基桩声波透射法检测数据评判体系研究
声波透射法在基桩质量检测中的应用及分析

俞
顺
值采用正常混凝 土声速平均值与 2 倍声速标准差之差 , 即:
:一 o 2" () 1
式 中 , 为声速临界值 (m/ ) 为正 常混凝 土声 速平 均值 。 k S; ( m/ ) 盯 为 正 常 混 凝 土声 速 标 准 差 . i 测 点 声 速 值 k s ; f第 个 J ( m/ )n为测点数 。当实测混凝土声速值低 于声 速临界值 , k S; 即 V V时 , i 应将其作为可疑缺陷 区。 <
() 4 施工缝 的处 置。在砼 施T完成后 , 及时进行横 向缝 的切
缝 ( 般抗压强度达 到 6 一 . 0—9 MP 时 为宜 ) 切缝 时 一 定 要 切 到 . a 0 ,
边并 要垂 直于中线 。填料时 , 先将缝上的砼清除去 , 再进行填
料。
复破损表层 。 高程控制 : 首先在 紧靠边线 内侧每 1m立一根 3 4 c 0 5~ 0m钢 钎, 根据施 水 准点测 每根钢钎的 顶高程 , [ 再算 出每根钢钎位 置路面设计 高程与钢钎 顶高程差 值 , 从钢钎顶 向下用小钢 尺量 出基层顶 高程线位 置 , 将每根 钢钎上 高 路 面高程 5~1 c 0 m位 置用一 根尼龙绳 带 路面上基层顶高程线 。砼基层顶 面高程应 与新加宽路面水稳基层顶按同高控制。
Ao 一 。 6 ( 2)
、
缺 陷分 析
在测试过程 中, 主要用到的是声速 即纵波波速 、 声波波幅及 频率 3 个声学参数 。 1 . 。声速是判定混凝土缺陷的主要 参数 之一 , 声速 运用概率 统计理论原理确定声速临界值 , 声速平均值 、 准差 。声速临界 标 2 . 准备。原材料准备情况 : 泥选用 同力 3 .普通硅酸 施工 水 2 5
关于基桩声波透射检测中判定桩身缺陷方法的探讨

第 46卷 第 2020年
48期月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHITECTURE
AVpolr..4 62N0o2.08
·岩土工程·地基基础·
文章编号:10096825(2020)08005603
关 于 基 桩 声 波 透 射 检 测 中 判 定 桩 身 缺 陷 方 法 的 探 讨★
发射换能器生成 的 发 射 脉 冲 经 过 桩 身 混 凝 土、缺 陷 以 及声测管和耦合水等介质,到达接收换能器时,实测到的脉 冲信号强度必然衰减。显然,若衰减弱,表明接收信号强度 高,混凝土质量完好,桩身无缺陷;若衰减严重,表明接收信 号强度低,桩身存在缺陷。在国内,采用实测声幅即首波的 幅值作为接收信号强度指标。实践中首波的识别并非易 事,常受到环境噪声、声测管之间及换能器之间不平行等干 扰,进而导致实测声幅出现误差。为此,实测的声幅并不能 反映真实的接收信号强度。过滤法利用相对能量来反映接 收信号强度。相对能量是对自首波初至时刻起一定时间内 的实测信号进行积分计算。比如时间长度 50,意指包括首
科学性和计算结果的可靠性具有十分重要的现实意义。
关键词:桩身完整性,数学统计法,过滤法,相对能量
中图分类号:TU473.16
文献标识码:A
1 概述
目前我国高速公 路 铁 路 桥 梁、市 政 道 路 高 架 桥 梁 以 及 高层建筑等基础普 遍 采 用 大 直 径 钢 筋 混 凝 土 灌 注 桩,桩 长 往往超过 40m。这些工程的桩基验收时,主要采用基桩声 波透射检测技术确定桩身混凝土的均质性和完整性。这是 因为它可以检测桩 身 内 部 纵 向 和 横 向 任 何 位 置 的 缺 陷,且 不受桩长限制。目前,每个工程的检测比例达 100%。综 上可见,声波透射检测在实际工程中非常重要,其检测结果 的准确性决定着工 程 质 量 的 评 定 等 级。 通 常,声 波 透 射 检 测又称埋管超声检测。成桩过程中在桩身内预埋若干根声 测管,为超声波换能 器 上 下 移 动 提 供 测 量 通 道。 超 声 波 换 能器通过声测管深 入 到 桩 身 混 凝 土 结 构 内 部,实 测 各 个 自 上而下(或自下而上)由发射换能器 T至接收换能器 R组 合剖面的声学参数[13]。基于各个组合剖面的实测声时、声 速、声幅等声学参数,采 用 相 关 数 据 计 算 和 解 释 方 法,识 别 桩身内部缺陷及其所在位置、范围和程度。
