声波透射法案例.docx

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声波透射法案例

15.7声波透射法检测混凝土灌注桩工程实例分析

15.7.1概述

本节给出了十个工程实例，对应表15-2的桩身完整性类别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类，列举了Ⅰ类桩实例3个，其中包括一个钻芯孔超声波检测实例，Ⅱ类桩实例2个，Ⅲ类桩实例3个，IV类桩实例2个。

实例中主要使用概率法得到的声速临界值判据和波幅判据，并对声测线实测波形进行了分析，依此判定桩身完整性类别。

15.7.2工程实例及分析

（1）工程实例一

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度等级

检测时混凝土龄期（d）

504

1.00

0

-11.8

C30

40

（a）

图15-14

（一）

（a）504号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

注：

图中虚线为声速、波幅异常的临界值（以下各图同）

（b）

图15-14

（二）

（b）504号桩各剖面波列图

（c）

图15-14（三）

（c）504号桩正常声测线实测波形

综合分析与评价（参见图15-14a～c）：

1）该桩三个检测剖面声速、波幅曲线各测点测值离散性不大，可用概率法进行声速临界值的计算，用概率法计算声速临界值后无异常声测线出现，波幅也无异常声测线。

2）三个检测剖面测点声速平均值在4.2～4.4km/s之间，最小值4.163km/s均在混凝土声速的正常取值范围内。

3）实测波形首波陡峭，后续波波幅大。

4）实测波形主频为35~37kHz（换能器主频为45kHz），主频漂移量不大，且该漂移量较稳定。

5）综合以上特征，该桩实测数据符合表15-2中Ⅰ类桩第1款的特征，该桩桩身完整性等级判定为Ⅰ类。

（2）工程实例二

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

8

1.20

-0.50

-12.00

C30

36

（a）

图15-15

（一）

（a）8号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

（c）（d）

图15-15

（二）

（b）8号桩各剖面波列图；（c）8号桩正常声测线实测波形；（d）8号桩异常声测线实测波形

综合分析与评价（参见图15-15a～d）：

1）该桩三个检测剖面声速、波幅曲线各测点测值离散性不大，可使用概率法的临界值判据。

2）AB剖面在桩底处声速、波幅均轻微异常，声速最小值为4.101km/s，在混凝土声速正常取值范围内；BC、AC剖面各声线声速、波幅测值基本正常。

3）三个剖面实测声速平均值在4.3~4.5km/s之间，属混凝土声速的正常取值；

4）与正常声测线比较，异常声测线的实测波形波幅下降，但主频略有降低，首波波峰虽降低较大，但后续波波幅在约1.5个周期时间内迅速增大，接近正常声测线的最大波幅，之后的后续波波幅较正常测点有所下降；

5）综合上述分析，该桩实测数据符合表15-2中Ⅰ类桩第2款的特征，该桩桩身完整性等级判定为Ⅰ类。

（3）工程实例三

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

118

1.20

-0.20

-10.00

C30

30

（a）

图15-16

（一）

（a）118号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

图15-16

（二）

（b）118号桩各剖面波列图

（c）（d）

（e）（f）

图15-16（三）

（c）118号桩正常声测线实测波形；（d）118号桩BC剖面异常声测线（9.7m）实测波形；

（e）118号桩BC剖面异常声测线（9.8m）实测波形；（f）118号桩AC剖面异常声测线（9.7m）实测波形

综合分析与评价（参见图15-16a～f）：

1）三个检测剖面声速、波幅曲线各声测线测值离散性不大，可使用概率法的临界值判据。

2）AB剖面各声测线声速、波幅测值正常;BC剖面在9.7m和9.8m处声速、波幅均轻微异常，即异常声测线在该剖面内纵向连续分布，相对于波幅而言，该处声速较正常声测线降低很少，声速最小值为4.005km/s，在混凝土声速正常取值范围内；AC剖面在9.7m处声速、波幅均轻微异常，首波波幅扁平，但接收波的包络线基本呈半圆形，第二周波即达到较高振幅，该剖面声速均值4.262km/s，声速最小值为3.831km/s，因此声速降低较多，比混凝土声速正常取值范围略低。

与声速一样，波幅也降低较多。

3）三个剖面实测声速平均值在4.2~4.3km/s之间，属混凝土声速的正常取值；

4）综合上述分析，该桩实测数据符合表15-2中Ⅱ类桩第1款的特征，该桩桩身完整性等级判定为Ⅱ类。

（4）工程实例四

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

202

1.00

-0.20

-9.70

C30

42

（a）

图15-17

（一）

（a）202号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

（c）（d）

图15-17

（二）

（b）202号桩各剖面波列图；（c）202号桩正常声测线实测波形；（d）202号桩AC剖面异常声测线实测波形

综合分析与评价（参见图15-17a～d）：

1）三个检测剖面声速、波幅曲线各声测线测值离散性不大，可使用概率法的临界值判据。

2）AB剖面、BC剖面各测线声速、波幅测值正常，波形无畸变;AC剖面在8.6m处声速、波幅明显异常，波形明显畸变，首波波幅平缓，后续波波幅较小，异常声测线声速最小值为3.621km/s，低于混凝土声速正常取值范围。

