一、聲測管的樁基聲波透射法檢測

1、聲測管檢測法的基本原理及方法：混凝土是由多種材料組成的多相非勻質(zhì)體

對于正常的混凝土，聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的，當(dāng)傳播路徑遇到混凝土有缺陷時，如斷裂、裂縫、夾泥和密實度差等，聲波要繞過缺陷或在傳播速度較慢的介質(zhì)中通過，聲波將發(fā)生衰減，造成傳播時間延長，使聲時增大，計算聲速降低，波幅減小，波形畸變，利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學(xué)參數(shù)的變化，來分析判斷樁身混凝土質(zhì)量。聲波透射法檢測樁身混凝土質(zhì)量，是在樁身中預(yù)埋2～4根聲測管。將超聲波發(fā)射、接收探頭分別置于2根導(dǎo)管中，進(jìn)行聲波發(fā)射和接收，使超聲波在樁身混凝土中傳播，用超聲儀測出超聲波的傳播時間t、波幅A及頻率f等物理量，就可判斷樁身結(jié)構(gòu)完整性。

2、聲測管生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品檢測法適用范圍

聲波透射法適用于檢測樁徑大于0.6m混凝土灌注樁的完整性，因為樁徑較小時，聲波換能器與檢測管的聲耦合會引起較大的相對測試誤差。其樁長不受限制。

3、聲測管生產(chǎn)廠家的檢測儀器設(shè)備

(1)試驗裝置聲波透射法試驗裝置包括超聲檢測儀、超聲波發(fā)射及接收換能器(亦稱探頭)、預(yù)埋測管等，也有加上換能器標(biāo)高控制絞車和數(shù)據(jù)處理計算機。

(2)超聲檢測儀的技術(shù)性能應(yīng)符合下列規(guī)定：接收放大系統(tǒng)的頻帶寬度宜為5～50kHz，增益應(yīng)大于100dB，并帶有0～60(或80)dB的衰減器，其分辨率應(yīng)為1dB，衰減器的誤差應(yīng)小于1dB，其檔間誤差應(yīng)小于1％。發(fā)射系統(tǒng)應(yīng)輸出250～1000V的脈沖電壓，其波形可為階躍脈沖或矩發(fā)射系統(tǒng)應(yīng)輸出250～1000V的脈沖電壓，其波形可為階躍脈沖或矩形脈沖。顯示系統(tǒng)應(yīng)同時顯示接收波形和聲波傳播時間，其顯示時間范圍宜大于300μs，計時精度應(yīng)大于1μs，儀器必須穩(wěn)定可行，2h中聲時漂移不得大于±0.2μs。

(3)換能器應(yīng)采用柱狀徑向振動的換能器，將超聲儀發(fā)出的電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械振動信號，其共振頻率宜為25～50kHz，外形為圓柱形，外徑Φ30mm，長度200mm。換能器宜裝有前置放大器，前置放大器的頻帶寬度宜為5～50kHz。絕緣電阻應(yīng)達(dá)5MΩ，其水密性應(yīng)滿足在1MPa水壓下不漏水。樁徑較大時，宜采用增壓式柱狀探頭。

(4)聲測管是聲波透射法檢測裝置的重要組成部分，宜采用鋼管、塑料管或鋼質(zhì)波紋管，其內(nèi)徑宜為50～60m。

4、聲測管生產(chǎn)廠家的檢測測試技術(shù)

(1)預(yù)埋聲測管應(yīng)符合下列規(guī)定：樁徑0.6～1.0m應(yīng)埋設(shè)雙管；1.0～2.5m應(yīng)埋設(shè)三根管；樁徑2.5m以上應(yīng)埋設(shè)四根。 聲測管底端及接頭應(yīng)嚴(yán)格密封，保證管外泥冰在1MPa壓力下不會滲入管內(nèi)。上端應(yīng)加蓋。聲測管可焊接或綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)，檢測管之間應(yīng)互相平行。 在檢測管內(nèi)應(yīng)注滿清水。

(2)現(xiàn)場檢測前應(yīng)測定聲波檢測儀發(fā)射至接收系統(tǒng)的延遲時間t0，并應(yīng)按下式計算聲時修正值tˊ：tˊ=(D-d)/Vt+(d-dˊ)/Vw (37-52)式中 D――檢測管外徑(mm)； dˊ――檢測管內(nèi)徑(mm)；d――換能器外徑(mm)； Vt――檢測管壁厚度方向聲速(km／s)；Vw――水的聲速(km／s)； T――聲時修正值(μs)。將發(fā)、收換能器置于水中，間距0.5m左右，接收信號波幅調(diào)節(jié)到二或三格，改變發(fā)、收換能器間距，測量不同距離的聲時值，按時距曲線求出t0值。

