【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(duì)樁身完整性的誤判。6) 對(duì)于嵌巖樁，當(dāng)樁底時(shí)域反射信號(hào)為單一反射波且與錘擊脈沖信號(hào)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(duì)高低來(lái)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(duì)樁身完整性的誤判，必要時(shí)可采取開(kāi)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(cè)方法進(jìn)行：① 實(shí)測(cè)信號(hào)復(fù)雜，無(wú)規(guī)律，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確分析和評(píng)價(jià)。 ② 當(dāng)樁長(zhǎng)的推算值與實(shí)際樁長(zhǎng)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(duì)采用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)有疑問(wèn)的樁，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)：① 樁身淺部存在缺陷可開(kāi)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(kāi)挖進(jìn)行驗(yàn)證。 (二)聲波透射法檢測(cè)1．概述聲波透射法檢測(cè)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(guò)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(cè)區(qū)范圍內(nèi)混凝土的聲學(xué)參數(shù)。測(cè)試記錄不同測(cè)試剖面對(duì)面和斜面的超聲波動(dòng)特征，經(jīng)過(guò)處理分析就能判別測(cè)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(cè)管，作為換能器的通道。測(cè)試時(shí)每?jī)筛暅y(cè)管為一組，通過(guò)水的耦合，超聲脈沖信號(hào)從一根聲測(cè)管中的換能器發(fā)射出去，在另一根聲測(cè)管中的換能器接收信號(hào)，聲波檢測(cè)儀測(cè)定有關(guān)參數(shù)并采集記錄儲(chǔ)存。換能器由樁底同時(shí)從下往上依次檢測(cè)，遍及各個(gè)截面。聲波透射法基樁質(zhì)量檢測(cè)工作程序框圖聲波發(fā)射與接收換能器檢測(cè)儀器1非金屬超聲波檢測(cè)儀材質(zhì)與埋設(shè)聲測(cè)管聲測(cè)管成樁后互相平行2收集受檢樁相關(guān)資料檢測(cè)前準(zhǔn)備檢查測(cè)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3測(cè)量管口標(biāo)高和聲測(cè)管間凈距聲測(cè)管內(nèi)注滿清水，檢查聲測(cè)管暢通情況換能器置于聲測(cè)管中，到管底同一高度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)置儀器參數(shù)，進(jìn)行檢測(cè)（同步提升換能器）4實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)樁身質(zhì)量可疑測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行復(fù)測(cè)聲學(xué)參數(shù)計(jì)算資料整理繪制（VZ）（ApZ）（fZ）曲線5樁身砼缺陷判定樁身完整性類別綜合判定基樁聲波透射法檢測(cè)系統(tǒng)框圖聲波透射法測(cè)樁的特點(diǎn)：檢測(cè)全面、細(xì)致，現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便，迅速，不受樁長(zhǎng)、長(zhǎng)徑比的限制，一般也不受場(chǎng)地限制。2．檢測(cè)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(wú)指向性；② 外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作面軸向長(zhǎng)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(cè)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(hào)的時(shí)程曲線以及頻率測(cè)量或頻譜分析功能；② ,聲波幅值測(cè)量相對(duì)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(cè)儀應(yīng)采用具有自動(dòng)記錄功能的儀器。3．聲測(cè)管埋設(shè)基樁施工單位必須高度重視和嚴(yán)格聲測(cè)管埋設(shè)工作，監(jiān)理要加強(qiáng)事前提醒和過(guò)程檢查，檢測(cè)單位要向施工單位進(jìn)行事先提示，確保聲測(cè)管埋設(shè)一次合格。杜絕聲測(cè)管堵塞現(xiàn)象。1) 材質(zhì)與埋設(shè)① 聲測(cè)管應(yīng)采用金屬管，內(nèi)徑不宜小于40mm。② 聲測(cè)管應(yīng)下端封閉，上端加蓋，管內(nèi)無(wú)異物；聲測(cè)管采用綁扎方式與鋼筋籠連接牢固（不得焊接）；聲測(cè)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(guò)渡，不漏水；管口應(yīng)高出樁頂100mm以上，且各聲測(cè)管管口高度應(yīng)一致。2) 保證聲測(cè)管在成樁后相互平行。聲測(cè)管應(yīng)沿樁截面外測(cè)呈對(duì)稱形狀布置，如下圖布置并編號(hào)：聲測(cè)管應(yīng)沿樁截面外測(cè)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≤2000mm D＞2000mm聲測(cè)管布置示意圖（圖中陰影為聲波的有效檢測(cè)范圍示意）檢測(cè)剖面編組分別為：ab； ab，ac，bc； ab，ac，ad，bc， bd，cd。4. 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(guò)程及異常情況記錄等信息)。2） 檢查測(cè)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(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ2003條文說(shuō)明)，計(jì)算聲測(cè)管及耦合水層聲時(shí)修正值；3） 將伸出樁頂?shù)穆暅y(cè)管切割到同一標(biāo)高，測(cè)量管口標(biāo)高，作為計(jì)算各測(cè)點(diǎn)高程的基準(zhǔn)；4） 將各聲測(cè)管內(nèi)注滿清水，封口待檢；5） 在放置換能器前，檢查聲測(cè)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(cè)量樁頂面相應(yīng)聲測(cè)管之間外壁凈距離，作為相應(yīng)的兩聲測(cè)管間管距精確至1mm；7） 測(cè)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(chǎng)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程宜分兩個(gè)步驟進(jìn)行，首先是采用平測(cè)法對(duì)全樁各個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行普查，找出聲學(xué)參數(shù)異常測(cè)點(diǎn)。