基桩超声波检测特殊情况的判定及处理
常见特殊情况的判定和处理
检测数据异常
1.管斜：在检测过程中，难免会碰到声测管弯管的情况，管斜对我们的检
测结果有较大的影响，容易造成对缺陷的错判或漏判，下面我们来看看管
斜如何处理。

如下图所示：直接从波形上观察，感觉该剖面在42米以下存在大范围缺陷。

但通过观察PSD的变化及声速声幅曲线的变化，我们发现，PSD
并无强烈变化，且声速声幅呈趋势性渐变，应为声测管偏斜，需进行管斜修正。

在管斜起始位置按住鼠标右键，沿管斜趋势方向拖动，到结束出松开鼠标，
在声速曲线附近会标示出一条黑线。

点击顶部菜单的工具栏，点击确认管斜修正。

此时观察右边的深度声速曲线，可以发现已根据刚才的操作进行了管斜修
正处理，该剖面42米以下并未存在缺陷。

2. 同一根桩，各剖面相差很大：在检测过程中，有时会出现这种情况，举
个例子，三管的桩，测完发现，2-3面与1-2 1-3面的声速声幅差距很大。

从一般情况来看，一根桩浇注不太可能出现整桩某个面或某几个面比其它
面在波速和波幅上都差别很大的情况，出现此种情况，还是应该检查是否
检测中传感器在同一深度，从上图上可以推测， 1 号管探头与 2 号3 号管不在同一深度。

3.桩身波速较均匀，但波速偏低，波幅不均匀：在检测过程中，有时会出
现这种情况，举个例子，一根桩的波速比较均匀，但是都比正常值偏低。

声幅存在一定的不均匀离散。

如下图：
后经过几番询问，才最终了解，此桩检测龄期只有 4 天，且为水下灌注桩。

由此可见，一定要按照规范要求的时间去进行检测，龄期不够或太短的检
测数据，容易造成误判或者漏判。

检测数据分析及判断
计算透射法检测数据
1、声速计算声
时测量分辨力
超声波仪器声时测量分辨力 ( 采样间隔 ) ，精密测量时仪器的声时测量采样间
隔应优于或等于 0.5 μs。

若仪器的采样间隔设定大于 1.0 μs时，声时测读精度下降；大于 2.0 μs 时，将严重影响对小缺陷的判定能力。

?
系统测量误差
?
它包括仪器测量系统的延迟时间t0 、声测管及耦合水层声时修正值t ′、两声测管的外壁净距测量引起的相对误差等。

?
测量干扰因素1：
?
检测过程中换能器在声测管中水平方面位置的误差。

由于水的声速只有混
凝土的三分之一,当声测管直径较换能器直径明显大时,换能器在声测管中位置变化 ,会明显增加声时的测量误差。

声波在声测管中因透射、折射、
反射迭加过程引起的衰减效应,造成缺失首波现象,将引起更大的测量误差。

声时测读——精度的影响因素
检测过程中换能器在声测管中竖直方向位置的误差。

由于发射、接收换能
器不同步 , 造成透射距离变化引起的一种声时测量误差。

4、PSD 计算
PSD 的作用：
当声时值有明显变化或突变时，PSD与时间差的平方成正比。

因而PSD 将大幅变化。

因此PSD 判据对缺陷十分敏感。

同时又可排除声测管不平行
或混凝土不均匀引起声时变化等非缺陷因素的影响。

凡是在判据值较大的
地方，均作为疑问区，作进一步的细测。

透射法检测数据判据
1、声速判据
（ 4 ）双边剔除法的优点
(A)采用双边剔除法得到的桩身各检测剖面声速临界值数值更接近，符合工程实际状况。

(B)采用双边剔除法可避免单边剔除法在桩身混凝土质量不均匀时导致的声速临界值过小的不合理情况。

(C)从统计理论分析，概率法统计是假定单剖面混凝土声速的测试值服从正
态分布（对称），如果一组正态分布的数据只剔除异常低值，不剔除异常高值，那剩余的数据是不对称的，肯定不服从正态分布，其结果必然会导致标准差过大、临界值偏低、临界值离散大等不合理情况出现。

