钻孔灌注桩超声波检测ppt(2014)

浅谈钻孔灌注桩检测技术（超声波法）桩基础是构造物的主要形式之一，其工程质量一直备受建设、施工、设计和监理等部门的关注。

但是由于我国地理环境复杂、施工与专业技术不成熟和基础和结构设计不合理等原因，导致桩基施工中存在着很多质量隐患，下面文章将就钻孔灌注桩超声波法检测技术进行深入的分析和讨论。

标签：钻孔灌注桩；超声波；缺陷混凝土是一种多相复合体，其强度和均匀性并不是一直处于稳定状态，因此，超声波在混凝土中的传播是一个极其复杂的物理过程，此时就需要利用波形、波幅、和声时等声学参数来对混凝土灌注桩质量缺陷性质、位置和大小进行判断，从而使得混凝土超声检测能在工程中得到很好的应用。

1 国内灌注桩的应用概况我国在桩基工程上的花费往往占据了总工程造价的很大一部分，由此就可以看出，对于工程结构而言，桩基工程的质量是否达标影响着整个施工质量的高低。

但是因为桩基工程属于地下隐蔽工程，施工工序多，工艺流程长而复杂，施工过程大多处在水下不易监视，众多的因素导致施工质量难以达到预期效果，其中灌注桩的质量问题最为严重，因此灌注桩的工程事故在所有工程施工事故中占有极高的比例，所以我国在灌注桩方面难以解决的问题主要有三个：采取何种方法对灌注桩的施工质量进行控制，对灌注桩存在的缺陷如何进行处理，采用何种方法对桩基工程进行检验。

2 钻孔灌注桩施工中存在的问题及处理方法钻孔灌注桩主要包括泥浆护壁灌注桩和干作业螺旋钻孔灌注桩两种。

在进行灌注桩施工阶段，对于水下混凝土的灌注尤为关键，因此在灌注过程中，要对其进行明确分工，以确保各个环节统一指挥，密切配合，确保工程施工的顺利进行，使得灌注水下混凝土的质量能够大大提高，从而预防质量事故的发生。

如若发生了灌注桩的质量事故，应当理清现场情况，分析事故原因，在最短的时间内采取合理的技术措施进行补救，对于缺失存在缺陷的钻孔桩，应在其能够安全使用的情况下进行设计补强，以免诱发不必要的经济损失。

对于补强的桩还需要对其进行质量安检，符合要求之后才可以正常投入使用。

灌注桩超声波成孔质量检测1、引言钻孔灌注桩是桥梁等结构较为常用的基础形式，对应的施工有钻孔、冲击成孔、冲抓成孔等。

由于钻孔施工时往往采用泥浆护壁，如果施工时泥浆原料不合适、地质条件复杂或施工人员操作不当等，容易导致泥浆性能指标达不到规范要求，从而施工过程中出现塌孔、扩径、缩径、孔底沉渣厚度等缺陷，进而导致桩基出现各种各样的质量问题，因此有必要在成孔后灌注混凝土前对成孔质量进行检测，减少桩基安全隐患。

2、检测标准及内容成孔检测的主要规范、标准包括《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011、《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002以及江苏、天津等地的地方标准，如《钻孔灌注桩成孔、地下连续墙成槽检测技术规程》。

成孔质量检验内容包括孔的中心位置、孔径、倾斜度、孔深、沉淀厚度、清孔后泥浆指标。

其中清孔后泥浆指标包含相对密度、黏度、含砂率、胶体率四个参数，且仅限大直径桩或由特定要求的钻孔桩才进行测试。

3、检测方法及原理由于孔的中心位置、清孔后泥浆指标检测方法较为简单，故不做细述，本文重点介绍孔径、倾斜度、孔深、沉淀厚度的检测方法及原理。

(1)测试原理及仪器设备超声波孔壁测试仪，主要包含主机和绞车两个部分。

现场检测时，利用绞车将探头放人孔内，依靠自重保持测试探头处于铅垂位置。

测试时，超声振荡器产生一定频率的电脉冲，经放大后由发射换能器转换为声波，通过泥浆向孔壁方向传播，由于泥浆与孔壁的声阻抗有较大差异，声波到达孔壁后绝大部分被反射回来，经接收换能器接收。

