声波透射法检测及预埋管要求

关于进一步规范桩基检测的通知发布时间： 2017-01-05 文号：闽建建 [2017]1 号各设区市建设局（建委）、园林局、公用局，平潭综合实验区交建局：为进一步规范桩基检测，针对规范标准对桩基检测未予以明确的事项做出如下规定，请各地认真遵照执行。

一、桩基检测样本的选定基桩检测的受检桩原则上应在施工结束后随机抽取选定：（一）当采用声波透射法检测桩身质量必须预埋声测管的，预埋声测管的基桩数量不得少于检测数量的 3 倍。

（二）当采用自平衡法检测承载力必须预先选定受检桩，或采用静载法检测承载力但受设备或现场条件限制（如建筑物有地下室且在地下室开挖后无法进行检测等情况）导致必须预先选定受检桩的，预先选定的受检桩数量不得少于检测数量的 3 倍，且应在桩基施工结束后随机选择不少于 3 根（且每种同一条件的基桩不得少于 1 根）预先选定桩以外的基桩，采用高应变法检测其承载力；或随机选择不少于 5 根（且每种同一条件的基桩不得少于1 根）预先选定桩以外的基桩，采用钻芯法测定其沉渣厚度并检验桩端持力层。

二、桩基检测方法及其数量（一）承载力静载检测。

符合JGJ106-2014 第 3.3.4 条的桩基工程应采用静载法，当受设备或现场条件限制拟改用非静载法的，应由建设单位组织不少于 5 个具有高级工程师及以上职称、持有静载检测岗位证书的桩基检测专家论证其确实无法采用静载法，方可采用其它- 1 -专业资料整理检测方法，并书面告知工程质量监督机构论证结果。

（二）桩身完整性检测。

对采用PHC管桩的桩基工程和采用灌注桩基础的市政桥梁工程，应全数进行桩身质量检测。

当设计要求采用声波透射法进行桩身完整性检测但由于堵管等原因造成无法采用声波透射法的，应采用钻芯法而不能采用低应变法代替声波透射法。

桩基工程存在下列情形之一的，其桩身完整性检测不得仅采用低应变法，且采用低应变法之外的检测方法进行检测的桩数量不得少于桩身完整性检测总数的1/3 （当只能采用高应变法时，检测数量不得少于桩身完整性检测总数的1/6 且不少于 5 根）。

声波透射法与钻芯法在桩基检测中的应用关键词：声波透射法；钻芯法；预埋管钻芯法一、声波透射法1.1检测原理采用声波透射法对桩基完整性进行检测的原理为：采用发射源在桩基中发出弹性脉冲波，同时用接收装置对这一脉冲波在桩基混凝土中传播的波动特征进行记录；如果桩基混凝土不连续或存在破损的界面，则在缺陷面上将产生一个波阻抗界面，在声波到达这个界面后，将发生反射与透射，导致实际接收到的能量显著减小；如果桩基混凝土中有严重缺陷，如孔洞、松散和蜂窝，则声波会发生散射与绕射；以声波在传播时能量发生的衰减与初至时间为依据，结合频率产生的变化与波形发生的畸变，确定测区中桩基混凝土密实度等技术参数。

对不同检测面与高度对应的波特征进行测试记录，通过处理分析可以确定测区中桩基混凝土参考强度与内存缺陷。

桩基施工开始前，以桩径大小为依据埋设声测管，将其作为换能器主要通道。

在实际测试过程中，将两根声测管作为一组，在水的耦合作用下，信号从其中一根声测管当中发出，在另外一根接收，并采用超声仪对相关技术参数进行测量和采集记录。

测试过程中换能器从桩基的底部开始不断向上进行提升检测，直到遍布整个桩基的测试面。

1.2优缺点声波透射法的优点包括：具有较高的准确性，可对桩基混凝土是否完整进行整体检测，同时还能在很大程度上对桩基混凝土的实际强度进行反映。

与钻芯法相比，不仅检测速度较快而且费用相对较低。

以某桥梁工程的1~8#桩基为例进行分析，其设计直径为1600mm，采用声波透射法对其进行检测。

从检测的信号可以看出，该桩基的1.1～2.9m处有缺陷，后采用钻芯法进行验证，发现该桩基的1.75～2.83m处存在夹泥的现象。

声波透射法的缺点包括：声测管容易发生堵塞，难以对桩基底部的沉渣与桩端持力层实际情况进行检测，而且桩基底部的实际情况较复杂，存在一些可能对检测结果造成影响的因素，需借助钻芯法等其他方法来验证该方法检测后得出的结果。

