【正文】 注樁聲波檢測(cè) 基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)預(yù)埋若干根聲測(cè)管作為聲波發(fā)射和接收換能器的通道，在樁身混凝土灌注若干天后開始檢測(cè)，用聲波檢測(cè)儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點(diǎn)檢測(cè)聲波穿過樁身各截面的聲學(xué)參數(shù)，然后對(duì)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土的完整性。 筑城檢測(cè) 原理 砼結(jié)構(gòu)是一個(gè)多孔漿及侵粗骨料組成的多相體系，當(dāng)一定頻帶寬的超聲脈沖在結(jié)構(gòu)中傳播時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一系列現(xiàn)象。所有這些信息可以由 聲傳播速度 和 接收信號(hào)強(qiáng)度 、 波形來表征它所反映的被測(cè)材料的粘彈力學(xué)特性及缺陷的性質(zhì)。因此，采用適應(yīng)的超聲檢測(cè)方法，可用來評(píng)價(jià)樁基的質(zhì)量、澆注均勻性、缺陷的范圍及性質(zhì)等 。 筑城檢測(cè) 特點(diǎn) 超聲法檢測(cè)灌注樁混凝土質(zhì)量是近 10多年逐漸發(fā)展起來的一種檢測(cè)方法 。 它具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 檢測(cè)細(xì)致，結(jié)果準(zhǔn)確可靠； 2） 不受樁長(zhǎng)樁徑限制； 3）無盲區(qū)聲測(cè)管埋到什么部位就可檢測(cè)什么部位，包括樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)和樁底沉渣厚度； 4）毋須樁頂露出地面即可檢測(cè)，方便施工； 5）可估算混凝土強(qiáng)度。 正因?yàn)槿绱耍m然該方法需預(yù)埋聲測(cè)管，費(fèi)用較高，但仍然得到廣泛采用，特別是橋梁。高層建筑的大型、特大型灌注樁的檢測(cè)。 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) JL－ TV數(shù)字超聲電視 —— 鉆孔超聲波自動(dòng)連續(xù)掃描檢測(cè)的國(guó)際領(lǐng)先設(shè)備 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 超聲檢測(cè)設(shè)備： 換能器（發(fā)射換能器、接收換能器）和超聲儀 筑城檢測(cè) 聲 學(xué) 原 理 （ 一 ） 波動(dòng) 波動(dòng)是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形式 。 波動(dòng)可分成兩大類：一類是機(jī)械波 ， 如水波 、 聲波 、 超聲波等 ， 它是由于機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中引起的波動(dòng)過程；另一類是電磁波 ， 如無線電波 、 紅外線 、 紫外線 、 可見光等 ， 它是由于電磁振蕩所產(chǎn)生的變化電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)在空間的傳播過程 。 筑城檢測(cè) （二）聲波 聲波是彈性介質(zhì)中的機(jī)械波 。 人們所能聽到聲波的頻率范圍是 20－ 2x104Hz，這叫可聞聲波 。 當(dāng)聲波頻率超過 2x104Hz時(shí) ， 人耳就聽不到了 ， 這種聲波就叫超聲波 。 頻率低于 20Hz的叫次聲波 ， 人耳也聽不到 。 筑城檢測(cè) 波的產(chǎn)生與傳播 ? 在彈性介質(zhì)中 ， 任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)作機(jī)械振動(dòng)時(shí) ， 因?yàn)檫@個(gè)質(zhì)點(diǎn)與鄰近的質(zhì)點(diǎn)間有相互作用的彈性力聯(lián)系著 ， 所以它的振動(dòng)將傳遞給與之相鄰近的質(zhì)點(diǎn) ， 使鄰近的質(zhì)點(diǎn)也同樣地發(fā)生振動(dòng) ， 然后振動(dòng)又傳給下一個(gè)質(zhì)點(diǎn) ， 依此類推 。 這樣 ， 振動(dòng)就由近及遠(yuǎn)向各個(gè)方向以一定速度傳播出去 ， 從而形成了機(jī)械波 。 筑城檢測(cè) 波的種類和形式 ? （ 一 ） 波的種類 ? 