声波透射法在桩基质量检测中的应用_1

声波透射法在桩基质量检测中的应用发布时间:2022-08-18T08:07:54.443Z 来源:《工程建设标准化》2022年第37卷4月7期作者:高绪东[导读] 当前,我国经济飞速发展,人们生活水平不断提高。
如今我国已经迈入高速化阶段,大量的高速铁路正在建设中,工程中的桩基质量是重点,而声波透射法是桩基质量检测中最常用的方式。
高绪东身份证号:50022819970523****摘要:当前,我国经济飞速发展,人们生活水平不断提高。
如今我国已经迈入高速化阶段,大量的高速铁路正在建设中,工程中的桩基质量是重点,而声波透射法是桩基质量检测中最常用的方式。
本文主要对声波透射法在桩基质量检测中的应用进行论述,详情如下。
关键词:声波透射法;桩基质量;检测应用引言声波检测法又被称为超声波透射法或声波测定法,实质是利用超声波发生仪向被检测物体发射超声波,利用测得的似波速度和横改速度计算得到动弹性模数。
1桩基工程检测的重要性传递建筑物结构荷载时,高效迅速,对于维护建筑结构的可靠性具有积极意义。
故而,应当高度重视桩基的设计、施工和检验工作的实施,从而更好地确保其安全性。
关于桩基的承载力桩基检测是主要的衡量方式,也是桩基质量评价的关键依据,更是有效改进、规范问题桩基或劣质桩基的补救措施的依据。
此外,现阶段,国内桩基检测人员水平不一,综合素质不高,且成员构成复杂,施工设备存在老化、磨损等质量方面的问题,这些因素均在一定程度上对桩基检测质量产生着极大的负面影响。
目前,在国内,采购的材料出现浪费的现象较为严重,各种资源尚未实现优化配置,故此,桩基检测技术的应用是需要不断改进和提高的。
2声波检测法的优势首先声波检测法极为高效,是当前所有桩基检测方法中效率最高速度最快的检测方法,检测环境在施工灌注时就已经具备,桩基数量如此惊人,检测的速度和效率尤为重要。
其次,声波检测法不会破坏桩基的物理和化学结构,检测完成后不会影响桩基质量,不会影响到的运行稳定性。
声波透射法在基桩检测中的应用探讨

[ 摘 要】本文首先从声波透射法 的检测 方式 、主要问题 、声
学参数与 混凝土 质量的关系 以及混凝土质量 的几种声学参
数 的比较 四个方面介绍 了声波透射 检测技术 ,对其仪器组 成进 行了分析,最终对声波透射 法的基 本程序及结果判断 提 出了一些看法 。
t h 0d .
3 )主频判据 。声波在桩身混凝土中传播时的衰 减程度可通过接受信号 的主频漂移程度进 行反映,
而这种衰减程度能够体现混凝 土质量 的优 劣,一般
基桩的检测 中,主频判 断主要作为其它方式的补充 分析 。 4 )声波波形判据 。通过对测 点的实测波波形的 分析 ,后续波 的强弱在 一定程 度上能够体现声波在 传播路径上 的能量衰减 ,从而判断基桩的缺陷 ,由 于难 以定量分析 , 一般作 为判定 混凝土缺 陷的参考 。 ( 3 )实测数据分析 本检 测中主要通过声波波速检测结果对桩基质 量进行判 断,选取某一典型桩基检测结果如表 1所
质量 。
【 关键词】基桩检测 声波透射法 应用
2 )波幅判据。波 幅对基桩缺 陷具有很高 的敏感
性 ,但 由 于 其 受 到 非 缺 陷 的 影 响 较 为 明显 ,应 主 要
【 A b s t r a c t 1
s p a p e r ir f s t l y i n t r o d u c e s a c o u s t i c t r a n s mi s s i o n
成 果 , 因 此 , 在 检 测 设 计 中应 明确 声 测 管 的布 置 方
( 2 )检 测结果的一般判 断 1 )声速判据 。声速是分析基桩质量最重要的参 数 ,主要可采用概率法和 声速底 限值 法进 行判别 。 概率法主要是指 当声波 参数偏 离正态分布时 即基桩 可 能存在缺 陷;声速低 限值法是通过分析某测点 声 速与所有测点声速平均 值的偏离程度 来判 断基桩 的
声波透射法检测桩基完整性几种典型波形的分析

( 5 ) 桩径小于 2 . 5 m 时埋置 3根检 测管 , 检 测管成等 三角形状 分布 , 管与管之间应相互平行 ; 桩径 大于 2 . 5 m 时埋置 4根检测 管, 检 测管成正 方形状 分布 , 管 与管之 间应相互平行 。
l 声 波 透射 法基 本原 理
