超聲波透射法檢測(cè)樁身完整性解析

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升和建筑工程發(fā)展速度的持續(xù)提升，在許多混凝土工程中通過(guò)超聲波透射法檢測(cè)樁身完整性的方法得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：超聲波透射法；灌注樁樁身質(zhì)量；完整性解析

近年來(lái)隨著我國(guó)建筑工程建設(shè)事業(yè)整體的蓬勃發(fā)展，在這一過(guò)程中樁基礎(chǔ)也開(kāi)始得到了廣泛采用，并且已經(jīng)開(kāi)始成為我國(guó)建筑工程建設(shè)過(guò)程中最為重要的一種基礎(chǔ)形式。由于樁基工程的造價(jià)在建筑工程中通常占有很大的份額，并且其質(zhì)量通常也會(huì)也直接關(guān)系到整個(gè)工程的安危。因此在這一前提下對(duì)超聲波透射法檢測(cè)樁身完整性解析就具有極為重要的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。

1 超聲波透射法簡(jiǎn)析

對(duì)超聲波透射法進(jìn)行分析是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，其主要內(nèi)容包括了技術(shù)原理、使用設(shè)備、常用參數(shù)等內(nèi)容的分析。以下從幾個(gè)方面出發(fā)，對(duì)超聲波透射法進(jìn)行了簡(jiǎn)析。

1.1 技術(shù)原理

眾所周知建筑工程的樁基礎(chǔ)通常處于地下位置或者水下位置，大多數(shù)屬于隱蔽性較強(qiáng)的工程，并且其具有工序繁雜、技術(shù)要求高、施工難度大等工程特點(diǎn)，在這些特點(diǎn)的影響下導(dǎo)致了其很容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。因此可見(jiàn)對(duì)于樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量檢測(cè)的研究非常重要。而聲波可以根據(jù)其自身波動(dòng)頻率的將其分為次聲波、可聞聲波、超聲波特超聲波等不同的聲波種類(lèi)，而人能夠聽(tīng)到的聲波頻率范圍通常是20～20000Hz，這一區(qū)間內(nèi)的聲波通常也被稱(chēng)為可聞聲波，但是當(dāng)聲波的頻率超過(guò)20000Hz時(shí)，人的耳朵無(wú)法聽(tīng)到這些聲波，這種聲波就被稱(chēng)之為超聲波。另外，如果聲波在物體中傳播時(shí)當(dāng)物體中各質(zhì)點(diǎn)均進(jìn)行連續(xù)不歇的振動(dòng)時(shí)，這種波就會(huì)被稱(chēng)之為連續(xù)波，這一連續(xù)波就是建筑過(guò)程中混凝土檢測(cè)中常用的脈沖波。

1.2 使用設(shè)備

在超聲波透析法的應(yīng)用過(guò)程中，超聲波檢測(cè)往往需要能夠解決聲能和電能相互轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，因此這意味著通常會(huì)需要使用聲波換能器來(lái)解決這一問(wèn)題。除此之外，工作人員在使用換能器時(shí)通常會(huì)需要對(duì)換能器進(jìn)行有效的禍合，而禍合的主要目的是在于盡可能的讓更多的聲波能量能夠迅速的進(jìn)入被測(cè)介質(zhì)中，并且在另一方面能夠促使經(jīng)介質(zhì)傳播后的聲波信號(hào)最大限度的被測(cè)試系統(tǒng)迅速接收，從而在此基礎(chǔ)上提升測(cè)試系統(tǒng)的工作效率和工作精度。需要注意的是，在超聲波透析法的應(yīng)用過(guò)程中U52OA自動(dòng)測(cè)樁系統(tǒng)和U520型超聲儀都是得到廣泛應(yīng)用的設(shè)備，這些設(shè)備的應(yīng)用能夠有效提升自動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，并且能夠使用自動(dòng)提升系統(tǒng)的機(jī)械滑輪裝置，從而能夠十分輕松地移動(dòng)并且定位聲測(cè)管內(nèi)存在的換能器。

1.3 常用參數(shù)

在超聲波透析法的應(yīng)用過(guò)程中通常會(huì)需要不同參數(shù)的支持，例如在建筑工程中常用的混凝土質(zhì)量檢測(cè)中，較為常用的超聲波學(xué)參數(shù)主要包括了波速、波幅、頻率、波形等內(nèi)容。除此之外，在混凝土樁的完整性測(cè)試過(guò)程中其波速與其彈性的性質(zhì)通常是與其混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，而波幅則往往表示聲波在穿過(guò)混凝土后的能量衰減程度，這一指標(biāo)的強(qiáng)弱通常會(huì)與混凝土樁的薪塑性有關(guān)，即其對(duì)于缺陷區(qū)的反應(yīng)比聲時(shí)更為敏感。而接收波的主頻率其本質(zhì)是介質(zhì)衰減作用中的一個(gè)表面參數(shù)，即當(dāng)其遇到樁身的缺陷時(shí)會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的衰減，而接收波形這一參數(shù)可以根據(jù)波形的畸變程度來(lái)作為判斷缺陷的重要參考依據(jù)。