根据相关检测经验，可能对桩底实际检测结果造成影响的因素包括：声测管的底部存在积水导致表面产生锈蚀，使声测管和混凝土的胶结变差；在声测管的底部，容易被泥浆所覆盖，也会使声测管和混凝土之间的胶结变差；对声测管进行的清洗不到位或不彻底，在声测管底部存在很多的沉积物。

桩基声测管规格
（原创版）
目录
一、桩基声测管的概述
二、桩基声测管的规格及标准
三、桩基声测管的其他用途
四、桩基声测管在工程中的应用
五、桩基声测管的注意事项
正文
一、桩基声测管的概述
桩基声测管是一种用于桥梁、隧道、涵洞等桩基工程中，进行声波透射法检测的装置。

它可以将声波传送到桩基的深处，通过对反射回来的声波进行分析，了解桩基的质量和完整性。

二、桩基声测管的规格及标准
根据JT/T705-2007标准，桩基声测管应满足以下规格要求：
1.外径：φ50mm-φ250mm
2.壁厚：3mm-12mm
3.长度：根据工程需要，一般为 3m、6m、9m、12m 等
4.材质：无缝钢管、螺旋钢管
三、桩基声测管的其他用途
除了用于检测通道外，桩基声测管还可以取代一部分钢筋，作为桩基的补强材料。

此外，它还可以用于测量桩基内部的温度、压力等参数。

四、桩基声测管在工程中的应用
在桩基工程中，声测管的安装和使用至关重要。

承包商需要在工程开始之前与业主协商好声测管的规格、数量、安装位置等细节。

在施工过程中，声测管应严格按照规定进行安装，以确保检测结果的准确性。

五、桩基声测管的注意事项
1.声测管的质量应符合相关标准要求，如 JT/T705-2007。

2.安装声测管时，应确保其垂直、牢固，并与桩基紧密连接。

3.在进行声波透射法检测时，应选择合适的声源和接收器，并确保声波传播路径的准确性。

声波透射法在大直径混凝土灌注桩检测中应注意的问题摘要：本文介绍了声波透射法检测桩基的基本原理，对声波透射法检测技术在工程实践中的应用及检测数据的处理与判定进行了介绍和分析，并结合工程实例对大直径灌注桩检测可能出现的问题提出了解决的方法。

关键词：声波透射法，混凝土灌注桩，工程实例，桩身质量1. 引言声波透射法检测，是根据超声波在混凝土等结构体的传播特征，对接收的超声波信号进行分析从而判断结构体缺陷的一种无损检测方法，广泛地应用在包括高层、超高层及大型桥梁等工程建设中。

在各种类型的桩基形式中，以混凝土灌注桩的使用最为突出，尤其是大直径桩基几乎全部采用混凝土灌注桩。

然而对于些大直径混凝土灌注桩随着测距跨度的增大，声波能量衰减大，指向性差的弱点日渐体现，目前对混凝土灌注桩的检测主要从两个方面进行，一是桩的承载力、二是桩身完整性。

一般在设计无误的前提下，如果桩身完整性达到要求，桩的承载力一般都能达到要求，而承载力合格的桩，其完整性不一定能满足要求。

因此，对于混凝土灌注桩来说，完整性检测显得尤为重要。

目前常用低应变反射波法来检测桩基的完整性，但是反射波法激振能量小，对深部缺陷的反映不明显，而对浅部存在检测盲区。

当桩径较大或桩较长时，一般采用预埋管超声波透射法来检测桩身混凝土的质量。

如何准确地运用声波透射法检测桩基质量成为桩基行业内所关心的重要问题。

本文通过工程实例对超声波检测在大直径桩检测应用应注意的问题作出一些探讨2.声波透射法的基本原理[2]声波透射法是超声仪发出超声波信号穿透混凝土桩，在桩的另一侧，通过接收换能器头将此超声波信号接收，声波信号在混凝土传播中发生绕射、折射、多次的反射及不同的吸收衰减，使穿透的声波信号在传播时间、声波的振幅、频响特征以及脉冲波的波形、波列的发生变化，根据这些变化即可对桩身混凝土是否完整、致密、缺陷是否存在及分布情况作出判断。

其中声速、波幅为检测分析的重要指标量。

图1 声波透射法检测示意图3. 声参量判断桩身混凝土质量的机理(1)由声速或声时判断桩身混凝土质量由超声波所穿透的混凝土厚度、超声波脉冲发出和到达的时间，即可算出在混凝土中传播的声速，然后，根据声速可直接判断桩身混凝土的质量。