在被测桩 内预埋若干检测 管作 为检测通道 , 将发射探 头和接收探头 置于声测 管中, 管 内充满清水作 为耦合剂。 由超声波检测 仪中的 电压式 换 能器 ( 发射探 头) 发射一系列 周期性超声脉冲波 , 脉 冲穿过被检测 的桩 体, 被另一个 电压式换 能器 ( 接受 探头) 所接 收, 超声检测 仪显示 出超声 脉冲穿过被检 测桩体时 的各种参数 , 然后 由仪器 的数据处 理系统按判断 软件对接 收信 号的各种参数进行综 合判断和分析 , 我们根据 分析结果可 对桩 身混凝土 的完整性 、 内部缺 陷性 质、 位置 以及桩身混凝 土总体 均匀
性 等 做 出判 断 。
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图 1 检测管布置示意图
由于声波透 射法的原理与低应变 法不同, 所 以声波透射 法不会受到 桩长、 桩径 的限制 , 可 以较准确 的显 示基桩 内部缺 陷的位置 、 范围及严重 程度等 , 检测 结果更为准 确, 尤其是 大直径超长 桩等低应变 法难 以检测 的基桩其检测效果更佳 。
3 常见 几种检 测情 况 的分析
3 . 1 层 间结 合 不 良型
典型特征为: 分层 明显, 层问薄弱, 如 图 2所示 。 种情 况是干 灌时浇筑稍有停顿 , 振捣方式不正确。经询问, 现场 一 泵车大概装 6 8 m, 混凝土 。考虑桩径 ( 2 0 0 0 mm) 后可得每浇筑 一次, 大概 桩身上 升 1 . 9 1 — 2 . 5 5 m左右 。见波形图波幅列上 , 薄弱层大概 也是 2 m出 现一次 , 很 有规 律。 ( 1 4 . 0 m、 1 2 . 0 m、 1 0 m、 8 . 1 m、 6 . 2 m ) 经现场 询 问得之 , 现 场拌和楼距离此基桩较远 , 浇筑 时产 生较长时间间隔 。振捣时可 能也未 插入下一层或者甚至是不能插入下一层 。造成层 间结合不好 。 种情况为水灌浇筑停 顿很 长时间。此类桩主要表现为波幅很弱 , 波速偏低 ( 一般 比正常波速 低 5 0 0 ~ 6 0 0 m/ s以上) , 形 成原 因主 要是浇筑 过程不连 续, 比如说道 路问题混凝 土不能及时供应 , 天气或其他 原因导 致浇筑停 顿, 混凝土 已经开始初凝后 插入导管继续浇筑 , 造成桩 身混凝 土存在薄弱夹层前 声 测管预 埋 的注 意事 项
超声波透射法在基桩检测中PSD评定的应用研究

基 金 项 目 : 徽 建 筑 4 学 院 2 l 安 :1 Fk _ O O年度 大学 生 科 技 创 新 基 金 资 助 项 目(0 0 o 8 2111)
作者简介: 忻(97 )男, 邢 】8 , 浙江绍兴人, 安徽建筑工业学院硕士生;
宛新林( 9 6 , 安徽巢 湖人 , ] 6 一) 男, 博士 , 安徽建筑工业 学院教授. 50 《 2 工程与建设》 2 l 0 1年第 2 5卷第 4期
疑缺 陷 区 。首先 要得 出声 速和 波幅 的临 界值 , 才能确 定两 者衰 减 的异 常 区 , 后 结 合 P D进 行 分 析 。以 然 S
下为声 速 、 幅临界值 和 P D 的求解方 法 【 。 波 S J
( )声速 临 界 值 的 计算 。将 同一 检 测 剖 面各 测 1 点 的声 速值 由大 到小依 次排 序 , 即
述 P D判 据法 的应用 效 果 。 S
收 稿 日期 :O 10 l修 改 日期 :O 10 4 2 1 6o ; 2 l 61
曲线进 行综 合分 析 , 用 斜率 法 作 为 辅 助 异 常判 据 , 采 当 P D值在某 测 点 附 近 明 显 变 化 时 , 将其 作 为 a S 应
的判 断 准 确 度 。该 文 首 先 概 述 了 超声 波 的原 理 及 其 测 试 方 法 , 后 在工 程 实 例 中 用 P D 判 据 法 对 基 桩 完 整 性 进行 评 定 。通 过 工 然 S 程 实例 , 出用 P D判 据 法 判 断 桩 身 质 量 的 简便 性 、 得 S 准确 性 和专 业 性 。 关键 词 : 声 波 透 射 法 ; S 完 整 性 ; 基 检 测 超 P D; 桩