然后，對(duì)聲學(xué)參數(shù)異常的測(cè)點(diǎn)采用加密測(cè)試，必要時(shí)采用斜測(cè)或扇形掃測(cè)等細(xì)測(cè)方法進(jìn)一步檢測(cè)，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(guò)深度標(biāo)志分別置于兩根聲測(cè)管中同一高度的測(cè)點(diǎn)處。2) 設(shè)置好儀器參數(shù)，進(jìn)行檢測(cè)。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(cè)點(diǎn)間距不宜大于250mm。4) 實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)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(cè)管以兩根為一個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行全組合，分別對(duì)所有檢測(cè)剖面完成檢測(cè)。6) 在樁身質(zhì)量可疑的測(cè)點(diǎn)周圍，應(yīng)加密測(cè)點(diǎn)，或采用斜測(cè)、扇形掃測(cè)進(jìn)行復(fù)測(cè)，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(cè)剖面的檢測(cè)過(guò)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(cè)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(cè)管，當(dāng)某一根聲測(cè)管樁底堵管采用斜測(cè)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(cè)管，當(dāng)對(duì)角線上兩根聲測(cè)管堵管采用斜測(cè)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(cè)法檢測(cè)。③ 其它情況下，在所堵聲測(cè)管附近鉆芯，檢測(cè)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(cè)。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(duì)檢測(cè)信號(hào)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(cè)點(diǎn)的聲時(shí)、聲速v、波幅及主頻f應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(－z)曲線，需要時(shí)可繪制輔助的主頻－深度(fz)曲線： 式中 ——第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)()； ——第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)測(cè)量值()； ——儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間()； ——聲測(cè)管及耦合水層聲時(shí)修正值()； ——每檢測(cè)剖面相應(yīng)兩聲測(cè)管的外壁間凈距離(mm)； ——第i測(cè)點(diǎn)聲速(km/s)； ——第i測(cè)點(diǎn)波幅值(dB)； ——第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)首波峰值(v)； ——零分貝信號(hào)幅值(v)； ——第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)主頻值(kHz),也可由信號(hào)頻譜的主頻求得； ——第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)周期()。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(cè)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)。式中 ——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)聲速值(km/s)； ——聲速臨界值(km/s)。聲速臨界值采用正常混凝土聲速平均值與2倍聲速標(biāo)準(zhǔn)差之差，即：式中 —— 正?；炷谅曀倨骄?km/s)； ——正?；炷谅曀贅?biāo)準(zhǔn)差； —— 第i個(gè)測(cè)點(diǎn)聲速值(km/s)； n——測(cè)點(diǎn)數(shù)。當(dāng)檢測(cè)剖面n個(gè)測(cè)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(cè)混凝土聲速值低于聲速低限值時(shí)，可直接判定為異常。式中 ——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)聲速值(km/s)； ——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(duì)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： 式中 ——波幅平均值(dB)； n——檢測(cè)剖面測(cè)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：式中 ——第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)()； ——第i1測(cè)點(diǎn)聲時(shí)()； ——第i測(cè)點(diǎn)深度(m)；——第i1測(cè)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(hào)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(cè)試(包括斜測(cè)或扇形掃測(cè))后確定的缺陷范圍按下表的特征進(jìn)行綜合判定。樁身完整性判定類 別特 性I各檢測(cè)剖面的聲學(xué)參數(shù)均無(wú)異常，無(wú)聲速低于低限值異常II某一檢測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常，無(wú)聲速低于低限值異常III某一檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常；局部混凝土聲速出現(xiàn)低于低限值異常IV某一檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)明顯異常；兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)明顯異常；樁身混凝土聲速出現(xiàn)普遍低于低限值異?；驘o(wú)法檢測(cè)首波或聲波接收信號(hào)嚴(yán)重畸變?yōu)楸ＷC本次聲波檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，應(yīng)們采取以下措施：為保證各測(cè)點(diǎn)質(zhì)量，完成每組檢測(cè)管測(cè)試后，測(cè)試點(diǎn)必須隨機(jī)重復(fù)抽測(cè)10%20%。應(yīng)特別注意聲時(shí)及波幅異常部位的重復(fù)抽測(cè)。測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差可按下式計(jì)算：式中： ——聲時(shí)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差；——波幅相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差；——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)聲時(shí)原始測(cè)試值(μs)；