声波从发送到接收的时间，即为声波在孔内泥浆中的传播时间。

由于超声波在泥浆介质中传播速度V是恒定的，假设超声波的探头至孔壁的距离为L，实测声波发射至接收的时间差为t，则按距离L=V·t ／2。

声波探头中的四组换能器一般十字交叉布置，故可以探测孔内某高程测点两个方向相反的探头与孔壁之间的距离，进行连续测试，即可得到该钻孔两个方向孔壁的剖面变化图。

钻孔灌注桩超声波法检测实践提要：本文提出了一种准确判定缺陷性质、位置和大小的较合理的检测方法，并对国家规程中三种缺陷判定方法逐一进行分析，指出判断时应注意的问题，最后提出了自己新研制的综合判定方法。

关键词：钻孔灌注桩超声波声参量缺陷前言随着近几年公路工程建设的不断发展，尤其是高速公路的飞速发展，河南省钻孔灌注桩据粗略统计每年都在6000根以上。

鉴于钻孔灌注桩大都采用水下灌注，看不见，摸不着，加之地质复杂，施工单位的施工工艺和经验不同，出现了许多事故。

1983年，由河南省交通厅公路管理局与湖南大学在参考法国同类桩基检测基础上，运用超声脉冲技术共同研制成功的一种新的检测桩基质量的方法即埋管法（或声波透射法），为我国无损检测开辟了新领域。

该方法是钻孔灌注桩非检测方法中的一种，因其机理明确、设备简单、使用方便、检测准确可靠，能非性地检测钻孔灌注桩完整性、均匀性，因而被广泛应用于公路、水利、建筑、铁路等领域。

该方法现也被列入中华人民共和国《基桩低应变动力检测规程》并作为一种典型的方法由河南逐步推向全国。

超声波法的研制成功，填补了我国无损检测领域的一项空白。

现根据多年来从事超声波检测的经验和体会，对超声波检测方法和缺陷判断方面进行总结，供同行参考。

一、超声波法的测试超声波法的测试原理：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。

二测试方法1．粗测：粗测一般为平测（图2）。

平测是将两探头放置在声测管同一水平高度（声测管中应事先注满清水，作为接触良好的介物），以声测管管平面为基准首先把探头入置在离声测管管平面最近的好的混凝土中，此时屏幕上应出现正常波形即正弦波（或余弦波），调整衰减倍数，使接收波首波幅值达到屏幕刻度的3～4格，等波形稳定后，方可进行数据采集，测出声时和首波幅值。

钻孔灌注桩超声波检测钻孔灌注桩是一种常用的地基处理方法，可有效提升土壤承载能力，增加工程的稳定性。

为了确保钻孔灌注桩的质量，超声波检测技术被广泛应用于这一领域中。

本文将介绍钻孔灌注桩超声波检测的原理、方法和应用。

一、原理钻孔灌注桩超声波检测利用超声波在材料中的传播特性来评估材料的质量和缺陷情况。

超声波在材料中的传播速度和反射特性受材料的密度、弹性模量和声波吸收特性等因素的影响。

通过测量超声波的传播时间和幅度变化，可以推断材料的物理性质和存在的缺陷情况。

二、方法钻孔灌注桩超声波检测通常通过以下步骤进行：1. 选择合适的超声波探头：根据需要检测的材料和深度，选择合适的超声波探头。

常用的探头包括接触式和非接触式两种。

2. 准备样品表面：将待测样品表面清洁，并涂抹适量的耦合剂，以提高超声波的传播效果。

3. 预测校准：测量一系列已知物理参数的标准样品，校准仪器以确保准确性和可靠性。

4. 进行超声波检测：将超声波探头放置在预定位置，发送超声波脉冲，并接收反射信号。

根据返回信号的时间延迟和幅度变化，可以获取材料的密度、弹性模量和存在的缺陷情况。

5. 数据处理和分析：将测量数据导入计算机软件中进行处理和分析，生成超声波图像、波形和参数。

通过分析这些结果，可以评估钻孔灌注桩的质量和缺陷情况。

三、应用钻孔灌注桩超声波检测在以下方面具有广泛的应用：1. 质量评估：通过测量钻孔灌注桩中混凝土的密度、弹性模量和声波吸收特性等参数，可以评估其质量，判断是否合格。

