此法是一种较成熟可靠的方法,是超声波透射法检测桩身质量的最主要形式,其方法是在桩内预埋两根或两根以上的声测管,在管中注满清水,把发射、接收换能器分别置于两管道中。检测时超声波由发射换能器出发穿透两管间混凝土后被接收换能器接收,实际有效检测范围为声波脉冲从发射换能器到接收换能器所扫过的面积。
声测管(Sonic Logging Pipe)是现不可少的声波检测管,利用声测管可以检测出一根桩的质量好坏,声测管是灌注桩进行超声检测法时探头进入桩身内部的通道。它是灌注桩超声检测系统的重要组成部分,它在桩内的预埋方式及其在桩的横截面上的布置形式,将直接影响检测结果。因此,需检测的桩应在设计时将声测管的布置和埋置方式标入图纸,声测管材质的选择,以透声率较大、便于安装及费用较低为原则。
声脉冲从发射换能器发出,通过耦合水到达水和声测管管壁的界面,再通过管壁到达声测管管壁与混凝土的界面,穿过混凝土后又需穿过另一声测管的两个界面而到达接收换能器。
因此,声测管形成4个界面,每个界面的声能透过系数可按下式计算:
式中:
——某界面的声能透过系数;
——界面两侧介质的声阻抗率
发射和接收换能器之间4个界面的总透声系数为在施工时应严格控制埋置的质量,以确保检测工作顺利进行。
性能相当稳定、出色,有效避免与导管、振捣器等相碰撞。
充分的插入套接,更能保证连接的顺直。
高强双密封液压声测管除了有以上领先的性能以外,还具有另外两大明显的优点和一套严谨的**措施。
两大优点分别是便利性和经济性。
便利性使用声测管,可以完全避免现场焊接、套丝或滚槽作业,无需电力辅助,只需采用配套的液压工具,手动操作即可轻松完成,省时、省力,一次性安装成功。
经济性和常规设计的φ57×3.5mm的钢管相比,可节省钢材2/3以上,材料成本明显降低;作为当下国内操作性最为简便的声测管产品,可在各个环节节省最大的人力成本,并能明显提高工作效率;在各种连接方式的薄壁声测管中,声测管可在现场根据需要进行任意长度的锯切使用,无短管和料头的浪费,实际总成本明显降低。
差异
声测管一般来说有两种规格,一种是直插式的声测管,一种是钳压式的声测管,两者价格差异主要在接头上,其他上面倒是没有多少的差别。一般是6米长,内径是50毫米的钢管。壁厚对应于不同的桩基深度有所不同。
声测管主要的组成
声测管主要有底管,中管以及接头管,防尘盖(封口用的)四部分组成,一根管是6m长,根据桩基的深度可以加入多根中管以及接头管,一般的一根管(6米)管配备一根接头管,而一个桩基配2~4个防尘盖(大多数配3个)。底管是一端封口,一端开口;中管是两端都开口的空心管。
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,运用这一检测方式时,必须运用信号分析技术,排除管中的影响干扰,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。
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。
常用的基桩动测方法包括低应变反射波法、高应变动测法、超声波法、动测法等。超声波法检测基桩由于检测精度高、不受桩长、桩径条件限制、测试无盲区等优点,在混凝土基桩检测中应用越来越普及。其检测原理是对计划采用超声波法检测桩身质量的基桩,施工时在桩身中埋入声测管,检测时发射换能器和接收换能器分别置于两根管道中,由声测管底部开始,发射探头在某一个声测管中边上升边发射高频信号,该高频信号穿过混凝土被另一个声测管中同步移动的接收换能器所探测。随着探头沿整个桩长提升,依次测取各测点超声脉冲穿过两管道之间的混凝土,通过实测超声波在混凝土介质中传播的声时、波幅和频率等参数的相对变化来检测声测管之间混凝土的缺陷位置及影响程度,