波的種類是根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系來區(qū)分的 。 ? 它分為縱波 、 橫波 、 表面波和板波等 。 筑城檢測(cè) 1．縱波 ? 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致 ，這種波稱為縱波 ， 如空氣 、 水中傳播的聲是縱波 。 縱波又常稱 “ P”波 。 ? 縱波的傳播是依靠介質(zhì)時(shí)疏時(shí)密使介質(zhì)的容積發(fā)生變形引起壓強(qiáng)的變化而傳播的 ， 因此和介質(zhì)的容變彈性有關(guān) 。 任何彈性介質(zhì) （ 固體 、液體 、 氣體 ） 在容積變化時(shí)都能產(chǎn)生彈性力 ，所以縱波可以在任何固體 、 液體 、 氣體中傳播 。 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 橫波 ? 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直 ，這種波稱為橫波 ， 如繃緊的繩子上傳播的波就是橫波 。 橫波又常稱 “ S”波 。 ? 橫波的傳播是使介質(zhì)產(chǎn)生剪切變形時(shí)引起的剪切應(yīng)力變化而傳播的 ， 因此和介質(zhì)的切變彈性有關(guān) 。 由于液體 、 氣體無一定形狀 ， 當(dāng)它們的形狀發(fā)生變化時(shí)不產(chǎn)生切變應(yīng)力 ， 所以液體 、 氣體不能傳播橫波 ， 只有固體才能傳播橫波 。 在氣體 、液體中只有縱波存在 。 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 表面波 ? 固體介質(zhì)表面受到交替變化的表面張力 ， 使介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相應(yīng)的縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng) ， 結(jié)果使質(zhì)點(diǎn)作這兩種振動(dòng)的合成振動(dòng) ， 即繞其平衡位置作橢圓振動(dòng) 。 橢圓振動(dòng)又作用于相鄰的質(zhì)點(diǎn)而在介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，這種波稱表面波 ， 常以 “ R”表示 。 ? 振動(dòng)的長(zhǎng)軸垂直于波的傳播方向 ， 短軸平行于波的傳播方向 。 表面波傳播時(shí) ， 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅隨深度的增加而迅速減小 。 當(dāng)深度等于 2倍波長(zhǎng)時(shí) ， 振幅已經(jīng)很小了 ， 因此 ， 表面波多用于探測(cè)構(gòu)件表面的情況 。 ? 表面波也只能在固體中傳播 。 筑城檢測(cè) 續(xù) ? 自然界中的機(jī)械波 ， 還有許多復(fù)雜的形式 ， 如板波 （ 蘭姆波 ） 扭轉(zhuǎn)波 、 拉伸波等 。 ? 單純的縱波和單純的橫波是最簡(jiǎn)單的兩種波 。 從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看 ， 根據(jù)疊加原理 ，任何復(fù)雜的波都是縱波和橫波疊加的結(jié)果 。 ? 充滿聲波的空間叫聲場(chǎng) 。 聲壓 、 聲強(qiáng) 、 聲阻抗率 是描寫聲場(chǎng)特征的幾個(gè)重要物理量 。 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 聲波在介質(zhì)界面的反射與透射 聲波在無限大介質(zhì)中傳播只是在理論上成立，實(shí)際上任何介質(zhì)總有一個(gè)邊界。 當(dāng)聲波在傳播中從一種介質(zhì)到達(dá)另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面上，一部分聲波被反射，仍然回到原來介質(zhì)中，稱為反射波；另一部分聲波則透過界面進(jìn)人另一種介質(zhì)中繼續(xù)傳播，稱為折射波（透射波），聲波透過界面時(shí)，其方向、強(qiáng)度、波形均產(chǎn)生變化。這種變化取決于兩種介質(zhì)的特性阻抗和入射波的方向。 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 聲波在傳播過程的衰減 聲波在介質(zhì)的傳播過程中 ， 其振幅將隨傳播距離的增大而逐漸減小 ， 這種現(xiàn)象稱為衰減 。 ? 聲波在任何介質(zhì)中傳播都有衰減存在 。 聲波衰減的大小及其變化不僅取決于所使用的超聲頻率及傳播距離 ， 也取決于被檢測(cè)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能 。 因此 ， 研究聲波在介質(zhì)中的衰減情況將有助于探測(cè)介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能 。 ? 吸收衰減； 散射衰減； 擴(kuò)散衰減 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 混凝土的聲學(xué)參數(shù) ? 混凝土超聲檢測(cè)目前主要采用所謂 “ 穿透法 ” ， 即用一 發(fā)射換能器 重復(fù)發(fā)射 超聲脈沖波 ， 讓超聲波在所檢測(cè)的混凝土中傳播 ， 然后由 接收換能器 接收 。 被接收到的超聲波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后再經(jīng)超聲儀放大顯示在屏幕上 ， 用超聲儀測(cè)量收到的超聲信號(hào)的聲學(xué)參數(shù) 。 當(dāng)超聲波經(jīng)混凝土中傳播后 ， 它將攜帶有關(guān)混凝土材料性能 、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成的信息 。 準(zhǔn)確測(cè)定這些參數(shù)的大小及變化 ， 可以推斷混凝土性能 、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成情況 。 ? 目前在混凝土檢測(cè)中所常用的聲學(xué)參數(shù)為 聲速 （ 波速 ） 、 振幅 、 頻率以及波形 。 衰減系數(shù) ， 在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中上難以運(yùn)用 ， 通常只用于室內(nèi)試驗(yàn)研究中 。 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 筑城檢測(cè) 超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的原理 ? （ 波 ） 速 c一般在 4000－ 5000m／ s之間變化 。 混凝土強(qiáng)度 f與波速 c之間有較好的相關(guān)性 ?；炷翉?qiáng)度越高 ， 其波速也越快 。 ? 理論與實(shí)驗(yàn)都證實(shí) ， 物體的密實(shí)性越好 ， 孔隙率越低 ， 其波速越高 。 對(duì)混凝土來說 ， 密實(shí)性越好 ， 孔隙率越低 ， 其強(qiáng)度必然越高 。 因此 ， 混凝土強(qiáng)度和波速之間也有相關(guān)性 。 ? 2． 當(dāng)知道 f－ c之間的關(guān)系曲線后 ， 測(cè)出結(jié)構(gòu)物混凝土的波速就可以推算結(jié)構(gòu)物混凝土的強(qiáng)度 。 筑城檢測(cè) 探測(cè)混凝土內(nèi)部缺陷的原理 當(dāng)混凝土無缺陷時(shí) ， 混凝土是連續(xù)體 ， 超聲波在其中正常傳播 。 當(dāng)換能器正對(duì)著缺陷時(shí) ，情況就不一樣了 。 由于缺陷 （ 空洞 、 蜂窩區(qū) ）的存在 ， 混凝土連續(xù)性中斷 ， 缺陷區(qū)與混凝土之間成為界面 （ 空氣與混凝土 ） 。 在這界面上 ， 超聲波傳播情況發(fā)生變動(dòng)發(fā)生反射 、散射與繞射 。 超聲波經(jīng)過缺陷后接收波聲學(xué)參數(shù)將發(fā)生如下變化： 筑城檢測(cè) 空洞、松散等缺陷部位測(cè)得的聲速要比正常部位小 筑城檢測(cè) 接收波振幅的變化 ? 由于缺陷對(duì)聲波的反射或吸收比正?；炷链?， 所以當(dāng)超聲波通過缺陷后 ， 衰減比正常混凝土大 ， 即接收波的振幅將減少 。 因此 ， 和聲時(shí) （ 速 ） 一樣 ， 根據(jù)接收波首波振幅的異常變化也可以發(fā)現(xiàn)缺陷的存在 。 ? 如果傳播路徑中遇到裂縫 ， 由于裂縫對(duì)聲波的強(qiáng)烈反射 ， 只有很少的聲波通過裂縫 ， 接收波振幅將大大降低 ， 振幅的變化可以較靈敏地發(fā)現(xiàn)裂縫的存在 。 筑城檢測(cè) 接收波主頻率的變化 ? 對(duì)接收波信號(hào)的頻譜分析證明 ， 不同質(zhì)量的混凝土對(duì)超聲脈沖波中的高頻分量的吸收 、衰減不同 。 因此 ， 當(dāng)超聲波通過不同質(zhì)量的混凝土后 ， 接收波