声波透射法检测桩基培训Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 声波透射法是利用声波的透射原理对桩身混声波透射法是利用声波的透射原理对桩身混凝土介质状况进行检测，因此仅适用于在灌注前凝土介质状况进行检测，因此仅适用于在灌注前已经预埋了两根或两根以上声测管，检测混凝土已经预埋了两根或两根以上声测管，检测混凝土灌注桩桩身完整性，判定桩身缺陷的程度并确定灌注桩桩身完整性，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。其位置。一、基本原理一、基本原理一、基本原理一、基本原理 声波透射法根据波在介质中的传播方式分为横波超声波声波透射法根据波在介质中的传播方式分为横波超声波声波透射法根据波在介质中的传播方式分为横波超声波声波透射法根据波在介质中的传播方式分为横波超声波法和纵波超声波法。基桩声波透射检测通常的振源是纵波脉法和纵波超声波法。基桩声波透射检测通常的振源是纵波脉法和纵波超声波法。基桩声波透射检测通常的振源是纵波脉法和纵波超声波法。基桩声波透射检测通常的振源是纵波脉冲产生的。被检测的桩在桩身的冲产生的。被检测的桩在桩身的冲产生的。被检测的桩在桩身的冲产生的。被检测的桩在桩身的1 1 1 1根埋管中放入发射换能器，根埋管中放入发射换能器，根埋管中放入发射换能器，根埋管中放入发射换能器，另另另另1 1 1 1根管中放入接受换能器。基桩的声波透射法检测是根据桩根管中放入接受换能器。基桩的声波透射法检测是根据桩根管中放入接受换能器。基桩的声波透射法检测是根据桩根管中放入接受换能器。基桩的声波透射法检测是根据桩体内确定的埋管间距、测试体内确定的埋管间距、测试体内确定的埋管间距、测试体内确定的埋管间距、测试2 2 2 2管间声波的传播声时、振幅、频管间声波的传播声时、振幅、频管间声波的传播声时、振幅、频管间声波的传播声时、振幅、频率等声学参数对桩体进行分析，其中声速为检测分析的主要率等声学参数对桩体进行分析，其中声速为检测分析的主要率等声学参数对桩体进行分析，其中声速为检测分析的主要率等声学参数对桩体进行分析，其中声速为检测分析的主要指标。声波的确定指标。声波的确定指标。声波的确定指标。声波的确定 V=L/t (1) V=L/t (1) V=L/t (1) V=L/t (1) 式中：式中：式中：式中：V V V V 超声波速超声波速超声波速超声波速 （km/skm/skm/skm/s）；）；）；）； L L L L 埋管的间距埋管的间距埋管的间距埋管的间距 （mmmmmmmm）；）；）；）； t t t t 声时声时声时声时 （ssss） 。 从实测的声速特征可以反应穿透的混凝土介质特性的变从实测的声速特征可以反应穿透的混凝土介质特性的变从实测的声速特征可以反应穿透的混凝土介质特性的变从实测的声速特征可以反应穿透的混凝土介质特性的变化。由（化。由（化。由（化。由（1 1 1 1）式可知，在埋管间距相等情况下，当声时增加时，）式可知，在埋管间距相等情况下，当声时增加时，）式可知，在埋管间距相等情况下，当声时增加时，）式可知，在埋管间距相等情况下，当声时增加时，波速减小，混凝土强度相对降低；相反，当声时减小时，声波速减小，混凝土强度相对降低；相反，当声时减小时，声波速减小，混凝土强度相对降低；相反，当声时减小时，声波速减小，混凝土强度相对降低；相反，当声时减小时，声速增加，混凝土强度增加，据此可以判断桩身完整性，缺陷速增加，混凝土强度增加，据此可以判断桩身完整性，缺陷速增加，混凝土强度增加，据此可以判断桩身完整性，缺陷速增加，混凝土强度增加，据此可以判断桩身完整性，缺陷位置及缺陷程度。位置及缺陷程度。位置及缺陷程度。位置及缺陷程度。 振幅测量的目的是比较超声波在混凝土内传播时能量振幅测量的目的是比较超声波在混凝土内传播时能量振幅测量的目的是比较超声波在混凝土内传播时能量振幅测量的目的是比较超声波在混凝土内传播时能量的变化情况。的变化情况。的变化情况。的变化情况。 Ap=20Lg(/ Ap=20Lg(/ Ap=20Lg(/ Ap=20Lg(/0 0 0 0) (2) (2) (2) (2) 式中：式中：式中：式中：Ap Ap Ap Ap 波幅值（波幅值（波幅值（波幅值（dBdBdBdB）；）；）；）； 信号首波峰值（信号首波峰值（信号首波峰值（信号首波峰值（V V V V）；）；）；）； 0 0 0 0 零分贝信号幅值（零分贝信号幅值（零分贝信号幅值（零分贝信号幅值（V V V V）。）。）。）。 振幅分析是根据检测仪器的显示屏幕所接收的首波波振幅分析是根据检测仪器的显示屏幕所接收的首波波振幅分析是根据检测仪器的显示屏幕所接收的首波波振幅分析是根据检测仪器的显示屏幕所接收的首波波幅进行分析。波幅的高低反应超声波穿透混凝土能力的强幅进行分析。波幅的高低反应超声波穿透混凝土能力的强幅进行分析。波幅的高低反应超声波穿透混凝土能力的强幅进行分析。波幅的高低反应超声波穿透混凝土能力的强弱。在发射声波能量不变的情况下。接收的波幅高说明声弱。在发射声波能量不变的情况下。接收的波幅高说明声弱。在发射声波能量不变的情况下。接收的波幅高说明声弱。在发射声波能量不变的情况下。