当声测管局部倾斜或桩身局部粗骨料中导致某一剖面（或某桩）声速明显过高时，此时用概率法得到的声速临界值明显过高（有的检测机构的报告中声速临
界值甚至高达6000m/s），这显然是不合理的。

规范对声速和声幅做出了明确的规定，并提供了很具体的判据算法，声时参数是用PSD变换表示的，但未提出具体的量化判断标准。

而主频和波形两个参数也未做明确的量化规定。

桩身完整性综合判定
1、桩身完整性类别判定
2、综合判定的方法
（1 ）采用平测法对桩的个检测剖面进行全面普查。

（2 ）对各检测剖面的测试结果进行综合分析确定异常点
a、采用概率法确定各检测剖面的声速临界值。

b、声速离散性不大，但临界值明显偏低时，参考低限值
c、低于临界值或PSD 判据中的可疑点，如波幅也偏低，可确定为异常点。

（ 3 ）对各剖面的异常测点进行细测
采用加密平测和交叉斜测等方法验证平测普查对异常点的判断并确定缺陷
的范围和投影边界。

（ 4 ）综合各个检测剖面细测的结果推断桩身缺陷的范围和程度。

a、是否存在同一高程的缺陷。

b、确定分布范围、投影尺寸。

c、缺陷程度的推断
?
实测声速与正常混凝土声速的偏离程度
?
?
实测声幅与正常混凝土声幅的偏离程度
?
?
实测声形与正常混凝土处的波形相比的畸变程度
?
?
缺陷处 PSD 判据的突变程度
?
声波透射法桩身完整性类别分类特征是根据以下几个因素来划分的：
（1 ）缺陷空间几何尺寸的相对大小；
（2 ）声学参数异常的相对程度；
（3 ）接收波形畸变的相对程度；
（4 ）声速与低限值比较。

这几个因素中除声速可与低限值作定量对比外，如Ⅰ、Ⅱ类桩混凝土声速不
低于低限值，Ⅲ、Ⅳ类桩局部混凝土声速低于低限值，其他参数均是以相对
大小或异常程度来作定性的比较。

声波透射法桩身完整性检测中综合判定的必要性：
用于判定桩身混凝土缺陷的多个声学参数指标—声速、波幅、 PSD 、主频、实测波形，它们各有特点。

声速与混凝土弹性性质相关，波幅与混凝土的
粘塑性相关，PSD 对波速的变化敏感、主频的漂移反映了对高频成分的衰
减情况，采用声速、波幅判据为主，结合PSD 、主频以及实测曲线的综合判定法对全面反映混凝土这种粘弹性材料的质量是合理的，科学的方法。

3、常见缺陷性质与声学参数的关系
（1）沉渣
沉渣是松散介质，其本身声速很低，对声波的衰减也相当剧烈，所以凡遇到沉渣，必然是声速和声副均剧烈下降。

（ 2 ）泥砂与水泥浆的混合物
这类缺陷多由浇注导管提升不当造成，若在桩身就是断桩；若在桩顶就是桩标高不够。

其特点是声速和声副均明显下降。

只不过出现在桩身时往往是突变，在桩顶是缓变。

（ 3 ）孔壁坍塌或泥团
声速和波幅均下降，下降多少视缺陷而定
局部泥团，未包裹声测管，则下降程度不很大
包裹声测管时，下降程度较大，特别是波幅。

（ 4 ）气泡密集的混凝土
在灌注桩上部桩身有时因为混凝土浇注管提升过快有大量空气在混凝土内。

虽不一定造成空洞，但可能形成大量气泡分布在混凝土内，使混凝土质量
有所降低。

这种缺陷不会使声速下降，但却使声波能量明显衰减。

（ 5 ）混凝土离析：
灌注桩容易发生混凝土离析，造成桩身某处粗骨料大量堆积，而相邻部位浆多骨料少的情况。

粗骨料多的地方，由于粗骨料多，而粗骨料本身波速高，往往造成这些部位声速值不低，有时反有所提高。

但由于粗骨料少而砂浆多的地方则正好相反：由于该处砂浆多，粗骨料少，测得的波速下降，但振幅测值不但不下降，有时还会高于附近测值。

应采用波速和声副两个参数进行综合的分析判断。