(3)檢測步驟應(yīng)符合下列要求：接收及發(fā)射換能器應(yīng)在裝設(shè)扶正器后置于檢測管內(nèi)，并能順利提升及下降。測量時上述發(fā)射與接收換能器可置于同一標(biāo)高，當(dāng)發(fā)射與接收換能器置于不同標(biāo)高時，其水平測角可取30°～40°。測量點距20～40cm。當(dāng)發(fā)現(xiàn)讀數(shù)異常時，應(yīng)加密測量點距，以保證測點間聲場可以覆蓋而不至漏測。發(fā)射與接收換能器應(yīng)同步升降。各測點發(fā)射與接收換能器累計相對高差不應(yīng)大于2cm，并應(yīng)隨時校正。檢測宜由檢測管底部開始，發(fā)射電壓值應(yīng)固定，并應(yīng)始終保持不變，放大器增益值也應(yīng)始終固定不變。調(diào)節(jié)衰減器的衰減量，使接收信號初至波幅度在熒光屏上為2或3格。由光標(biāo)確定首波初至，讀取聲波傳播時間及衰減器衰減量，依次測取各測點的聲時及波幅并進(jìn)行記錄。

一根樁有多根檢測管時，應(yīng)將每2根檢測管編為一組，分組進(jìn)行測試。每組檢測管測試完成后，測試點應(yīng)隨機重復(fù)抽測10％～20％。其聲時相對標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)大于5％；波幅相對標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)大于10％。并對聲時及波幅異常的部位應(yīng)重復(fù)抽測。珠相對標(biāo)準(zhǔn)差可按下式計算：式中σtˊ――聲時相對標(biāo)準(zhǔn)差；σAˊ――波幅相對標(biāo)準(zhǔn)差； tˊ――第i個測點聲時原始測試值(μs)；Aˊ――第i個測點波幅原始測試值(dB)；tji的第i個測點第j次抽測聲時值(μs)；Aji的第i個測點第j次抽測波幅值(dB)。

5、聲測管生產(chǎn)廠家的檢測檢測數(shù)據(jù)的處理與判定

(1)由現(xiàn)場所測的數(shù)據(jù)應(yīng)繪制聲時－深度曲線及波幅(衰減值)－深度曲線。其聲時tc及聲速VP應(yīng)按下列公式計算：tc=t-to-tˊ (37-55)Vp=l/tc (37-56)式中 tc――混凝土中聲波傳播時間(μs)；t――聲時原始測試值(μs)；t0――聲波檢測儀發(fā)射至接收系統(tǒng)的延遲時間(μs)；tˊ――聲時修正值(μs)；l――兩個檢測管外壁間的距離(mm)；VP-混凝土聲速(km／s)。

(2)樁身完整性應(yīng)按下列規(guī)定判定：應(yīng)采用聲時平均值μt與聲時2倍標(biāo)準(zhǔn)差σt之和作為判定樁身有無缺陷的臨界值；并應(yīng)按下列公式計算：式中 n――測點數(shù)； tci――混凝土中第i測點聲波傳播時間(μs)；μt――聲時平均值(μs)； σt――聲時標(biāo)準(zhǔn)差。亦可按聲時－深度曲線相鄰測點的斜率Ktz及相鄰兩點聲時差值Δt的乘積Ktz·Δt作為缺陷的判據(jù)：Ktz=(tci-tci-1)/(Zi- Zi-1) (37-59)△t=tci-tci-1 (37-60)Ktz·Δt=( tci-tci-1)2/( Zi- Zi-1) (37-61)式中 tci――第i測點的聲時(μs)； tci-1――第i－1測點的聲時(μs)；Zi――第i測點的深度(m)； Zi－1――第i－1測點的深度(m)。Ktz·Δt值能在聲時－深度曲線上明顯地反映出缺陷的位置及性能，可結(jié)合μt＋2σt值進(jìn)行綜合判定。波幅(衰減量)比聲速對缺陷反應(yīng)更靈敏，可采用接收信號能量平均值的一半作為判斷缺陷臨界值。波幅值以衰減器的衰減量q表示。波幅判斷的臨界值qD有下列關(guān)系：qD=μq-6 式中 μq――衰減量平均值(dB)；qi――第i測點的衰減量(dB)；n――測點數(shù)。對超越臨界值的測區(qū)應(yīng)進(jìn)行缺陷分析與判斷。

樁的完整性宜采用上述判據(jù)，并輔以接收波形的視頻率做進(jìn)一步的綜合判定。在作出缺陷判定后，如需判定樁身缺陷尺寸及空間分布，宜進(jìn)一步采用多點發(fā)射，不同深度接收的扇形測量法，用多條交會的聲線所測取的波速及波幅的異常加以判定。

二、聲測管樁身檢測出新法

聲測管廠家較近研發(fā)一點新型的聲測管樁身檢測方法，研發(fā)成果如下：

1、聲測管低應(yīng)變動測法：用力錘擊樁頂，檢測分析傳播過程，分析基樁完整性；

2、聲測管反射波法：給波一定力量，使樁基產(chǎn)生反應(yīng)波；

3、聲測管水電效應(yīng)法：給樁頂一個沖擊力量，判斷樁基的力量和承載力；

4、聲測管機械阻抗法：分析導(dǎo)納曲線，確定缺陷類型；

5、聲測管動力參數(shù)法：敲擊樁頭處，換成單樁豎向承載力;  

6、聲測管聲波透射法：根據(jù)電信號，判斷其質(zhì)量。