2 超聲波透射法檢測(cè)樁身完整性

超聲波透射法檢測(cè)樁身完整性需要許多步驟的有效支持，這主要包括了建立關(guān)系曲線、檢測(cè)數(shù)據(jù)整理、完整性計(jì)算等內(nèi)容。以下從幾個(gè)方面出發(fā)，對(duì)超聲波透射法檢測(cè)樁身完整性進(jìn)行了分析。

2.1 建立關(guān)系曲線

建立關(guān)系曲線是使用超聲波透射法檢測(cè)樁身完整性的第一步。通常來(lái)說(shuō)樁基礎(chǔ)和樁身通常會(huì)處于地下或者是水下，因此導(dǎo)致了其施工程序繁瑣并且技術(shù)要求較高，因此在對(duì)其使用超聲波透析法時(shí)需要首先建立相應(yīng)的關(guān)系曲線來(lái)對(duì)比規(guī)范并且在已有判據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)樁身的質(zhì)量進(jìn)行有效的判定。根據(jù)模糊數(shù)學(xué)中的相關(guān)理論，在樁身的質(zhì)量評(píng)價(jià)中，其混凝土的整體強(qiáng)度與超聲波的波速之間通常會(huì)存在著一定的相關(guān)性，究其原因可以發(fā)現(xiàn)是因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度與彈性模量之間具有一定程度的相關(guān)性，即彈性模量越高時(shí)混凝土樁身的完整性往往也就越高，即通過(guò)這種相關(guān)性我們可以推導(dǎo)出其中的關(guān)系曲線。

2.2 檢測(cè)數(shù)據(jù)整理

在建立完關(guān)系曲線后工作人員應(yīng)當(dāng)注重對(duì)之前獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，從而能夠更好地將其帶入關(guān)系曲線中。通常來(lái)說(shuō)建筑工程的檢測(cè)數(shù)據(jù)中，灌注樁各根聲測(cè)管之間的實(shí)測(cè)值在大多數(shù)情況下一般分布在400～1100mm之間。除此之外，在樁身混凝土達(dá)到30天的齡期之后，工作人員應(yīng)當(dāng)在盡可能達(dá)到同一工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試的要求下來(lái)測(cè)試同一剖面中的多點(diǎn)，對(duì)這些點(diǎn)盡可能的取離散性較小的數(shù)據(jù)的均值進(jìn)行分析，從而能夠更好地找出在不同管距下不同的波速和波幅的具體變化規(guī)律。舉例來(lái)說(shuō)，以380mm混凝土樁的超聲波透射法檢測(cè)結(jié)果中波速和波幅和波形的檢測(cè)數(shù)據(jù)與參數(shù)通常會(huì)采用模糊的綜合判定方法來(lái)進(jìn)行綜合判定，從而能夠?qū)渡淼耐暾院驼w質(zhì)量以及強(qiáng)度進(jìn)行更加有效的檢測(cè)，并且確保檢測(cè)結(jié)果的精確性與正確性。

2.3 完整性計(jì)算

在檢測(cè)數(shù)據(jù)整理完畢后，在通常情況下工作人員需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性的計(jì)算。在計(jì)算的過(guò)程中需要注意由隨機(jī)分布引起的計(jì)算誤差。根據(jù)模糊數(shù)學(xué)中的相關(guān)理論，可以證實(shí)混凝土樁身的完整性超聲波檢測(cè)的質(zhì)量波動(dòng)是符合正態(tài)分布的。在這一過(guò)程中需要注意的是，雖然超聲波的波速和混凝土樁身的強(qiáng)度之間具有一定程度的相關(guān)性，但是能夠直接影響到波速的因素還有很多，因此在完整性計(jì)算的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)其計(jì)算結(jié)果并不會(huì)完全的符合模糊數(shù)學(xué)中的正態(tài)分布。因此在這一前提下應(yīng)當(dāng)對(duì)樁身強(qiáng)度可靠度的計(jì)算，在計(jì)算方法上可以采用一次二階矩法來(lái)進(jìn)行完整性計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)算，從而促進(jìn)超聲波透射法檢測(cè)樁身完整性計(jì)算整體水平的有效提升。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑工程整體水平的持續(xù)提升和超聲波透射法理論基礎(chǔ)的持續(xù)完善，在許多建筑工程中超聲波透析法都得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)超聲波透析法有著清晰的了解，從而在此基礎(chǔ)上對(duì)于其在樁身完整性檢測(cè)中的合理運(yùn)用有著更大的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳奕柏.超聲波法在基樁反射波檢測(cè)中的應(yīng)用[J].暨南大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，26（0l）：127-129

[2]朱理生.超聲波法檢測(cè)灌注樁缺陷的探討[J].交通科技，2004，203（02）：12-14

作者簡(jiǎn)介：方永祥（1983-），男，福建漳州人，本科，工程師，研究方向：工程樁基檢測(cè)。