3）三个剖面实测声速平均值在4.2~4.3km/s之间，属混凝土声速的正常取值，异常声测线纵向不连续，各剖面之间不存在同高程缺陷。

4）综合上述分析，该桩实测数据符合表15-2中Ⅱ类桩第2款的特征，该桩桩身完整性等级判定为Ⅱ类。

（5）工程实例五

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

C31

1.40

-0.30

-16.00

C35

45

（a）

图15-18

（一）

（a）C31号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

图15-18

（二）

（b）C31号桩各剖面波列图

（c）（d）

（e）

图15-18（三）

（c）C31号桩正常声测线实测波形；（d）C31号桩AC剖面异常声测线实测波形；（e）C31号桩AC剖面异常声测线实测波形

综合分析与评价（参见图15-18a～e）：

1）三个检测剖面声速、波幅曲线各声测线测值离散性不大，可使用概率法的临界值判据。

2）1-3剖面各测线声速、波幅测值正常;1-2剖面在13.3m~13.5m范围声速、波幅均明显异常，波形明显畸变，声速最低值3.262km/s，明显低于混凝土声速正常取值范围，波幅明显降低、主频明显漂移；2-3剖面在10.0m~10.2m范围声速、波幅均明显异常，波形明显畸变，声速最低值3.243km/s，明显低于混凝土声速正常取值范围，波幅明显降低、主频明显漂移。

3）1-2剖面、2-3剖面中明显异常测线纵向连续分布，但在同一深度位置测线明显异常的剖面未超过总检测剖面数的一半，三个剖面实测声速平均值在4.3~4.5km/s之间，属混凝土声速的正常取值；

4）综合上述分析，该桩实测数据符合表15-2中Ⅲ类桩第1款的特征，该桩桩身完整性等级判定为Ⅲ类。

（6）工程实例六

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

86

1.40

-0.20

-16.00

C30

30

（a）

图15-19

（一）

（a）86号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

（c）（d）

图15-19

（二）

（b）86号桩各剖面波列图；（c）86号桩正常声测线实测波形；（d）86号桩AB剖面异常声测线实测波形

（e）（f）

图15-19（三）

（e）86号桩BC剖面异常声测线实测波形；（f）86号桩AC剖面异常声测线实测波形

综合分析与评价（参见图15-19a～f）：

1）三个检测剖面声速、波幅曲线各声测线测值离散性不大，可使用概率法的临界值判据。

2）AB剖面、BC剖面和AC剖面在9.6m处声速、波幅均明显异常，波形畸变明显，声速最小值分别为3.644km/s、3.492km/s和3.550km/s，明显低于混凝土声速正常取值范围，波幅也明显下降。

9.6m处声测线明显异常的剖面数超过总检测剖面数之半，但明显异常声测线在三个剖面中均不存在纵向连续分布。

3）三个剖面实测声速平均值在4.2~4.3km/s之间，属混凝土声速的正常取值。

4）综合上述分析，该桩实测数据符合表15-2中Ⅲ类桩第2款的特征，该桩桩身完整性等级判定为Ⅲ类。

（7）工程实例七

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

B32

1.00

-0.20

-13.00

C30

66

（a）

图15-20

（一）

（a）B32号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

（c）（d）

图15-20

（二）

（b）B32号桩各剖面波列图；（c）B32号桩正常声测线实测波形；（d）B32号桩AB剖面异常声测线实测波形

（e）

图15-20（三）

（e）B32号桩BC剖面异常声测线实测波形

综合分析与评价（参见图15-20a～e）：

1）检测剖面声速、波幅曲线各声测线测值离散性不大，可使用概率法的临界值判据。

2）AC剖面各声测线声速、波幅测值正常；AB剖面在12.0m处声速、波幅严重异常，波形严重畸变；BC剖面在6.8m处声速、波幅严重异常，波形严重畸变。

比混凝土声速正常取值范围略低。

与声速一样，波幅也降低较多。

3）AB剖面、BC剖面在缺陷位置声速、波幅均严重低于混凝土声速的正常取值，但各剖面均无连续纵向缺陷，且在同一深度位置声测线严重异常的检测剖面小于总检测剖面数的一半。

4）综合上述分析，该桩实测数据符合表15-2中Ⅲ类桩第3款的特征，该桩桩身完整性等级判定为Ⅲ类。

（8）工程实例八

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

7-80

1.20

-0.00

-20.00

C30

52

（a）

图15-21

（一）

（a）7-80号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

（c）（d）

（e）（f）

图15-21

（二）

（b）7-80号桩各剖面波列图；（c）7-80号桩正常声测线实测波形；（d）7-80号桩AB剖面（19.2m）异常声测线实测波形；

（e）7-80号桩BC剖面（19.2m）异常声测线实测波形；（f）7-80号桩AC剖面（19.2m）异常声测线实测波形

（g）

图15-21（三）

（g）7-80号桩声测管布置及桩身缺陷在桩中的分布图

综合分析与评价（参见图15-21a～f）：

1）AB剖面在17.8m至桩底范围声速和波幅显著降低，波形畸变明显，但仍然接收到声波信号；BC剖面在18.2m至桩底范围声速和波幅显著降低，波形畸变明显，后续波仍有较大波幅；AC剖面在14.6m~15.2m及16.5m至桩底范围声速和波幅显著降低，后续波波幅较大。

