波的传播方向的差别主要 分为三种类型的波。 纵波（P波）：质点运动方向平行与波的传播方向
4、传播介质的不同
§1.1 超声波的基本知识
横波的传播是依靠使介质产生剪切变形（局部形状变化） 引起的剪应力变化而传播的，它和介质的剪切弹性相关。 因液体、气体形状发生变化时，不能产生抗拒形变的剪应 力，故只有固体才能传播横波。
纵波 ：固体，液体，气体 横波 ：固体 表面波：固体表面
简谐振动的概念
§1.1 超声波的基本知识
如果物体或者质点做周期性的直线振动，且它离开平
衡位置的距离与时间的关系可以用正弦函数或余弦函数来 表示，这就称为简谐振动。
u
u
u A0 cos(t )
§1.1 超声波的基本知识
波的产生与传播
在弹性介质中，任何一个质点机械振动时，因为这 个质点与其邻近的质点间有相互作用的弹性力联系着， 所以它的振动将传递给与之相邻近的质点，使邻近的质 点也同样地发生振动，然后振动又传给下一个质点，依 次类推。这样，振动就由近及远向各个方向以一定速度 传播出去，从而形成了机械波和波的传播。