接收的波幅高说明声波能量的衰减小，反映混凝土质量较好；反之，当接收波波能量的衰减小，反映混凝土质量较好；反之，当接收波波能量的衰减小，反映混凝土质量较好；反之，当接收波波能量的衰减小，反映混凝土质量较好；反之，当接收波波幅明显降低时，说明桩身混凝土介质吸收波的传播能量波幅明显降低时，说明桩身混凝土介质吸收波的传播能量波幅明显降低时，说明桩身混凝土介质吸收波的传播能量波幅明显降低时，说明桩身混凝土介质吸收波的传播能量强，反映出混凝土强度较低，存在缺陷。通过对振幅的对强，反映出混凝土强度较低，存在缺陷。通过对振幅的对强，反映出混凝土强度较低，存在缺陷。通过对振幅的对强，反映出混凝土强度较低，存在缺陷。通过对振幅的对比可以发现桩身存在的缺陷和缺陷的程度。比可以发现桩身存在的缺陷和缺陷的程度。比可以发现桩身存在的缺陷和缺陷的程度。比可以发现桩身存在的缺陷和缺陷的程度。 频率测量是量测接收信号第一个波的周期，再按频频率测量是量测接收信号第一个波的周期，再按频频率测量是量测接收信号第一个波的周期，再按频频率测量是量测接收信号第一个波的周期，再按频率值是周期的倒数的关系计算而得：率值是周期的倒数的关系计算而得：率值是周期的倒数的关系计算而得：率值是周期的倒数的关系计算而得： f=1000/T (3) f=1000/T (3) f=1000/T (3) f=1000/T (3) f f f f 信号主频值（信号主频值（信号主频值（信号主频值（kHzkHzkHzkHz）；）；）；）； T T T T 信号周期（信号周期（信号周期（信号周期（ssss）。）。）。）。 如果波形畸变，测得频率的误差就较大。如果波形畸变，测得频率的误差就较大。如果波形畸变，测得频率的误差就较大。如果波形畸变，测得频率的误差就较大。 声波透射法检测桩身质量，采用声时、振幅、频率声波透射法检测桩身质量，采用声时、振幅、频率声波透射法检测桩身质量，采用声时、振幅、频率声波透射法检测桩身质量，采用声时、振幅、频率三者声学参数来综合分析、判断确定桩身完整性。三者声学参数来综合分析、判断确定桩身完整性。三者声学参数来综合分析、判断确定桩身完整性。三者声学参数来综合分析、判断确定桩身完整性。二、仪器设备二、仪器设备二、仪器设备二、仪器设备 1 1 1 1、声波发射与接收换能器选择、声波发射与接收换能器选择、声波发射与接收换能器选择、声波发射与接收换能器选择（1 1 1 1）圆柱状径向无指向性；）圆柱状径向无指向性；）圆柱状径向无指向性；）圆柱状径向无指向性；（2 2 2 2）外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于）外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于）外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于）外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm150mm150mm150mm；（3 3 3 3）谐振频率）谐振频率）谐振频率）谐振频率3030303050kHz50kHz50kHz50kHz；（4 4 4 4）水密性满足）水密性满足）水密性满足）水密性满足1MPa1MPa1MPa1MPa水压不渗水。水压不渗水。水压不渗水。水压不渗水。 2 2 2 2、声波检测仪选择、声波检测仪选择、声波检测仪选择、声波检测仪选择（1 1 1 1）具有实时显示和记录接收信号的时程曲线、频率或频谱分）具有实时显示和记录接收信号的时程曲线、频率或频谱分）具有实时显示和记录接收信号的时程曲线、频率或频谱分）具有实时显示和记录接收信号的时程曲线、频率或频谱分析功能；析功能；析功能；析功能；（2 2 2 2）声时测量分辨力为）声时测量分辨力为）声时测量分辨力为）声时测量分辨力为0.5s0.5s0.5s0.5s，声波幅值测量相对误差小于，声波幅值测量相对误差小于，声波幅值测量相对误差小于，声波幅值测量相对误差小于5%5%5%5%，系统频宽，系统频宽，系统频宽，系统频宽1 1 1 1200kHz200kHz200kHz200kHz，系统最大动态范围不小于，系统最大动态范围不小于，系统最大动态范围不小于，系统最大动态范围不小于100dB100dB100dB100dB；（3 3 3 3）声波发射脉冲为矩形脉冲，电压幅值）声波发射脉冲为矩形脉冲，电压幅值）声波发射脉冲为矩形脉冲，电压幅值）声波发射脉冲为矩形脉冲，电压幅值2002002002001000U1000U1000U1000U。所用仪。所用仪。所用仪。所用仪器设备通过计量部门检定合格。器设备通过计量部门检定合格。器设备通过计量部门检定合格。器设备通过计量部门检定合格。三、现场检测三、现场检测 1 1、发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声、发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处，并以相同标高相同标高或保持高差测管中的测点处，并以相同标高相同标高或保持高差同步升降，测点间距不大于同步升降，测点间距不大于250mm250mm； 2 2、实时显示和记录接收信号的时程曲线、读取声时、首、实时显示和记录接收信号的时程曲线、读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值；波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值； 3 3、当多根声测管检测的桩以两根为一个检测面进行全组、当多根声测管检测的桩以两根为一个检测面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测，在桩身质量可疑合，分别对所有检测剖面完成检测，在桩身质量可疑的测点周围，采取加密测点，或采用斜测和扇形扫测的测点周围，采取加密测点，或采用斜测和扇形扫测进行复测。