2）三个剖面在缺陷位置声测线声速明显低于混凝土声速正常取值范围，异常声测线在桩底以上两米范围连续分布，且存在同高程缺陷。

3）缺陷在桩身的分布如图15-21（g）所示，由于缺陷在三个剖面内连续分布且存在同高程缺陷，该桩实测数据符合表15-2中Ⅳ类桩第1款的特征，因此，桩身完整性等级判定为Ⅳ类

4）该桩经钻芯验证，14.7~20m处桩身多处混凝土芯样表面沟槽连续、蜂窝严重，局部混凝土芯样胶结差。

（9）工程实例九

工程名称

某高层建筑

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

7-60

1.50

-0.00

-17.00

C30

66

（a）

图15-22

（一）

（a）7-60号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

（c）（d）

图15-22

（二）

（b）7-60号桩各剖面波列图；（c）7-60号桩正常声测线实测波形；（d）7-60号桩AB剖面（16.20m）异常声测线实测波形

（e）（f）

（g）

（h）

（i）

图15-22（三）

（e）7-60号桩BC剖面（16.20m）异常声测线实测波形；（f）7-60号桩BC剖面（16.20m）异常声测线实测波形；

（g）7-60号桩声测管布置及桩身缺陷在桩中的分布图；（h）7-60号桩钻孔一芯样图；（i）7-60号桩钻孔二芯样图

综合分析与评价（参见图15-22a～f）：

1）AB剖面、BC剖面在15.2m~15.8m处声速、波幅均明显偏低，声速最小值为3.132km/s；AB剖面、BC剖面在15.8m至桩底范围声速、波幅均严重偏低，波形严重畸变，几乎接收不到声波信号。

AC剖面在15.0m至桩底范围声速、波幅均严重偏低，波形严重畸变，无法接收到声波信号。

2）三个检测剖面在桩底以上一米多的范围声测线严重异常，实测波形与正常声测线相比波幅严重下降、波形严重畸变，主频大幅度漂移，多数声测线无法接收声波信号。

由于存在同高程严重缺陷，缺陷剖面数超过检测剖面数的一半，严重异常声测线纵向连续分布，该桩实测数据符合表15-2中Ⅳ类桩第2款的特征，因此，该桩桩身完整性等级判定为Ⅳ类，缺陷在桩身的分布如图15-22（g）所示。

3）该桩经钻芯验证（含桩顶标高以上混凝土3.7m），之一孔（图15-22（h））：

16.7m处芯样表面混泥，17.7～18.7m处混凝土胶结质量差，松散；之二孔（图15-22（i））：

15.2～15.5m处芯样半边夹泥，17.65～18.7m处混凝土胶结质量差，松散。

（10）工程实例十（钻芯孔代替声测管）

工程名称

某商业广场

桩号

桩径（m）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

混凝土设计强度

检测时混凝土龄期（d）

292

1500

-0.30

-8.98

C45

113

（a）

图15-23

（一）

（a）292号桩各剖面声速（v）、波幅（A）曲线

（b）

（c）

图15-23

（二）

（b）292号桩各剖面波列图；（c）292号桩正常声测线实测波形

（d）

（e）

图15-23（三）

（d）292号桩钻孔一芯样图；（e）292号桩钻孔二芯样图

292号桩原预埋三条声测管，但在检测过程中发现B、C声测管堵塞，无法进行声波透射法检测，后采用在B、C管旁各钻一孔代替声测管进行检测，检测结果参见图15-23（a）～15-23（c）。

从图中可以看出，采用钻芯孔代替声测管进行检测对信号的质量影响不大。

图15-23（d）和图15-23（e）为钻芯法芯样图片。

综合分析与评价：

1）该桩三个检测剖面声速、波幅曲线各声测线测值离散性不大，可用概率法进行声速临界值的计算，用概率法计算声速临界值后无异常声测线出现，波幅也无异常声测线。

2）三个检测剖面声测线声速平均值在4.18～4.28km/s之间，最小值4.073km/s均在混凝土声速的正常取值范围内。

3）实测波形首波陡峭，后续波波幅大。

4）实测波形主频为34~36kHz（换能器主频为45kHz），主频漂移量不大，且该漂移量较稳定。

5）综合以上特征，该桩桩身完整性等级判定为Ⅰ类。

6）从图15-23（d）和图15-23（e）中可以看出，混凝土芯样连续完整，呈柱状，表面光滑，胶结好，粗细骨料分布均匀，桩身完整性为Ⅰ类，和声波透射法检测结论一致。