淺談聲波透射法在基樁質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

陳洪

摘要：聲波透射法是在預(yù)埋聲測(cè)管之間發(fā)射并接收聲波，通過實(shí)測(cè)聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時(shí)、頻率和波幅衰減等聲學(xué)參數(shù)的相對(duì)變化，對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)的一種基樁測(cè)試方法。作為一種正在廣泛應(yīng)用的基樁無損檢測(cè)技術(shù)，它具有檢測(cè)準(zhǔn)確性高、現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便、快捷，不受樁長、樁徑等條件限制的優(yōu)點(diǎn)，是其它一些基樁檢測(cè)方法所無法比擬的。本文從聲波透射法基樁檢測(cè)的基本原理和方法出發(fā)，講述了聲波透射發(fā)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，通過混凝土聲學(xué)參數(shù)如波速、波幅、頻率來判斷混凝土質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：聲波透射法；聲學(xué)參數(shù)；基樁；缺陷

近年來，隨著我國工程建設(shè)的迅速發(fā)展，眾多的橋梁、高層建筑、重型廠房、港口碼頭、海上采油平臺(tái)等基礎(chǔ)工程大量采用樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)的應(yīng)用越來越廣泛，已成為我國工程建設(shè)中最重要的一種基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)工程的造價(jià)通常為工程總造價(jià)的四分之一以上。在各種類型的樁基形式中，以混凝土灌注樁的使用最為突出，特別是大直徑樁基幾乎全部采用混凝土灌注樁。

樁基通常位于地下或水下，屬隱蔽工程，施工程序多、技術(shù)要求高、施工難度大。對(duì)于混凝土灌注樁，由于地質(zhì)條件、成樁工藝、機(jī)械設(shè)備等因素的影響易出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題，如斷裂、空洞、縮徑、離析、沉渣過厚、混凝土強(qiáng)度偏低等。樁基礎(chǔ)的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑物（構(gòu)筑物）的安全，也關(guān)系到人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。因此，樁基礎(chǔ)工程的試驗(yàn)和質(zhì)量檢驗(yàn)尤為重要，設(shè)計(jì)前、施工中和施工后都要進(jìn)行必要的試驗(yàn)和檢驗(yàn)，能否檢測(cè)到基樁的缺陷、如何測(cè)定缺陷的位置，并準(zhǔn)確地對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)成為基樁質(zhì)量檢測(cè)的一個(gè)核心問題。

對(duì)于幾種基樁樁身完整性檢測(cè)方法，鉆芯法是較為可靠、直觀的檢測(cè)手段，但該法只能反映局部范圍內(nèi)混凝土的質(zhì)量，且很難使用于長樁；低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法是目前認(rèn)為較能準(zhǔn)確測(cè)定缺陷的方法之一，但是受到淺部盲區(qū)、多缺陷和樁長過長等限制，無法測(cè)試出樁身淺部缺陷、多個(gè)缺陷及深部或樁底缺陷。關(guān)于參加全國動(dòng)測(cè)單位資質(zhì)考核的情況表明，其結(jié)果是不容樂觀的。低應(yīng)變測(cè)定樁身缺陷準(zhǔn)確率最高的是，一根有縮頸缺陷的預(yù)制樁，其準(zhǔn)確率達(dá)到90%；其次是一根全面離析、斷樁、夾層物占截面50%以上的鋼筋混凝土灌注樁，準(zhǔn)確率為70%-80%；而對(duì)縮頸、擴(kuò)頸、擴(kuò)底判斷準(zhǔn)確率較低。總的來說，低應(yīng)變法樁身檢測(cè)對(duì)缺陷程度較小的樁，準(zhǔn)確率很低僅為12%，與它形成鮮明對(duì)比的是超聲波檢測(cè)的準(zhǔn)確率幾乎高達(dá)100%，運(yùn)用聲波透射法檢測(cè)樁身完整性以及基樁質(zhì)量在現(xiàn)代大型的高層建筑、公路、橋梁工程中越來越普及。

1聲波透射法基本理論

聲波透射法基樁檢測(cè)技術(shù)是發(fā)展非常迅速的一項(xiàng)新技術(shù)，它是通過觀測(cè)和分析聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度、振幅、頻率等聲學(xué)參數(shù)，解決一系列工程中的有關(guān)問題。

聲波透射法基樁檢測(cè)技術(shù)[1]是彈性波測(cè)試方法中的一種，其理論基礎(chǔ)建立在固體介質(zhì)中彈性波的傳播理論上，該方法是以人工激振的方式向介質(zhì)（巖石、巖體、混凝土構(gòu)筑物）發(fā)射聲波，在一定的空間距離上接收介質(zhì)物理特性調(diào)制的聲波，通過觀測(cè)和分析聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度、振幅、頻率等聲學(xué)參數(shù)，解決一系列工程中的有關(guān)問題。

聲波透射法基樁檢測(cè)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①檢測(cè)細(xì)致，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；②不受樁長樁徑限制；③無盲區(qū)，聲測(cè)管埋到什么部位就可檢測(cè)到什么部位，包括樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)和樁底沉渣厚度；④不需樁頂露出地面即可檢測(cè)，方便施工；⑤可估算混凝土的強(qiáng)度。正因?yàn)槿绱?，雖然該方法需預(yù)埋聲測(cè)管，費(fèi)用較高，但仍然得到廣泛采用，特別是橋梁、高層建筑的大型、特大型灌注樁的檢測(cè)。

聲波透射法基樁檢測(cè)技術(shù)是發(fā)展非常迅速的一項(xiàng)新技術(shù)，它是通過觀測(cè)和分析聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度、振幅、頻率等聲學(xué)參數(shù)，解決一系列工程中的有關(guān)問題。目前對(duì)混凝土灌注樁的檢測(cè)主要從兩個(gè)方面進(jìn)行，一是樁的承載力、二是樁身完整性。一般在設(shè)計(jì)無誤的前提下，如果樁身完整性達(dá)到要求，樁的承載力一般都能達(dá)到要求，而承載力合格的樁，其完整性不一定能滿足要求。因此，對(duì)于混凝土灌注樁來說，完整性檢測(cè)顯得尤為重要。

2測(cè)基本程序

聲波透射法檢測(cè)基樁的基本程序如下：（1）首先將預(yù)埋在灌注樁中的聲測(cè)管灌滿水；（2）將聲測(cè)探頭放入聲測(cè)管中，同時(shí)連接好超聲儀；（3）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；（4）內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)。聲測(cè)管的布置和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

3結(jié)論

（1）本文評(píng)述了聲波透射法的基本理論和聲波透射法的檢測(cè)技術(shù)，并評(píng)述了混凝土聲學(xué)參數(shù)如聲速、波幅、頻率與混凝土質(zhì)量的關(guān)系，對(duì)判斷基樁樁身完整性的不同聲學(xué)參量作詳細(xì)的對(duì)比以便建立聲學(xué)參量和樁身缺陷的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（2）對(duì)聲波透射法檢測(cè)基樁的基本程序進(jìn)行了簡(jiǎn)單的講述。