地基专业作业指导书基桩声波透射法检测实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：基桩声波透射法检测实施细则1. 目的为了使检测员更好地熟悉和掌握基桩声波透射法检测方法，保证检测数据的科学、公正和准确性，特制定本规程。

2. 适用范围本规程适用于大体积混凝土基础、直径大于600mm的混凝土桩内部缺陷、不同时间浇筑的混凝土结合面质量以及混凝土匀质性检测。

3. 引用文件对于湖北省境内的检测项目，以《建筑地基基础检测技术规范（DB42/269-2003）》为最基本的技术依据，当该规范不明确时，参照下述规范执行：《建筑基桩检测技术规范（JGJ 106-2014）》对于湖北省境外的检测项目，依据行标执行。

对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。

4. 职责检测工程师负责现场检测；内业分析人或现场检测工程师负责计算分析，一般也负责编写检测报告。

5. 工作程序5.1 声测管的埋设根据工程检测需要，在桩身或基础中可采用预埋声波检测管(简称声测管)，进行声波透射法测试。

基桩的声测管埋设应符合以下要求：5.1.1根据桩径大小预埋声测管，测管数量应符合下列要求：d≤800mm，埋二根管；800mm <d≤2000mm，不应少于三根；d>2000mm，不应少于四根。

其中d为设计桩径。

5.1.2 声测管应沿桩截面外侧（纵筋保护层内）呈对称形状布置，声测管之间应保持平行。

5.1.3 声测管的编号方法约定为：对于房建项目，从正北方位开始，按顺时针方向依次编号为A、B、C、D…...。

对于路桥项目，从道路的前进方向开始，按顺时针方向依次编号为A、B、C、D…...。

5.1.4 声测管管身不得有破损，管内不得有异物，管的内径宜比换能器外径大15mm，加长声测管宜用外加套连接，并保持通直，管的下端应封闭，不应漏水，上端应加塞子。

5.1.5声测管随钢筋笼下沉后应在管内注满清水，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表面300mm-500 mm，同一根桩的声测管外露高度宜相同。

基桩的声波透射法检测1．基本原理及方法混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。

对于正常的混凝土，声波在其中传播的速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土有缺陷时，如断裂、裂缝、夹泥和密实度差等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低，波幅减小，波形畸变，利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。

声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身中预埋2～4根声测管。

将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中，进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土中传播，用超声仪测出超声波的传播时间t、波幅A及频率f等物理量，就可判断桩身结构完整性。

2．适用范围声波透射法适用于检测桩径大于0.6m混凝土灌注桩的完整性，因为桩径较小时，声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差。

其桩长不受限制。

3．仪器设备（1）试验装置声波透射法试验装置包括超声检测仪、超声波发射及接收换能器（亦称探头）、预埋测管等，也有加上换能器标高控制绞车和数据处理计算机。

其装置见图37－21。

（2）超声检测仪的技术性能应符合下列规定：接收放大系统的频带宽度宜为5～50kHz，增益应大于100dB，并带有0～60（或80）dB的衰减器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1％。

发射系统应输出250～1000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩发射系统应输出250～1000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。

显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围宜大于300μs，计时精度应大于1μs，仪器必须稳定可行，2h中声时漂移不得大于±0.2μs。

（3）换能器应采用柱状径向振动的换能器，将超声仪发出的电脉冲信号转换成机械振动信号，其共振频率宜为25～50kHz，外形为圆柱形，外径Φ30mm，长度200mm。

换能器宜装有前置放大器，前置放大器的频带宽度宜为5～50kHz。

桩基完整性（声波透射试验）2.1一般规定（1）对于桩径小于0.6m的桩，不宜采用本方法，因为桩径较小时声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差。

其桩长不受限制。

（2）当出现下列情况之一时，不得采用本方法a 声测管未沿桩身通长配置b声测管堵塞导致检测数据不全c声测管数量不符合要求(3)受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不低于15MPa，2.2检测基本原理及方法混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。

对于正常的混凝土，声波在其中传播的速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土有缺陷时，如断裂、裂缝、夹泥和密实度差等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低，波幅减小，波形畸变，利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。

声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身中预埋2～4根声测管。

将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中，进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土中传播，用超声仪测出超声波的传播时间t、波幅A及频率f等物理量，就可判断桩身结构完整性。