法 有 : 速判 据 、 S 声 P D判 据 、 幅 判 据 和 主频 判 据 [ 。 波 4 ] P D 判 据 突 出对 声 时 的变 化 , 缺 陷 的敏 感 度 在 各 S 对 种 判据 法 中最为 明 显 , 同时也减 小 了因声测 管不 平行 造 成 的测试 误差 对 数 据 分 析 的影 响 , 以 P D判 据 所 S 法 比其 他方 法具 有独 特优 势L 。 5 j P D判 据 的物 理 意 义 为 : 时 一 深 度 曲线 相 邻 S 声
声波透射法在基桩检测中的解述
声波透射法在基桩检测中的解述摘要:桩基检测结论直接关系到建筑物的安全和正常使用,检测方法选择是否合理直接影响结论的正确与否。
近些年来,国内频繁发生了重大的建筑工程质量事故,我省每年也出现不少因工程质量问题而产生的责任事故,因桩基质量而引发的事故及隐患也时有发生。
而声波透射法是一种检测基桩混凝土质量行之有效的方法,其检测方法简便、成果反映直观、检测精度高。
基于此,本文就从声波透射法在基桩检测中的运用展开分析。
关键词:声波透射法;基桩检测;运用1、声波透射法在基桩检测中的原理声波是弹性波的一种,若视混凝土介质为弹性体,则声波在混凝土中的传播服从弹性波传播规律,由发射探头发射的声波经水的耦合传到测管,再在桩身混凝土介质中传播后,到接收端的测管,再经水耦合,最后到达接收探头。
由于液体或气体没有剪切弹性,只能传播纵波,因此超声波测桩技术采用的是纵波分量。
探头发射的声波会在发射点和接收点之间形成复杂的声场,声波将分别沿不同的路径传播,最终到达接收点。
其走时都不尽相同。
但在所有的传播路径中总有一条路径,声波走时最短,接收探头接收到该声波时,形成信号波形的初始起跳,一般称为“初至”,当桩身完好时,可认为这条路径就是发射探头和接收探头的直线距离,是已知量;而初至对应的声时扣去声波在测管、水之间的传播时间以及仪器系统延迟时间,可得声波在两测管间混凝土介质中传播的实际声时,并由此可计算出所对应的声速。
当桩身存在断裂、离析等缺陷时,破坏了混凝土介质的连续性,使声波的传播路径复杂化,声波将透过或绕过缺陷传播,其传播路径大于直线距离,引起声时的延长,而由此算出的波速将降低。
另外,由于空气和水的声阻抗远小于混凝土的声阻抗,声波在混凝土中传播过程中,遇到蜂窝、空洞或裂缝等缺陷时,在缺陷界面发生反射和散射,声能衰减,因此接收信号的波幅明显降低,频率明显减小。
再者,透过或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差,叠加后互相干扰,致使接收信号的波形发生畸变。
基桩声波透射法参考报告
. 一、检测仪器设备、基本原理和标准1、仪器设备检测仪器设备采用武汉岩海RS-ST01D(P)数字超声仪,包括双孔换能器、孔口深度滑轮。
数据自动连续采集。
仪器设备及现场联接如图1。
图基桩超声波检测示意图2、基本原理超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波,并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特性;当砼内存在不连续或破损界面时,缺陷面形成波阻抗界面,波到达该界面时,产生波的透射和反射,使接收到的透射波能量明显降低;当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时,将产生波的散射和绕射;根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征,可以获得测区范围内砼的密实度参数。
测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征,经过处理分析就能判别测区内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。
声测管换能器在基桩施工前,根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管,作为换能器的通道。
测试的每两根声测管为一组,通过水的耦合,超声脉冲信号从一根声测管中的换能器中发射出去,在另一根声测管中的换能器接收信号,超声仪测定有关参数并采集存储。
换能器由桩底同步往上提升,检测遍及整个截面。
3、检测标准试验执行中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003。
本次测试每5cm一个测点,特此说明。
