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桩基完整性检测技术 ——超声脉冲法 课程内容 1、超声脉冲法检测原理； 2、超声脉冲法的优点； 3、超声脉冲法的检测设备及其检测方式； 4、超声脉冲法现场检测方法及技术； 5、检测结果分析及实例； 6、检测中需要注意的若干问题； 7、超声检测技术需要探讨有待改进的地方 一、超声波法的原理 通过仪器发出一系列的电脉冲由仪器中的脉冲信号发生器发出一系列周期性电脉冲，并加在发射换能器的极板上而产生超声脉冲，超声脉冲这被测桩体，并被接收换能器所接收（图1），声波信号重新转变成电信号，仪器显示出超声脉冲穿过被测介质时的各种物理量如声波传播时间t、能量的损失A、频率f的变化和波形畸变等。由于声波穿过不同的介质时，这些物理量均不同，因此可根据这上结物理量与介质性质之间的关系判断桩身中混凝土质量的变异及内部缺陷的性质、大小和位置。 二、超声透射检测的优点 1、检测细致，结果准确可靠； 2、不受桩长桩径限制； 3、无盲区声测管埋到什么部位就可检测什么部位，包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度； 4、毋须桩顶露出地面即可检测，方便施工； 5、可估算混凝土强度。 正因为如此，虽然该方法需预埋声测管，费用较高，但仍然得到广泛采用，特别是桥梁、高层建筑的大型、特大型灌注桩的检测。 三、检测的主要设备及其检测方式 一、检测设备 （1）普通的检测装置 就是用一般的超声检测仪和发射 及接受的探头所组成，探头在声 测管内的移动是靠人工操作，数 据读出后再输入计算机处理，这 套装置与一般的超声检测装置通 用。但检测速度慢，效率较低。 （2）全自动智能化测桩专用的检测装置: 由超声发射及接受装置探头及自动升降装置，测量控制装置，数据处理计算机系统四大部分组成。 （二）检测的方式 1、双孔检测： a平测法、b斜测法、c扇面测法；一般采用平测和斜测两种方法。 2、单孔检测； 3、孔外检测； 以上三中方式中双孔检测是超声脉冲检测的基本形式，其他两种方式在检测和结果分析上都比较困难只能作为特殊情况下的补救措施。 四、现场检测 1、声测管的安装埋设（钢管、PVC管）35－50mm。 通常是将声测管固定在钢筋笼架立筋的内侧，随钢筋笼一段段沉人桩孔中，然后浇注混凝土。 对声测管总的要求是：联结牢靠不脱开，密封良好不漏水，联结平整不打折，管与管间相平行，管内无异物保证通畅。 对声测管的材料要求是：有足够的机械强度，保证在灌注桩混凝土浇注过程中不会变形，与混凝土粘结良好，不致在声测管和混凝土间产生剥离缝，影响测试 。 声测管的数量和布置 D（桩径）≤1m，2根； 1000m＜D ≤ 2000mm，不少于3根； D＞2000mm，不少于4根。 五、 测试数据分析及缺陷判定 1、依据的标准及判断的基本物理量 检测按照中华人民共和国行业标准《公路工程基桩动测技术规范》JTG/TF81-01-2004）中有关超声波法规定进行。 基本的物理量： 声时值、波幅、接收信号的频率变化、接收波形的畸变 5.1桩身混凝土缺陷声速判据 声速是判定砼缺陷的主要参数之一，运用概率统计理论原理确定声速临界值，声速平均值、标准差。声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差，即： 当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。 式中：νi——第i个测点声速值（km/s） νD——声速临界值(km/s) 当检测剖面n个测点的声速普遍低且离散性很小时，宜采用声速低限值判据。声速低限值由同条件混凝土试件做强度和速度对比试验，结合地区经验确定。声速低限值相对应的混凝土强度不宜低于0.9R（R为混凝土设计强度），若试件为钻孔芯样，则不宜低于0.85R。 当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。 式中：νi——第i个测点声速值（km/s）; νL——声速低限值(km/s); 5.2桩身混凝土缺陷波幅判据 实际中多是根据实测经验将波幅值的一半定为临界值。 用波幅平均值减6dB作为波幅临界值，当实测波幅低于波幅临界值时，应将其作为可疑缺陷区。 式中： AＤ——波幅临界值（dB）； Am——波幅平均值（dB）； Ai——第i个测点相对波幅