2. 缺陷检测：通过检测超声波的反射信号，可以发现钻孔灌注桩中的空洞、裂缝、松散区域等缺陷，及时采取修复措施。

3. 强度评估：通过测量超声波的传播速度和衰减程度，可以推断钻孔灌注桩的强度和硬度，评估其承载能力和稳定性。

4. 桩身检测：钻孔灌注桩超声波检测也可用于检测桩身的完整性和一致性，了解桩的物理特性和结构状态。

总结：钻孔灌注桩超声波检测是一种非破坏性、快速、准确的质量评估方法。

第三章灌注桩超声波检测第一节检测方法第二节检测参数与混凝土质量第三章灌注桩超声波检测第三章灌注桩超声波检测检测方法第一节检测方法（1）设置声测管（2）检测前的准备（3）检测要求（4）桩内跨孔透射法检测（5）桩内单孔法检测第三章灌注桩超声波检测检测方法（1）设置声测管(1)——建筑桩径D≤800mm时，埋设两根声测管800mm＜桩径D ≤2000mm时，埋设三根声测管桩径D＞2000mm时，埋设四根声测管第三章灌注桩超声波检测检测方法（1）设置声测管(1)——交通桩径不大于1500mm时，埋设三根声测管大于1500mm时，埋设四根声测管第三章灌注桩超声波检测检测方法（1）设置声测管(2)——声测管尺寸目前常用频率为30－60kHz 的圆管型径向辐射换能器，其直径一般30mm 左右或更小。

规范规定声测管内径比换能器直径宜大10－20mm，因此，一般选用40 号钢管（外径48mm，内径42mm）或50 号钢管（外径60mm，内径54mm）。

由于钢管均是6m一段，需要将一段段钢管联接起来。

第三章灌注桩超声波检测检测方法（1）设置声测管(2)——连接方式连接方式主要有套筒连接、螺纹连接、对接焊连接三种方式，最常用的方式是套筒连接，效果比较好。

要求：有足够的强度，保证声测管不致受力弯曲脱开；连接部位应当密实不渗漏，保证在浇灌混凝土时不渗漏水泥沙浆。

第三章灌注桩超声波检测检测方法（1）设置声测管(2)——套筒连接选一段长80mm 左右的钢套筒，套筒内径略大于声测管外径，将两根声测管套起来，用电焊将套筒与声测管上下两端焊结起来。

既要保证焊结不渗漏，又不要将声测管焊通，阻塞换能器的上下移动。

第三章灌注桩超声波检测检测方法（1）设置声测管(2)——交通•宜采用金属管•内径比换能器外径大15mm•管底应密封，管口应加盖•管的连接宜采用螺纹连接•且不漏水路线前进方向为起始点，顺时针编号，两个编号为一组第三章灌注桩超声波检测检测方法（1）设置声测管(3)声测管预先固定在钢筋笼内。

钻孔灌注桩中的超声波检验随着我国基础建设的迅速发展，桩基础已成为桥梁工程最常用的基础形式。

由于其成桩质量受地质条件、成桩工艺、机械设备、施工人员、管理水平等诸多因素的影响，较易产生夹泥、断裂、缩颈、砼离析、桩底沉渣较厚及桩顶砼密实度较差等质量缺陷，危及主体结构的正常使用与安全，甚至引发工程质量事故。

因此如何测定缺陷的位置，并准确地对其进行评价成为基桩质量检测的一个核心问题。

一、超声波法检测原理及技术（1）超声波法检测的基本原理是:由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特征；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内砼的密实度参数。

测试及记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内砼内部存在缺陷的性质、大小及空间位置，并对砼总体的均质性和完整性的作出评价。

声波在桩体砼中的传播特性反映了砼材料的结构、密度及应力应变关系。

根据波动理论，知跨孔对穿测试其弹性波的波速可近似为：式中：E—介质的动态弹性模量；ρ—密度；μ—泊桑比。

声波在桩体砼中的传播参数（声时、声速、波幅、频率等）与混凝土介质的物理力学指标（动弹模、密度、强度等）之间的相联关系就是声波透射法检测的理论依据。

当混凝土介质的构成材料、均匀度、养护方法、施工条件等因素基本一致时，声波在桩体传播中运动学特征和动力学特征一致；反之在施工中由于塌孔、离析、夹泥等现象出现，声波在传播中，必将在运动学特征和动力学特征上发生变化。

（2）在基桩施工前，依桩径大小预埋一定数量的声测管(一般采用钢管或镀锌管，底端封闭、顶端加盖)，作为换能器的通道。

测试时每2根声测管为一组，声测管内注满清水，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，测定有关参数并采集记录储存。

