【文章內(nèi)容簡介】 位置在接樁位置處，宜結(jié)合其它檢測方法進(jìn)行評價(jià)。 3） 不同地質(zhì)條件下的樁身缺陷檢測深度和樁長的檢測長度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定 5) 對于混凝土灌注樁，采用時(shí)域信號分析時(shí)，應(yīng)結(jié)合有關(guān)施工和地質(zhì)資料，正確區(qū)分混凝土灌注樁樁身截面漸擴(kuò)后陡降恢復(fù)至原樁徑產(chǎn)生的一次同相反射，或由擴(kuò)徑突變處產(chǎn)生的二次同相反射，以避免對樁身完整性的 誤判。 6) 對于嵌巖樁，當(dāng)樁底時(shí)域反射信號為單一反射波且與錘擊脈沖信號同相時(shí)，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)和設(shè)計(jì)等有關(guān)資料以及樁底同相反射波幅的相對高低來判斷嵌巖質(zhì)量， 必要時(shí)采取鉆芯法核驗(yàn)樁端嵌巖情況 。 7) 應(yīng)正確區(qū)分淺部缺陷反射和大頭樁大頭部分恢復(fù)至原樁徑產(chǎn)生的同相反射，以避免對樁身完整性的誤判，必要時(shí)可采取開挖方法查驗(yàn)。 8) 出現(xiàn)下列情況之一，樁身完整性判定宜結(jié)合其他檢測方法進(jìn)行： 19 ① 實(shí)測信號復(fù)雜，無規(guī)律，無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確分析和評價(jià)。 ② 當(dāng)樁長的推算值與實(shí)際樁長明顯不符，且又缺乏相關(guān)資料加以解釋或驗(yàn)證。 ③ 樁身截面漸變或多變，且變化幅度較大的混凝土灌注樁。 9) 對采用低應(yīng)變反射波法檢測有疑問的樁，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證檢測： ① 樁身淺部存在缺陷可開挖驗(yàn)證； ② 樁身深部或樁底存在缺陷時(shí)可采用鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證； ③ 根據(jù)實(shí)際情況采用靜載試驗(yàn)、鉆芯法、高應(yīng)變法或開挖進(jìn)行驗(yàn)證。 (二 )聲波透射法檢測 1．概述 聲波透射法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：由超聲脈沖發(fā)射源在混凝土內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波，并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過程中表現(xiàn)的波動(dòng)特征；當(dāng)混凝土內(nèi)存在不連續(xù)或破損界面時(shí)，缺陷面形成波阻抗界面，波到 達(dá)該界面時(shí)，產(chǎn)生波的透射和反射，使接收到的透射能量明顯降低；當(dāng)混凝土內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞等缺陷時(shí)，將產(chǎn)生波的散射和繞射；根據(jù)波的初至到達(dá)時(shí)間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變程度等特性，可以獲得測區(qū)范圍內(nèi)混凝土的聲學(xué)參數(shù)。測試記錄不同測試剖面對面和斜面的超聲波動(dòng)特征，經(jīng)過處理分析就能判別測區(qū)內(nèi)混凝土的參考強(qiáng)度和內(nèi)部存在缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。 在基樁施工前，根據(jù)樁直徑的大小預(yù)埋一定數(shù)量的聲測管，作為換能器的通道。測試時(shí)每兩根聲測管為一組，通過水的耦合，超聲脈沖信號從一根聲測管中的換能器發(fā)射出去，在 另一根聲測管中的換能器接收信號，聲波檢測儀測定有關(guān)參數(shù)并采集記錄儲存。換能器由樁底同時(shí)從下往上依次檢測，遍及各個(gè)截面。 