二、成桩情况根据委托单位提供的设计及施工资料,检测桩的情况见表2。
检测桩的设计施工资料表2-1三、资料分析及基桩质量评判1、桩身缺陷:以声速临界值、波幅临界值以及PSD判据进行综合判定。
2、桩身均匀性按声速离散系数Cv分为A、B、C、D四级,见表3。
声速离散系数级别表表33、根据桩身混凝土的均匀性,是否存在缺陷及缺陷的严重程度,将桩身的完整性按四类划分:Ⅰ类桩:桩身完整;Ⅱ类桩:桩身有轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥;Ⅲ类桩:桩身存在明显缺陷,对桩身结构承载力有影响;Ⅳ类桩:桩身存在严重缺陷。
5.超声波透射波法分析与案例
4.2 接桩:当桩身上部出现严重缺陷的时候,且缺陷处于可开挖的范 围以内。可开挖至缺陷处,将缺陷至顶部的桩截取,并凿出钢筋,整理 与冲洗干净后用钢筋接长,再浇混凝土至设计标高。
4.3 钻孔补强法:此法适应条件是桩身混凝土存在蜂窝、离析、松散、 强度不够及桩长不足,桩底沉渣过厚等事故,常用高压注浆法来处理。 a.桩身混凝土局部有离析、蜂窝时,可用钻机钻到质量缺陷下一倍 桩径处,进行清洗后高压注浆。 b.桩长不足时,采用钻机钻至设计持力层标高;对桩长不足部分注 浆加固。 4.4 补桩法:当桩身缺陷所处的位置不易处理,且缺陷桩周围具有场地 可进行补桩时,经设计同意更改后可在选定位置进行补桩。
特征(交通 JTG TF81-2004 ):某一声测剖面个别测点的声速、波幅
略小于临界值,但波形基本正常。
Ⅲ 类桩 特征(建筑 JGJ 106-2014 ):存在声学参数明显异常,波形明显畸变的异常声测 线,异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布,但在任一 个横向分布数量小于检测剖面数量的50%。 存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线,异常声测线在任一检测剖 面的任一区段纵向不连续分布,但在任一深度横向分布的数量大于检测剖面数量的 50%。 存在声学参数严重异常、波形严重畸变或声速低于低限值的异常声测线,异常声测 线在任一检测剖面的任一区段纵向不连续分布,且在任一深度横向分布的数量小于 50%。
基桩完整性检测技术 ---声波透射法分析与案例
武汉岩海工程技术有限公司
Rocksea
演讲人:马春波
以诚为本,用户至上
目录页
1 2
检测数据分析简述
基桩常见缺陷类型
3 4
工程案例分析
基桩缺陷处理常见方法
谈声波透射法在桩基完整性检测中的应用
础可能出现的缺陷 [3] ꎮ 公式如下:
E(1 - σ)
ꎮ
ρ(1 + σ) (1 - σ)
其中ꎬE 为弹性模量ꎻρ 为密度ꎻσ 为泊松比ꎮ
v=
2. 2 PSD 判据法的基本原理
PSD [4] 判据根据桩身某一剖面测点的实测声时 t c 和测
点高程 hꎬ得出一个以 t c 为因变量ꎬh 为自变量的函数ꎬt c =
9mpa?标准值272mpa?2超声波检测技术和psd判据法的基本原理21超声波检测技术基本原理在混凝土介质中激发一定频率的弹性波?该弹性波在介质中传播时?遇到混凝土介质缺陷会产生反射透射绕射散射衰减?从而造成穿过该介质的接收波波幅衰减波形畸变波速降低等?由接收换能器接收的波形?对波的到时波幅频率及波形特征进行分析?判断混凝土桩的完整性及缺陷的性质位置范围及缺陷的程度1?2?超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量密度和泊松比有关?所以超声波在不同介质中的传播速度也有所不同?利用这一特性?当超声波在桩身中进行传播时?如果桩身存在断桩塌孔缩颈和沉渣等缺陷时?超声波的传播速度会发生较明显的变化?我们就可以准确的判断桩基础可能出现的缺陷3?公式如下
Key words: numerical simulationꎬ roadwayꎬ anchorꎬ support form
准值 27. 2 MPaꎮ
2 超声波检测技术和 PSD 判据法的基本原理
2. 1 超声波检测技术基本原理
在混凝土介质中激发一定频率的弹性波ꎬ该弹性波在
介质中传播时ꎬ遇到混凝土介质缺陷会产生反射、透射、绕
射、散射、衰减ꎬ从而造成穿过该介质的接收波波幅衰减、波
形畸变、波速降低等ꎮ 由接收换能器接收的波形ꎬ对波的到