进行复测。 4 4、同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压、同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器参数应保持不变。和仪器参数应保持不变。四、检测数据的分析与判定四、检测数据的分析与判定 通过现场各测点采集的声时通过现场各测点采集的声时t tc c、声速、声速V V、波幅、波幅ApAp及主频及主频f f数据，绘制声速数据，绘制声速- -深度（深度（v-zv-z）、波幅）、波幅- -深度深度（Ap-ZAp-Z）或绘制辅助主频）或绘制辅助主频- -深度深度(f-z)(f-z)，将同一检测剖，将同一检测剖面各测点的声速值面各测点的声速值V Vi i进行一次排序，由仪器软件分析进行一次排序，由仪器软件分析进行统计计算，确定声速进行统计计算，确定声速V Vo o异常判断值。当各测点声异常判断值。当各测点声速速V Vi i大于声速大于声速V Vo o异常判断值时，此时异常判断值时，此时V Vo o为声速的异常为声速的异常判断临界值判断临界值V Vc c。因此，整个计算分析过程中的最终结。因此，整个计算分析过程中的最终结果提供声速果提供声速V V，幅度，幅度ApAp的最大值、最小值、平均值、的最大值、最小值、平均值、标准差、临界值等和各测点的深度的（声速、幅度、标准差、临界值等和各测点的深度的（声速、幅度、PSDPSD）- -系列数据。系列数据。1 1 1 1、当检测剖面出现多个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，、当检测剖面出现多个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，、当检测剖面出现多个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，、当检测剖面出现多个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，采用声速低限值判据采用声速低限值判据采用声速低限值判据采用声速低限值判据V V V Vi i i iVVVVc c c c。故判定为声速低于低限值异常。故判定为声速低于低限值异常。故判定为声速低于低限值异常。故判定为声速低于低限值异常。2 2 2 2、当波幅异常时的临界值判据，如某段测点的波幅值、当波幅异常时的临界值判据，如某段测点的波幅值、当波幅异常时的临界值判据，如某段测点的波幅值、当波幅异常时的临界值判据，如某段测点的波幅值ApApApApi i i iAAAAm m m m-6-6-6-6时，波幅可判定为异常。时，波幅可判定为异常。时，波幅可判定为异常。时，波幅可判定为异常。3 3 3 3、当采用斜率法的、当采用斜率法的、当采用斜率法的、当采用斜率法的PSDPSDPSDPSD值作为辅助异常点判据时，按值作为辅助异常点判据时，按值作为辅助异常点判据时，按值作为辅助异常点判据时，按PSDPSDPSDPSD数值在数值在数值在数值在某深度处的突变，结合波幅变化情况进行异常点判定。某深度处的突变，结合波幅变化情况进行异常点判定。某深度处的突变，结合波幅变化情况进行异常点判定。某深度处的突变，结合波幅变化情况进行异常点判定。4 4 4 4、如当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频、如当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频、如当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频、如当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频- - - -深度曲深度曲深度曲深度曲线上主频值明显减低可判定为异常。线上主频值明显减低可判定为异常。线上主频值明显减低可判定为异常。线上主频值明显减低可判定为异常。5 5 5 5、当完成各剖面检测后，对桩身完整性类别结合桩身混凝土各、当完成各剖面检测后，对桩身完整性类别结合桩身混凝土各、当完成各剖面检测后，对桩身完整性类别结合桩身混凝土各、当完成各剖面检测后，对桩身完整性类别结合桩身混凝土各声学参数临界值、声学参数临界值、声学参数临界值、声学参数临界值、PSDPSDPSDPSD判据、混凝土声速低限值和桩身质量判据、混凝土声速低限值和桩身质量判据、混凝土声速低限值和桩身质量判据、混凝土声速低限值和桩身质量可疑点加密测试后确定的缺陷范围。按建筑基桩检测技术可疑点加密测试后确定的缺陷范围。按建筑基桩检测技术可疑点加密测试后确定的缺陷范围。按建筑基桩检测技术可疑点加密测试后确定的缺陷范围。