2.3仪器设备（1）试验装置声波透射法试验装置包括超声检测仪、超声波发射及接收换能器（亦称探头）、预埋测管等，也有加上换能器标高控制绞车和数据处理计算机。

其装置见图37－21。

（2）超声检测仪的技术性能应符合下列规定：接收放大系统的频带宽度宜为5～50kHz，增益应大于100dB，并带有0～60（或80）dB的衰减器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1％。

发射系统应输出250～1000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩发射系统应输出250～1000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。

显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围宜大于300μs，计时精度应大于1μs，仪器必须稳定可行，2h中声时漂移不得大于±0.2μs。

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声波透射法检测方法的基本原理是用人工的方法在混凝土介质中激发一定频率的弹性波，该弹性波在介质中传播时，遇到混凝土介质缺陷会产生反射、透射、绕射、散射、衰减，从而造成穿过该介质的接收波波幅衰减、波形畸变、波速降低等。

根据超声波换能器通道在桩体中的不同布置方式，超声波透射法基桩检测有以下三种方法：
- 桩内单孔透射法：在某些特殊情况下只有一个孔道可供检测使用，例如在钻孔取芯后，需进一步了解芯样周围混凝土质量，作为钻芯检测的补充手段，这时可采用单孔检测法。

此时，换能器放置于一个孔中，换能器间用隔声材料隔离（或采用专用的一发双收换能器）。

超声波从发射换能器出发经耦合水进入孔壁混凝土表层，并沿混凝土表层滑行一段距离后，再经耦合水分别到达两个接收换能器上，从而测出超声波沿孔壁混凝土传播时的各项声学参数。

需要注意的是，当孔道中有钢质套管时，由于钢管影响超声波在孔壁混凝土中的绕行，故不能用此法。

- 桩外单孔透射法：当桩的上部结构已施工或桩内没有换能器通道时，可在桩外紧贴桩边的土层中钻一孔作为检测通道，检测时在桩顶面放置一发射功率较大的平面换能器，接收换能器从桩外孔中自上而下慢慢放下，超声波沿桩身混凝土向下传播，并穿过桩与孔之间的土层，通过孔中耦合水进入接收换能器，逐点测出透射超声波的声学参数，根据信号的变化情况大致判定桩身质量。

由于超声波在土中衰减很快，这种方法的可测桩长十分有限，且只能判断夹层、断桩、缩颈等。

- 桩内跨孔透射法：在桩内预埋两根或两根以上的声测。

声波透射法检测细则一、适用范围：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。

二、检测依据：《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）三、检测设备：武汉中科智创岩土技术有限公司RSM-SY7基桩多跨孔自动循测仪；声波发射与接收换能器；孔口滑轮、三脚架及位移编码器等外围设备；四、检测步骤：1、检测前准备⑴对仪器进行检定，确定仪器内电力充足可以正常使用。

⑵声测管埋设应按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）中附录H 的规定执行。

⑶在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。

⑷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升降顺畅。

⑸由现场技术人员提供相应资料，并填写原始记录。

2、现场检测⑴仪器设备使用环境：-5～40℃。

⑵连接好仪器、设备，打开RSM-SY7基桩多跨孔自动循测仪，待仪器进入到系统桌面模式后，双击应用程序，直接进入操作界面。

⑶主操作窗体下方一排上凸的命令按钮，用来响应用户的命令。

操作窗体上以鼠标敲击或触摸笔点击“设置”命令按钮，打开参数设置窗体，首先输入检测基本信息：分别将‘工程名称’，‘检测单位’，‘检测人员’，‘桩号’，‘管数’，‘移距’，‘始测深度’，‘桩长’，‘桩径’，‘保存方式’，‘判读算法’，‘规范’，‘偏移角’，‘平测、斜测、扇形测’，‘是否数字滤波’等信息填写完整。

⑷单击“系统校零与修正”命令按钮，打开参数设置窗体，‘通道系统校零时间’栏里采用默认数值；‘声测管和耦合水的修正’栏里将‘声测管外径’，‘声测管内径’，‘声测管材料速度’（钢管默认为5.120km/s），‘探头外径’（默认为25mm），‘水的声速’（默认为1.500km/s）等填写完整，系统将会自动将修正时间计算并显示到“修正时间”后的文本框内。

⑸单击“滑轮参数”命令按钮，打开参数设置窗体，“滑轮直径”，“电缆直径”均采用系统默认值即可。

⑹单击“仪器参数”命令按钮，打开参数设置窗体，“采样间隔”（默认值1.0μs），“采样长度”（默认值512），“发射脉宽”（默认值20μs），“发射方式”（默认值为连续发射）。