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声波透射法检测基桩完整性现场检测快速指南

2024.11.08

  
一、 人员分工
首先将检测人员进行分工,一般仪器操作和现场记录为一人,测量及收放换能器为一人。
二、 现场资料及信息收集
了解或查看工程及地质资料、基桩设计图纸、施工记录、监理日志等;了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况,了解并记录(记录在附录的表格中)工程信息、桩信息(桩号、桩长、桩径、桩型等,了解并记录基桩工程有关单位信息(建设、施工、监理等)。
三、 记录被桩的信息
1.对被测基桩的声测管进行编号,一般以靠近北方的声测管作为1#管,并按顺时针方向依次编号(记录在附录二的表格中),如下图:
2.用钢卷尺测量各声测管露出桩头的高度,每两个声测管之间的外壁间距(管距,精确到1%,记录在附录二的表格中)
3.用游标卡尺测量换能器的外径d'、声测管的外径D、声测管的内径d(精确到1mm); 
四、 测量或计算声时初读数
声时初读数包括:超声系统延时t0,超声波在声测管的水里传播的声时和超声波在声测管中传播的声时(声时修正值t’)。
超声系统延时t0的测量方法:
方法1. 时距曲线法:将发、收换能器平行置于清水中的同一高度,其中心间距从400mm左右开始逐次加大两换能器之间的距离,同时测量与之相应的声时(测量时仪器零声时设置为0)。为保证测试精度,两换能器间距的测量误差不应大于0.5%,测量点不应少于5个点。将所有测点的参数通过作图或线性回归的方式计算,拟合直线与T轴的交点,即为系统延时t0。如下图所示:
方法2.直接测量:将收、发换能器的发射体和接受体十字交叉放置于空气或清水中,测量的声时值即为系统延时(测量时仪器零声时设置为0)。
当声波从某一声测管传播至另一声测管时,将通过耦合的水和金属声测管,因此必须进行声时修正。其声时修正的计算公式:

式中:t‘——声时修正值(μs);
              D——声测管外径(mm);
             d'——声测管内径(mm);
             d'——换能器外径(mm);
            νt——预埋声测管的声速值(km/s);
           νw ——水的声速值(km/s)。
对钢质声测管,波速一般可取5800m/s;20°C时水的声速可取1480m/s。
则声时初读数too=t0+t’
五、 平测
1. 放置设备
①将管口导向轮放在声测管上,计数装置装到三脚架上,让有两根导向柱一侧朝被测桩的方向;
②将声测管灌满水,然后将换能器放到被测剖面的声测管底,并将换能器的信号线放到计数轮上;
③依据声测管露出桩头的高度及换能器信号线上深度标记,调整换能器使收发换能器在同一水平面上,记录实际测量的剖面深度(记录在附录的表格中);
④将换能器的信号线与仪器相连。
2. 设置参数
①打开仪器,进入参数设置界面,设置存储文件名、工程信息或桩号,选择或设置被测剖面编号;
②输入声测管间距,设置测点间距,一般为25cm(建议直接设置成10cm,以免重新进行加密测试);
③必要时设置发射电压、采样间隔等采样参数(如以前未设定)。
3. 测试
①进行采样,自动或手动调整,使第一个测点的首波出现在仪器屏幕上;
②缓慢提升换能器,仪器自动测试,同时关注测试过程中的波形变化,需要时及时调整,保证测试信号的首波出现在屏幕上(严重缺陷处、无法测得波形除外),直至测试到桩头,本测试剖面完成。
③将换能器调整到另外的声测管中,按上述方法进行测试,直至该桩的所有剖面测试完成(如果使用多通道测桩仪器,则不必重复进行)。
六、 加密测试
对于平测法测试的异常区域进行加密测试,测试方法同平测,测试时将测点间距设置为10cm。测试区域范围为3倍以上的异常区域范围。(若测点间距已设置为10cm,则无需进行加密测试)
七、 斜测
对于平测和加密测试中确认的剖面异常区域,应进行双向斜测,如右图所示,测试区域范围为3倍以上的异常区域范围。换能器的高度差一般为50cm(声测管间距小于1000mm),测试时可将每一剖面的每一斜测方向单独存储一个文件,并按一定的规则命名,如:1-2剖面的1管换能器高、2管换能器低的斜测可命名为桩号+1G2D;1-2剖面的2管换能器高、1管换能器低的斜测可命名为桩号+2G1D等等;所有存在异常区域的剖面均应进行双向加密测试
八、 数据处理
1. 数据传输:将仪器中的测试数据通过仪器接口或U盘传输到计算机中。
2. 平测数据处理:
①打开计算机分析软件及测试数据。
②设置工程信息、桩信息和计算参数;
③调整声时修正值(如果仪器内部已输入的声时初读数,则此步不必进行);
④通过深度曲线,调看异常测点波形,调整自动判读错误的测点的声参量判读;
⑤重新计算并调整深度曲线的显示比例;
⑥生成曲线图和检测报告初稿。
3. 斜测数据处理
①按平测数据处理的①~⑤进行数据处理
②找出每一斜测方向的每一异常区域的两根边界测线;
③绘制声阴影图
九、 报告编写
根据上述数据处理生成的报告初稿进行编写,编写的报告应涵盖以下内容
1. 工程及测试信息;
2. 工程桩位平面图;
    3.超声波法检测结果汇总表;
    4.声波透射法单桩检测报告;
    5.每根被检桩各剖面的声速深度、波幅深度曲线及各自的临界值,声速、波幅的平均值;斜测法的声阴影图。
    6.桩身缺陷位置及程度的分析说明。 
十、 本文所涉及内容,其技术及方法可应用于北京智博联科技股份有限公司生产ZLB-U5系列非金属超声仪。可用于声波透射法基桩完整性检测、结构混凝土抗压强度、裂缝深度及缺陷检测、连续墙完整性检测、地质勘查、岩体完整性、风化评价测试、岩体、混凝土等非金属材料力学性能检测。