5.3　聲波透射法

5.3.1　本方法適用于已預埋聲測管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測，判定樁身缺陷的位置、范圍和程度。

5.3.2　聲測管埋設應按本標準附錄E的規定執行。

5.3.3　現場檢測前準備工作應符合以下規定：

1　收集相關技術資料和施工資料，現場檢測開始的時間應符合本標準第3.3.5條的規定；

2　檢查測試系統的工作狀態可采用率定法確定儀器系統延遲時間；

3　應計算幾何因素聲時修正值；

4　應在樁頂測量相應聲測管外壁間凈距；

5　向聲測管注滿清水，檢查聲測管暢通情況；換能器應能在聲測管全程范圍內正常升降。

5.3.4　現場檢測過程應符合以下規定：

1　應合理設置測點間距、聲波發射電壓和儀器設置參數，并在同一根樁的檢測過程中保持一致；

2　將發射與接收聲波換能器通過深度標志分別置于兩個聲測管道中。平測時，發射與接收聲波換能器應始終保持相同深度［圖5.3.4（a）］；斜測時，發射與接收聲波換能器應始終保持固定高差［圖5.3.4（b）］，且兩個換能器中點連線的水平夾角不應大于30°；

3　檢測過程中，應將發射與接收聲波換能器同步升降，測點間距不應大于250mm，并應及時校核換能器的深度。檢測時應從樁底開始向上同步提升聲波發射與接收換能器進行檢測，提升過程中應根據樁的長短進行1次～3次換能器高差校正，提升過程中應確保測試波形的穩定性，同步提升聲波發射與接收換能器的提升速度不宜超過0.5m/s；

4　對于每個測點，應實時顯示和記錄接收信號的時程曲線，讀取首波聲時、幅值，保存檢測數據時應同時保存波列圖信息，當需要采用信號主頻值作為異常點輔助判據時，還應讀取信號主頻值；

5　以兩個聲測管組成一個測面，應分別對所有測面進行檢測；

6　在樁身質量可疑的測點附近，應采用增加測點或采用扇形掃測［圖5.3.4（c）］、交叉斜測、CT影像技術等方式進行復測和加密測試，進一步確定缺陷的位置和空間分布范圍。采用扇形掃測時，兩個換能器中點連線的水平夾角不應大于40°。

5.3.5　當采用平測時，各測點聲時tci、聲速vi、聲波波幅值Api及主頻f應分別按式（5.3.5-1）、式（5.3.5-2）、式（5.3.5-3）及式（5.3.5-4）計算，并繪制聲速-深度（v-z）曲線，波幅-深度（Ap-z）曲線，必要時繪制輔助的主頻-深度（f-z）曲線。

式中：tci——第i測點的聲時（μs）；

ti——第i測點聲時測量值（μs）；

t0——儀器系統延遲時間（μs）；

t′——幾何因素聲時修正值（μs）；

l′——檢測剖面相應兩聲測管的外壁間凈距離（mm）；

vi——第i測點聲速（km/s）；

Api——第i測點首波幅值（dB）；

ai——第i測點信號首波峰值（V）；

a0——零分貝信號幅值（V）；

fi——第i測點信號主頻值（kHz），也可由信號頻譜的主頻求得；

Ti——第i測點首波周期（μs）。

當采用斜測時，取聲波發射換能器中點對應的聲測管外壁處與聲波接受換能器中點對應的聲測管外壁處之間的凈距離，由樁頂面兩聲測管的外壁間凈距離和發射接收聲波換能器的高差計算得到。

5.3.6　樁身混凝土缺陷應根據采用下列方法綜合判定：

1　采用概率法對聲速進行計算，采用臨界值法進行異常值判別，當滿足式（5.3.6-1）時，測點聲速應判定為異常值。

式中：vi——第i測點聲速（km/s）；

vc——聲速的異常判斷臨界值（km/s）。

當檢測剖面n個測點的聲速值普遍偏低且離散性很小時，宜采用聲速低限值判別，當滿足式（5.3.6-2）時，測點聲速判定為異常值。

式中：vL——聲速低限值（km/s），由預留同條件混凝土試件的抗壓強度與聲速對比試驗結果，結合本地區實際經驗確定。

2　采用臨界值法進行異常值判別，當滿足式（5.3.6-3）、式（5.3.6-4）時，測點波幅應判定為異常值。

式中：Am——波幅平均值（dB）；

n——檢測剖面測點數。

3　采用斜率法的PSD值作為輔助異常點判據，根據PSD值在某深度處的突變，結合波幅變化情況進行異常點判定。PSD值可按下列公式計算：

式中：tci——第i測點的聲時（μs）；

tci-1——第i-1測點聲時測量值（μs）；

zi——第i測點深度（m）；

zi-1——第i-1測點深度（m）。

4　主頻判據作為輔助異常點判據，主頻-深度曲線上主頻值明顯降低宜判定為異常。

5.3.7　樁身完整性類別應結合樁身混凝土各聲學參數臨界值、PSD判據、混凝土聲速低限值以及樁身質量可疑點加密測試，包括斜測或扇形掃側后確定的缺陷范圍，按表5.3.7的特征進行綜合判定。