20 聲波透射法基樁質(zhì)量檢測工作程序框圖 1 2 3 4 5 檢測儀器 聲波發(fā)射與接收換能器 非金屬超聲波檢 測儀 聲測管 材質(zhì)與埋設(shè) 聲測管成樁后互相平行 檢測前準(zhǔn)備 收集受檢樁相關(guān)資料 檢查測試系統(tǒng)工作狀態(tài) 標(biāo)定儀器延時(shí)，計(jì)算聲時(shí)修正值 測量管口標(biāo)高和聲測管間凈距 聲測管內(nèi)注滿清水，檢查聲測管暢通情況 現(xiàn)場檢測 換能器置于聲測管中，到管底同一高度 設(shè)置儀器參數(shù)，進(jìn)行檢測（同步提升換能器） 實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號 樁身質(zhì)量可疑測點(diǎn)，進(jìn)行復(fù)測 資料整理 聲學(xué)參數(shù)計(jì)算 繪制（ VZ） （ ApZ）（ fZ）曲線 樁身砼缺陷判定 樁身完整性類別綜合判定 21 樁周土打印機(jī)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理 信號輸出信號輸入?yún)?shù)設(shè)定非金屬超聲波檢測儀聲測管樁換能器測試系統(tǒng)被測系統(tǒng)電纜 基樁聲波透射法檢測系統(tǒng)框圖 聲波透射法測樁的特點(diǎn)：檢測全面、細(xì)致，現(xiàn)場操作簡便，迅速，不受樁長、長徑比的限制，一般也不受場地限制。 2． 檢測儀器 1) 聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)符合下列要求： ① 圓柱狀徑向振動(dòng)，沿徑向無指向性； ② 外徑小于聲測管內(nèi)徑，有效工作面軸向長度不大于150mm； ③ 諧振頻率宜為 30～ 60kHz； ④ 水密性滿足 1MPa 水壓不滲水。 2) 聲波檢測儀應(yīng)符合下列要求： ① 具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號的時(shí)程曲線以及頻率測量或頻譜分析功能； ② 聲時(shí)測量分辨力優(yōu)于或等于 S,聲波幅值測量相對誤差小于 5％，系統(tǒng)頻帶寬度為 1～ 200kHz，系統(tǒng)最大動(dòng)態(tài)范圍不小于 100dB。 ③ 聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖，電壓幅值 不宜小于500V。 ④ 聲波檢測儀應(yīng)采用具有自動(dòng)記錄功能的儀器。 22 3． 聲測管埋設(shè) 基樁施工單位必須高度重視和嚴(yán)格聲測管埋設(shè)工作，監(jiān)理要加強(qiáng)事前提醒和過程檢查，檢測單位要向施工單位進(jìn)行事先提示，確保聲測管埋設(shè)一次合格。杜絕聲測管堵塞現(xiàn)象。 1) 材質(zhì)與埋設(shè) ① 聲測管應(yīng)采用金屬管，內(nèi)徑不宜小于 40mm，管壁厚不應(yīng)小于 。 ② 聲測管應(yīng)下端封閉，上端加蓋，管內(nèi)無異物；聲測管采用綁扎方式與鋼筋籠連接牢固（不得焊接）；聲測管連接應(yīng)積極采用外加套筒焊接方式進(jìn)行，杜絕連接處斷裂和堵管現(xiàn)象；連接處應(yīng)光滑過渡，不漏 水；管口應(yīng)高出樁頂 100mm以上，且各聲測管管口高度應(yīng)一致。 2) 保證聲測管在成樁后相互平行。 聲測管應(yīng)沿樁截面外測呈對稱形狀布置，如 下 圖布置并編號： 聲測管應(yīng)沿樁截面外測呈三角形狀布置。 沿直徑布置 呈三角形布置 呈四方形布置 D≤ 800mm 800mm＜ D≤ 2020mm D＞ 2020mm 聲測管布置示意圖（圖中陰影為聲波的有效檢測范圍示意） 檢測剖面編組分別為： ab； ab， ac， bc； ab， ac， ad， bc， bd， cd。 圖1 聲 測管布置方式 23 4. 現(xiàn)場檢測前準(zhǔn)備工作應(yīng)符合如下規(guī)定： 1） 調(diào)查、收集待檢工程及受檢樁的相關(guān)技術(shù)資料和施工記錄。