10 声波透射法.doc

10 声波透射法 10.1 适 用 范 围 10.1.1 本方法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。 10.2 仪 器 设 备 10.2.1 声波发射与接收换能器应符合下列要求： 圆柱状径向振动，沿径向无指向性； 外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于150mm； 谐振频率为30～50kHz； 水密性满足1MPa水压不渗水。 10.2.2 声波检测仪应符合下列要求： 具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。 声时测量精度优于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。 声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。 10.3 现 场 检 测 10.3.1 声测管埋设应按本规范附录H的规定执行。 10.3.2 现场检测前准备工作应符合下列规定： 采用标定法确定仪器系统延迟时间。 计算声测管及耦合水层声时修正值。 在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。 将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况；换能器应能在全程范围内正常升降。 10.3.3 现场检测步骤应符合下列规定： 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。 发射与接收声波换能器应以相同标高（图10.3.3a）或保持固定高差（图10.3.3b）同步升降，测点间距不应大于250mm。 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。 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。 在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测（图10.3.3b）、扇形扫测（图10.3.3c）进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。 在同一检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。 图10.3.3 平测、斜测和扇形扫测示意图 10.4 检测数据分析与判定 10.4.1 各测点的声时tc、声速v、波幅Ap及主频f应根据现场检测数据，按下列各式计算，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： (10.4.1-1) (10.4.1-2) (10.4.1-3) (10.4.1-4)式中 tci——第i测点声时(μs)； ti——第i测点声时测量值(μs)； t0 ——仪器系统延迟时间(μs)； t′——几何因素声时修正值(μs)； l′——每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离（mm）； vi——第i测点声速（km/s）； Api——第i测点波幅值（dB）； ai ——第i测点信号首波峰值（V）； a0——零分贝信号幅值（V）； fi —— 第i测点信号主频值(kHz)，也可由信号频谱的主频求得； Ti——第i测点信号周期(μs)。 10.4.2 声速临界值应按下列步骤计算： 1 将同一检测剖面各测点的声速值vi由大到小依次排序，即 v1≥v2≥…vn-k≥…vn-1≥vn (10.4.2-1) 式中 v ——按序排列后的第i个声速测量值； n ——检测剖面测点数； k ——从零开始逐一去掉式(10.4.2-1)vi序列尾部最小数值的数据个数。 2 对从零开始逐一去掉式(10.4.2-1)vi序列中最小数值后余下的数据进行统计计算。当去掉最小数值的数据个数为k时，对包括vn-k在内的余下的数据v1～vn-k按下列公式进行统计计算： v0 = vm－λ．sx (10.4.2-2) (10.4.2-3) (10.4.2-4) 式中 v0—— 异常判断值； vm—— (n-k)个数据的平均值； sx—— (n-k)个数据的标准差； λ ——由表10.4.2查得的与（n-k）相对应的系数。 统计数据个数(n-k)与对应的λ值