埋管超声波测试

一、基本原理

在被测桩内预埋两根或两根以上竖向相互平行的声测管作为检测通道，管中注满清水作为耦合剂，将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于声测管中，由超声仪激励发射换能器产生超声脉冲，穿过桩体混凝土，并经接收换能器，由仪器接收并显示接收的超声波的波形，判读出超声波穿过混凝土后的首波声时、波幅以及接收波主频等声参数，通过桩身缺陷引起声参数或波形的变化，来检测桩身是否存在缺陷。

二、检测仪器

采用的声波透射法检测仪器为北京智博联科技有限公司研制的非金属超声检测仪（型号ZBL-U520智能型超声波测试仪器。埋管式声波透射法检测系统由超声仪、径向换能器、位移测量系统（深度记录轮、三角架、井口滑轮）、信号线等组成。其中超声仪和径向换能器组成超声脉冲测量部分，在测试过程中超声仪通过激发发射换能器发出超声波，同时通过接收换能器接收穿过桩身混凝土的接收波波形，实时地高速显示接收波形并判读声参量。换能器在桩身内部移动的过程中，位移测量系统实时的将换能器在桩身中的位置传输给超声仪，当超声仪判断换能器的位置到达预定的测点位置时，自动存储该测点的声参量及波形，实现换能器在桩身（声测管）内部运动过程中，自动存储各测点的声参量及波形的目的。

埋管式声波透射法测试系统

三、埋设超声检测管

1、声测管为三根管时，按待边三角形布置；声测管为四根管时，按正方形布置，按等边三角形布置，声测管之间应保持平行（如图所示）。

2、声测管采用外径为54mm、壁厚5mm钢管，各段声测管宜采用外加套管连接并保持通直，管的下端应封闭，上端应加塞子。
3、声测管的埋设深度应与灌注桩的底部齐平，管的上端应高于桩顶面表面300mm~500mm，同一根桩的声测管外露高度宜相同。
4、声测管应牢固固定在钢筋笼内侧，每2m间距设一个固定点，直接焊在架立筋上，对于无钢筋笼的部位，声测管可用钢筋支架固定。

四、检测前的准备

1、了解有关技术资料及施工情况；
2、预先埋设好声测管，向管内注满清水（此项工作不含测试费用，由业主提供材料施工单位施工完成）；
3、采用一段直径略大于换能器的圆钢作疏通吊锤，逐根检查声测管的畅通情况及实际深度；
4、用钢卷尺测量同根桩顶各声测管之间的净距离。

五、检测方法

1、根据桩径大小选择合适频率的换能器和仪器参数，一经选定，在同批桩的检测过程中不得随意改变；
2、将T、R换能器分别置于两个声测孔的顶部或底部，以同一高度或相差一定高度等距离同步移动，逐点测读声学参数并纪录换能器所处深度，检测过程中经常校核换能器所处高度；
3、测点间距宜为200~250mm。在普测的基础上，对数据可疑的部位进行复测或加密检测。采用如图14所示的对测、斜测、交叉斜测及扇形扫测等方法，确定缺陷的位置和范围；
4、同一桩中埋有三根或三根以上声测管时，应以每两管为一个测试剖面，分别对所有剖面进行检测。

六、数据处理与判断

1、声速均匀性级别评定：根据声速统计值中的离散性来确定。
声速标准差、离散系数按下列公式求得：

式中： Vpi—— 第i点声速；
Vp——声速平均值；
σv——声速标准差。

（a）混凝土声速均匀性类别评定：
I类 0≤εv≤0.05
II类 0.05≤εv≤0.10
III类 0.10≤εv≤0.15
IV类 0.15≤εv≤1.00
（b）桩身完整性应按下列规定判断：
式中VD为声速临界值（km/s）

a、声速小于临界值（即VPi＜VD）的测点为缺陷可疑点（区）。
b、在声速~深度曲线上声速明显减少及突变处为缺陷可疑点的上、下边界位置。
c、根据上述判据，对低于临界值的缺陷可疑点进行桩身完整性综合判断。按下表评价被测桩完整性的类别。

桩身完整性判定表