包括：樁的類型、尺寸、標(biāo)高、施工工藝、地質(zhì)狀況、設(shè)計(jì)參數(shù)、樁身混凝土參數(shù)、施工過程及異常情況記錄等信息 )。 2） 檢查測試系統(tǒng)的工作狀況，采用標(biāo)定法確定儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間 (參考《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》 JGJ2020條文說明 )，計(jì)算聲測管及耦合水層聲時(shí)修正值； 3） 將伸出 樁頂?shù)穆暅y管切割到同一標(biāo)高，測量管口標(biāo)高，作為計(jì)算各測點(diǎn)高程的基準(zhǔn)； 4） 將各聲測管內(nèi)注滿清水，封口待檢； 5） 在放置換能器前，檢查聲測管暢通情況，以免換能器卡住或換能器電纜被拉斷，造成損失； 6） 準(zhǔn)確測量樁頂面相應(yīng)聲測管之間外壁凈距離，作為相應(yīng)的兩聲測管間管距精確至 1mm； 7） 測試時(shí)徑向換能器宜配置扶正器，保證換能器在管中居中，又保護(hù)換能器在上下提升中不致與管壁碰撞，損壞換能器。 8） 樁身強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70％ 且不少于15Mpa。 。 5．現(xiàn)場檢測 現(xiàn)場檢測過程宜分兩個(gè)步驟進(jìn)行，首先是采用平測法對全樁各個(gè)檢測剖面進(jìn) 行普查，找出聲學(xué)參數(shù)異常測點(diǎn)。然后，對聲學(xué)參數(shù)異常的測點(diǎn)采用加密測試，必要時(shí)采用斜測或扇形掃測等細(xì)測方法進(jìn)一步檢測，這樣一方面可以驗(yàn)證普查結(jié)果，另一方面可以進(jìn)一步確定異常部位的范圍，為樁身完整性類別的判定提供可靠依據(jù)。 1) 將發(fā)射與接收聲波換能器通過深度標(biāo)志分別置于兩根聲測管中同一高度的測點(diǎn)處。 24 2) 設(shè)置好儀器參數(shù)，進(jìn)行檢測。 3) 發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高或保持固定高差同步升降，測點(diǎn)間距不宜大于 250mm。 4) 實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號的時(shí)程曲線，讀取聲時(shí)、首波峰值和周期值，宜同時(shí)顯示頻譜曲線 及主頻值。 5) 將多根聲測管以兩根為一個(gè)檢測剖面進(jìn)行全組合，分別對所有檢測剖面完成檢測。 6) 在樁身質(zhì)量可疑的測點(diǎn)周圍，應(yīng)加密測點(diǎn)，或采用斜測、扇形掃測進(jìn)行復(fù)測，進(jìn)一步確定樁身缺陷的位置和范圍。 7) 在同一根樁的各檢測剖面的檢測過程中，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)應(yīng)保持不變。 8) 當(dāng)聲測管出現(xiàn)堵管情況時(shí)，按以下規(guī)定執(zhí)行 ： ① 埋有兩根或三根聲測管，當(dāng)某一根聲測管樁底堵管采用斜測法時(shí)，兩個(gè)換能器中點(diǎn)連線的水平夾角不應(yīng)大于 40o。 ② 埋有四根聲測管，當(dāng)對角線上兩根聲測管堵管采用斜測法時(shí)，兩個(gè)換能器中點(diǎn)連 線的水平夾角不應(yīng)大于 40o，可采用斜測法檢測。 ③ 其它情況下，在所堵聲測管附近鉆芯，檢測樁身混凝土完整性，并用鉆芯孔作為通道進(jìn)行聲波透射法檢測。此時(shí)應(yīng)注意鉆芯孔垂直度變化使發(fā)射和接受換能器間距變化對檢測信號的影響。 6．資料處理 1) 聲學(xué)參數(shù)的計(jì)算和波形記錄 各測點(diǎn)的聲時(shí) ct 、聲速 v、波幅 pA 及主頻 f應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，按下列各式計(jì)算，并繪制聲速－深度 (vz)曲線和波幅－深度 ( pA － z)曲線，需要時(shí)可繪制輔助的主頻－深度 (fz)曲線： 25 39。