钻孔灌注桩超声波检测引言钻孔灌注桩是一种常用的地基处理方式，广泛应用于建筑工程中。

为了确保钻孔灌注桩质量，超声波检测技术被引入其中。

本文将介绍钻孔灌注桩超声波检测的原理、方法及其在工程中的应用。

一、超声波检测原理超声波检测是利用超声波在物质中传播的特性来进行检测的一种无损检测技术。

超声波通过物质时，会发生反射、折射、透射等现象，根据这些传播特性可以对物质进行检测。

钻孔灌注桩超声波检测利用超声波在钻孔灌注桩中的传播特性，通过测量超声波在材料中的传播速度、衰减和反射等参数来判断钻孔灌注桩的质量和缺陷情况。

二、超声波检测方法1. 脉冲回波法脉冲回波法是最常用的超声波检测方法之一。

通过发射一个超声波脉冲，当波束遇到材料的界面时，一部分能量将被反射回来。

接收器接收到这些反射波形后，可以根据其延迟时间来计算材料的厚度或者损伤情况。

在钻孔灌注桩超声波检测中，通过脉冲回波法可以测量超声波在桩中的传播时间，从而计算出桩身的长度和质量。

2. 声速测定法声速测定法是通过测量超声波在材料中的传播速度来判断材料的质量和缺陷情况。

通过发送超声波脉冲并接收反射波形的时间差，可以计算出声速。

在钻孔灌注桩超声波检测中，通过声速测定法可以测量超声波在桩中的传播速度，从而判断桩体的质量是否符合要求。

三、钻孔灌注桩超声波检测的应用1. 桩身质量检测钻孔灌注桩超声波检测可以用于评估桩身的质量。

通过测量超声波在桩身中的传播速度和衰减情况，可以判断桩体是否存在质量问题，如材料的均匀性、孔隙度和砂浆质量等。

2. 桩身缺陷检测钻孔灌注桩超声波检测还可以用于检测桩身的缺陷。

通过测量超声波在桩身中的反射情况，可以判断是否存在裂缝、空洞、夹杂物等缺陷。

3. 施工质量控制钻孔灌注桩超声波检测可用于监控施工过程中的质量。

通过定期进行超声波检测，可以及时发现施工中的质量问题，并采取相应措施进行修复，以保证工程质量。

结论钻孔灌注桩超声波检测是一种有效的无损检测技术，可以用于评估桩体的质量和检测桩身的缺陷。

钻孔灌注桩超声波检测工作经验钻孔灌注桩成桩后的质量检测规范有低应变检测、高应变检测、静载荷试验以及超声波检测。

前三者在工程实践中已有丰富的经验, 并为工程技术人员所熟知。

1钻孔灌注桩超声波检测简介根据规范与桩直径要求, 在钻孔灌注桩中预埋若干根互相平行的超声波检测导管, 检测前先将导管注满清水, 再将发射探头和接收探头分别放入两根导管底端, 发射探头和接收探头在同一高度。

超声波检测仪产生重复的电脉冲激励发射探头（发射换能器） , 发射探头将电脉冲能量转化为机械振动能量, 接收探头将机械振动能量转化为电振动能量。

发射探头发出的超声波经耦合而进入混凝土, 在混凝土中传播后为接收探头接收并转换成电信号传送至接收仪, 经过放大后显示在波屏上, 可以测读传播声时和首波波幅。

将两探头以某等量（如25cm ）的移动步距同时向上逐步提升直至桩顶, 并测读声时和首波波幅。

根据两根导管的距离可计算出混凝土的声速, 进而得到声速及波幅与桩身深度的关系曲线, 通过曲线可判断桩身混凝土均匀性, 缺陷部位及缺陷性质。

检测工作依据的行业标准有地质矿产部及建设部颁布的《基桩低应变动力检测规程》JGJ.T 93—95、铁道部《铁路工程基桩无损检测规程》TB 10218—99; 上海市标准有《钻孔灌注桩动力测试技术规程》DGJ 08 —218—96; 还有其他部委的标准, 但内容基本一致。

笔者工作中以地矿部与上海市两个标准为依据。

2测前准备工作准备工作由钻孔灌注桩的施工单位负责。

2.1 声测管的埋设根数声测管埋设时, 必须保证各声测管之间互相平行, 探头能在管内顺利畅通的提升或下降, 埋设根数根据设计及有关规范进行。

在共和新路高架工程中, 桩的直径除少数几根外均为800mm , 按照规范埋设2 根即可, 但有时设计则要求埋设3 根。

从实际经验上看, 3 根声测管之间不容易保证互相平行, 测管距离小, 从而引起较大误差。

另外, 由于声场没有覆盖桩心, 测试结果有时并不能真实反应桩身实际质量。