1、JYZJ/ZZ-地基 -001基桩检测作业指导书声波透射法20161018 发布 20161101 实施共 18 页 第 1 页*有限公司作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订审核页 文件编号：文件编号： 版本号：第 B 版编 制： 审 核： 批 准： 受控状态： 受控 不受控现行有效： 是 否发放序号： 发布单位： 发布日期：2016年10月18日 实施日期：2016年11月1日共 18 页 第 2 页 作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订声波透射法 文件编号：JYZJ/ZZ-地基-0011 检测依据中华人民共和国行业标准建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2014）。2 适用范围
2、本方法适用已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测。3 检测目的判定桩身缺陷的位置、范围和程度，对桩身完整性进行判定。4 检测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
3、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
4、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。综上所述，当桩身某一段存在共 18 页 第 3 页 作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订声波透射法 文件编号：JYZJ/ZZ-地基-001缺陷时，接收到的声波信号会出现波速降低、振幅减少、波形畸变、接收信号 主频发生变化等特征。 超声波透射法桩基检测就是根据混凝土声学参数测量值的相对变化， 分析、 判别其缺陷的位置和范围，评定桩基混凝土质量类别。5 试验仪器设备5.1 声波发射与接收换能器符合下列规定：（1）圆柱状径向换能器沿径向振动应无指向性；（2）外径应小于声测
5、管内径，有效工作段长度不得大于150mm；（3）揩振频率应为30kHz60kHz ；（4）水密性应满足1MPa水压不渗水。5.2 声波检测仪应具有下列功能（1）实时显示和记录接收信号时程曲线以及频率测量或频谱分析； （2）最小采样时间间隔应小于等于 0.5 s，系统频带宽度应为 10kHz 200kHz，声波幅值测量相对误差应小于 5% ，系统最大动态范围不得小于 100dB ；（3）声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为 200 V 1000V；（4）首波实时显示（5）自动记录声波发射与接收换能器位置。5.3 本公司用于检测的仪器为 ZBL-U520 型非金属超声检测分析仪，使用时必须在检
6、定/校准有效周期内；5.4 仪器设备的管理执行设备、标准物质管理 （JYZJ/CX-009） 、设施和环境条件控制（JYZJ/CX-005）。 6 人员资格及素质要求工程项目负责人及检测人员要经过培训并持证上岗，检测工作至少应有 2 人参加。其它操作人员应经过相应的技能培训，并具有熟练的操作经验。共 18 页 第 4 页 作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订声波透射法 文件编号：JYZJ/ZZ-地基-0017 现场检测7.1 环境要求 7.1 .1 检测环境应符合有关人身健康和环保要求。7.1.2 检测现场在检测需要时，应配置 220V 照明电源，以免影响检测工作。7.1.3 检测时附近
7、无干扰振源。7.2 调查、收集资料按建筑基桩检测技术规范 （ JGJ 106-2014 ）3.2.2条要求及基桩检测业务联系单表式收集项目资料，并制定检测方案。7.3 受检桩要求7.3.1 受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不小于15MPa ；7.3.2 桩径不小于0.6m。7.4 声测管埋设7.4.1声测管埋设符合下列规定：（1）声测管内径大于换能器外径；（2）声测管应有足够的径向刚度，声测管材料的温度系数应与混凝土接近；（3）声测管下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光顺过渡，管口高出混凝土顶面100mm以上；（4）声测管之间要保持平行，浇灌混凝土前将声测管有效固定。7
8、.4.2 声测管沿钢筋笼内侧呈对称形状布置，并沿箭头所指方向开始顺时针依次编号。 （如图一）2根管 3根管 4根管图一 声测管布置示意图注：检测剖面编组（检测剖面序号j）分别为：2根管时，AB剖面（j=1） ；3根管时，AB 剖面（j=1 ）,BC剖面（j=2）,CA剖面（j=3）;4根管进，AB剖面（j=1） ；BC剖面（ j=2）,CD 剖面（j=3 ）;DA剖面（j=4） ，AC 剖面（j=5）, BD剖面（j=6） 。共 18 页 第 5 页 作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订声波透射法 文件编号：JYZJ/ZZ-地基-0017.4.3 声测管埋设数量要求：（1）600 mm桩