0 tttt ici ??? cii tlv 39。? 0lg20 aaA ipi ? ii Tf 1000? 式中 cit —— 第 i 測點(diǎn)聲時(shí) (s? )； it —— 第 i 測點(diǎn)聲時(shí)測量值 (s? )； 0t —— 儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間 ( s? )； 39。t —— 聲測管及耦合水層聲時(shí)修正值 (s? )； 39。l —— 每檢測剖面相應(yīng)兩聲測管的外壁間凈距離 (mm)； iv —— 第 i 測點(diǎn)聲速 (km/s)； piA —— 第 i 測點(diǎn)波幅值 (dB)； ia —— 第 i 測點(diǎn)信號首波峰值 (v)； 0a —— 零分貝信號幅值 (v)； if —— 第 i 測點(diǎn)信號主頻值 (kHz),也可由信號頻譜的主頻求得； iT —— 第 i 測點(diǎn)信號周期 ( s? )。 2) 判定依據(jù) 樁身混凝土缺陷應(yīng)根據(jù)下列方法綜合判定： ① 聲速低限值判據(jù) 當(dāng)實(shí)測混凝土聲速值低于聲速臨界值時(shí)應(yīng)將其視為可疑缺陷區(qū)。 Di vv ? 式中 iv —— 第 i 個(gè)測點(diǎn)聲速值 (km/s)； Dv —— 聲速臨界值 (km/s)。 26 聲速臨界值采用正?；炷谅曀倨骄蹬c 2 倍聲速標(biāo)準(zhǔn)差之差，即： 式中 v —— 正常混凝土聲速平均值 (km/s)； v? —— 正?；炷谅曀贅?biāo)準(zhǔn)差； iv —— 第 i 個(gè)測點(diǎn)聲速值 (km/s)； n—— 測點(diǎn)數(shù)。 當(dāng)檢測剖面 n個(gè)測點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí)， 宜采用聲速低限值判據(jù)。即實(shí)測混凝土聲速值低于聲速低限值時(shí)，可直接判定為異常。 Li vv ? 式中 iv —— 第 i 個(gè)測點(diǎn)聲速值 (km/s)； Lv —— 聲速低限值 (km/s)。 聲速低限值應(yīng)由預(yù)留同條件混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與聲速對比試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合本地區(qū)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。 ② 波幅判據(jù) 波幅異常時(shí)的臨界值判據(jù)應(yīng)按下列公式計(jì)算： ??? ni pim AnA 11 6?? mpi AA 式中 mA —— 波幅平均值 (dB)； 27 n—— 檢測剖面測點(diǎn)數(shù)。 當(dāng)式上述成立時(shí)，波幅可判定為異常。 ③ PSD 判據(jù) 當(dāng)采用斜率法的 PSD 值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí)， PSD 值應(yīng)按下列公式計(jì)算： tKPSD ??? 1???? cici ttt 式中 cit —— 第 i 測點(diǎn)聲時(shí) (s? )； 1?cit —— 第 i1 測點(diǎn)聲時(shí) ( s? )； iz —— 第 i 測點(diǎn)深度 (m)； 1?iz —— 第 i1 測點(diǎn)深度 (m)； 根據(jù) PSD 值在某深度處的突變，結(jié)合波幅變化情況，進(jìn)行異常點(diǎn)判定。 當(dāng)采用信號主頻值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí)，主頻－深度曲線上主頻 值明顯降低可判定為異常。 3) 樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合樁身混凝土各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD 判據(jù)、混凝土聲速低限值以及樁身可疑點(diǎn)加密測試 (包括斜測