按建筑基桩检测技术规范（规范（规范（规范（JGJ106-2003JGJ106-2003JGJ106-2003JGJ106-2003）要求，桩身完整性分类：）要求，桩身完整性分类：）要求，桩身完整性分类：）要求，桩身完整性分类：类（桩类（桩类（桩类（桩身完整）；身完整）；身完整）；身完整）；类（桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载类（桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载类（桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载类（桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥）；力的正常发挥）；力的正常发挥）；力的正常发挥）；类（桩身有明显缺陷，对桩身结构承载类（桩身有明显缺陷，对桩身结构承载类（桩身有明显缺陷，对桩身结构承载类（桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响）；力有影响）；力有影响）；力有影响）；类（桩身存在严重缺陷）为定义，和声波透类（桩身存在严重缺陷）为定义，和声波透类（桩身存在严重缺陷）为定义，和声波透类（桩身存在严重缺陷）为定义，和声波透射法对桩身完整性进行判定。射法对桩身完整性进行判定。射法对桩身完整性进行判定。射法对桩身完整性进行判定。类：各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限类：各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限类：各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限类：各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常；值异常；值异常；值异常；类：某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声类：某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声类：某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声类：某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常；速低于低限值异常；速低于低限值异常；速低于低限值异常；类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；局剖混凝土声速出现低于低限值异常。出现异常；局剖混凝土声速出现低于低限值异常。出现异常；局剖混凝土声速出现低于低限值异常。出现异常；局剖混凝土声速出现低于低限值异常。类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异类：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常；两个或两个以上检测面在同一深度测点的声学参常；两个或两个以上检测面在同一深度测点的声学参常；两个或两个以上检测面在同一深度测点的声学参常；两个或两个以上检测面在同一深度测点的声学参数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变。值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变。值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变。值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变。五、检测报告五、检测报告五、检测报告五、检测报告 除了与其他基桩检测报告内容相同外，声波除了与其他基桩检测报告内容相同外，声波除了与其他基桩检测报告内容相同外，声波除了与其他基桩检测报告内容相同外，声波透射法还提供如下内容：透射法还提供如下内容：透射法还提供如下内容：透射法还提供如下内容：1 1 1 1、声测管布置图；、声测管布置图；、声测管布置图；、声测管布置图；2 2 2 2、受检桩每个检测剖面声速、受检桩每个检测剖面声速、受检桩每个检测剖面声速、受检桩每个检测剖面声速深度曲线、波幅深度曲线、波幅深度曲线、波幅深度曲线、波幅深深深深度曲线。并将相应判据临界值所对应的标志线度曲线。并将相应判据临界值所对应的标志线度曲线。并将相应判据临界值所对应的标志线度曲线。并将相应判据临界值所对应的标志线绘制于同一个坐标系；绘制于同一个坐标系；绘制于同一个坐标系；绘制于同一个坐标系；3 3 3 3、当采用他频值或、当采用他频值或、当采用他频值或、当采用他频值或PSDPSDPSDPSD值进行辅助分析判定时，绘值进行辅助分析判定时，绘值进行辅助分析判定时，绘值进行辅助分析判定时，绘制主频制主频制主频制主频深度曲线或深度曲线或深度曲线或深度曲线或PSDPSDPSDPSD曲线；曲线；曲线；曲线；4 4 4 4、对缺陷分布图示述。、对缺陷分布图示述。、对缺陷分布图示述。、对缺陷分布图示述。