9、径800mm，不少于2根；（2）800 mm桩径1600mm，不少于3根；（3）1600 mm桩径，不少于4根。 （ 4）2500 mm桩径，增加声测管数量。7.5 现场检测前准备工作：（1）同工地监理、桩基施工单位现场确定检测桩的位置、桩号、桩顶标高，并现场标示。（2）采用率定法确定仪器系统延迟时间 。（3）计算声测管及耦合水层声时修正值 。（4）在桩顶测量各声测管外壁间净距离。（5）将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况；换能器应能在声测管全程范围内正常升降。7.6 现场检测步骤 7.6.1 将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。 7.6.2 发射与接收声波换能
10、器以相同标高或保持固定高差从桩底同步提升，测点间距不大于 100mm；提升过程中，校核换能器的深度和校正换能器高差，并确保测试波形的稳定性，提升速度不大于 0.5m/s；7.6.3 实时显示和记录每条声测线的信号时程曲线，读取首波声时、幅值；同时显示频谱曲线及主频值；保存检测数据及波列图信息；7.6.3 将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。 7.6.4 先进行平测，声波发射与接收换能器始终保持相同深度。（如图二所示）7.6.5 在桩身质量可疑的声测线附近，采用增加声测线或采用交叉斜测、扇形扫测进行复测和加密测试，确定缺陷的位置和空间分布范围。斜测时，两个换能
11、器始终保持固定高差，且两个换能器中点连线的水平夹角不大于 30；扇形扫测时，共 18 页 第 6 页 作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订声波透射法 文件编号：JYZJ/ZZ-地基-001两个换能器中点连线的水平夹角不大于 40。7.6.6，检测时，应注意观察声测管内的水位情况，及时向管内加注清水。平测 斜测 扇形扫测图二 测点示意图8 原始记录 现场检测人员认真填写“基桩声波透射法检测现场记录”及设备使用记录。 现场检测工作结束后，及时将检测数据拷贝到计算机中备档。检查原始记录无误后在原始记录上签字，交审核人员审核。校核人员对原始记录全面校核的基础上重点对有否漏、差错和不规范之处进行检
12、查（如有，应退还检测人改正） ，确认无误后在原始记录上签字，以示负责。9 数据分析与判定9.1 进入检测软件，导入检测数据，对声速数据进行分析，因声测管倾斜导致声速数据有规律地偏高或偏低变化时，先对管距进行修正；当检测数据明显偏离正常值而又无法进行合理修正时，检测数据不得作为评价桩身完整性的依据。9.2 平测时，各声测线的声时、声速、波幅及主频，应根据现场检测数据，分别按下列公式计算（由检测软件自动完成），并绘制声速 - 深度（ v-z ）曲线和波幅 - 深度（ Ap-z ）曲线，需要时可绘制辅助的主频 - 深度（ f-z ）曲线和能量 深度曲线。 （9.2-1）（9.2-2） 共 18 页
13、第 7 页 作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订声波透射法 文件编号：JYZJ/ZZ-地基-001（9.2-3）（9.2-4）9.3 采用平测或斜测，第 j 检测剖面的声速异常判断概率统计值应按下列方法确定（检测软件自动完成）：（1）将第 j 检测剖面各声测线的声速值 由大至少依次排序： （9.3-1）式中： 第 j 检测剖面第 i 声测线声速，i=1，2，n；n第 j 检测剖面的声速线总数；共 18 页 第 8 页 作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订声波透射法 文件编号：JYZJ/ZZ-地基-001k拟去掉的低声速值的数据个数， =0，1，2，；kk/拟去掉的高声速值的数据个数
14、， =0，1，2，。（2）对逐一去掉 中 k 个最小数值和 k/个最大数值后的其余数据，按下列公式进行统计计算（检测软件完成）：（9.3-2）（9.3-3）（9.3-4）（9.3-5 ）kni mix jvjknjs12 )()(（9.3-6）)()(jvsjCmxv式中： 第 剖面的声速异常小值判断值；)(01jvj第 剖面的声速异常大值判断值；2（ ）个数的平均值；jmkn（ ）个数的标准差；)(sx（ ）个数的变异系数；jCv由表 9.3 查得的与（ ）相对应的系数。kn（3）采用“双边剔除法”，按 =0、 =0、 =1、 =1、 =2、 =2的顺序， kk将参加统计的数列最小数据 与异常小值判断值 进行比较，当 )(jvkn )(01jv)(jvn时剔除最小数据；将最大 与异常大值判断值 进行比较，当 )(01jv1 21k时，剔除最大数据；每次剔除一个数据，对剩余数据构成的数列，重复式（9.3-2）2（9.3-5）计算步骤，直到下列两式成立（由检测软件完成）： （9.3-7）)(jvkn)(01j （9.3-8）12（4）第 检测剖面的声速异常判断概率统计值，按下式计算（由检测软件完成）j：共 18 页 第 9 页 作业指导书 第 B 版 第 0 次 修 订
