淺談超聲波無損檢測技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用

姜凡，周東富

（吉林省地質(zhì)勘探技術(shù)研究所，長春 130103）

淺談超聲波無損檢測技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用

姜凡，周東富

（吉林省地質(zhì)勘探技術(shù)研究所，長春 130103）

在工程建筑中，樁基的建設(shè)是最為重要的一個環(huán)節(jié)，而對樁基的檢測又是重中之重。如何保證工程樁基的質(zhì)量已經(jīng)成為工程行業(yè)要解決的首要問題。通過分析超聲波無損檢測技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用，以進一步提高樁基工程施工質(zhì)量。

超聲波無損檢測技術(shù)；工程施工；應(yīng)用

1 什么是超聲波無損檢測技術(shù)

超聲波無損檢測技術(shù)主要是利用聲波在空氣中的傳遞、反射的條件轉(zhuǎn)換，進行物體的檢測。其主要目的是在不損傷或不損害被檢測對象使用性能及原本狀態(tài)的前提下，對被檢測對象中是否存在缺陷或不完整、不均勻性進行檢測，并準確地檢測出被檢測物體缺陷大小、具體位置、性狀、數(shù)量等信息，從而判斷出被檢測對象目前所處的狀態(tài)。超聲波無損檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航天、航海、建筑工程等眾多行業(yè)中。

2 超聲波無損檢測技術(shù)的工作原理及優(yōu)缺點

2.1 超聲波無損檢測技術(shù)的工作原理

超聲波無損檢測技術(shù)的工作原理是利用超聲波在被檢測物體中的傳導(dǎo)性進行檢測。它主要的工作原理有以下幾點：第一，被檢測物體在檢測時會產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的超聲波，并采用相應(yīng)的技術(shù)措施將被檢測物體所釋放出的聲源導(dǎo)入到檢測所用的試件中。第二，超聲波在試件中進行傳導(dǎo)時會與試件本身的材料及與其相關(guān)聯(lián)的被檢測物體的缺陷產(chǎn)生相互作用，從而使超聲波的傳導(dǎo)方向或狀態(tài)發(fā)生改變。第三，被檢測物體所釋放出的超聲波被改變狀態(tài)后會通過檢測設(shè)備接收，從而使工作人員能夠?qū)ζ溥M行分析及處理。第四，工作人員可以根據(jù)所接收到的超聲波性狀特征，評估并驗證出試件及被檢測物體中是否存在著缺陷或是不均勻性。

2.2 超聲波無損檢測技術(shù)的優(yōu)點

第一，超聲波無損檢測技術(shù)廣泛適用于金屬類、非金屬類以及復(fù)合類材料的檢測，且具有穿透力強的特點，比較適用于對厚度范圍較大的物體進行缺陷檢測。例如：超聲波無損檢測技術(shù)可以對2mm以內(nèi)的金屬物體及材料進行檢測，也可以穿透較長的鋼管進行檢測。第二，超聲波無損檢測技術(shù)對被檢測物體的缺陷定位十分準確，較大面積的缺陷檢測準確率超過90%。超聲波無損檢測技術(shù)的感知靈敏度很高，對被檢測物體中面積缺陷較小的位置也能準確定位。第三，超聲波無損檢測技術(shù)的檢測成本低，檢測速度很快，對工作人員及周邊的環(huán)境沒有任何損害，適用于工程施工的質(zhì)量檢測。

2.3 超聲波無損檢測技術(shù)的缺點

雖然超聲波無損檢測技術(shù)近年來被廣泛應(yīng)用于各工程的質(zhì)量檢測中，且有著諸多的優(yōu)點，但超聲波無損檢測技術(shù)最大的缺點是它在對具有著復(fù)雜性狀的物體或是不規(guī)則性狀的物體進行檢測時，數(shù)據(jù)的準確率是較低的。超聲波無損檢測技術(shù)雖然能夠?qū)Ρ粰z測物體內(nèi)的缺陷進行準確定位，但如果需要定量性的數(shù)據(jù)信息，仍需要工作人員進行更細致的研究。另外，如果被檢測物體中含有晶質(zhì)物體，則檢測出的結(jié)果會受到不同程度的影響。在檢測中如果采用手工脈沖型方法，檢測出的結(jié)果也會產(chǎn)生較大差異。

3 超聲波無損檢測技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用

3.1 超聲波無損檢測技術(shù)對樁基承載力的檢測

超聲波無損檢測技術(shù)對樁基工程承載力的檢測主要分為兩個部分，即：靜荷載試驗法與高應(yīng)變動測法。靜荷載檢測法是在檢測樁基縱向承載力時，在樁基的頂端加施靜荷載，通過檢測所得到的PS曲線參數(shù)特征來初步確定樁基承載力，從而更準確地分析出樁基施工的質(zhì)量。但是，由于靜荷載檢測法所需的檢測時間較長，且成本較高，再加之檢測對所需的樁基設(shè)計安全系數(shù)要求較高，因此很難獲得準確的檢測結(jié)果。高應(yīng)變檢測法是一種對樁基基身完整性及單樁縱向承載力進行檢測的方法。在檢測中主要以錘重高于樁身重量10%的力度，以自由落體方式擊打樁基頂端，從樁基頂端所傳導(dǎo)出的超聲波來確定相關(guān)的動力系數(shù)，并以此數(shù)據(jù)對樁基的承載力進行分析和計算。

3.2 超聲波無損檢測技術(shù)對樁基完整性的檢測

在對樁基完整性的檢測中，低應(yīng)變動檢測技術(shù)是最為適用的一種方法，這種方法主要是通過對樁基頂部施加較低的振動能量，從而引起樁基基身及周邊土體的共振，當土體共振時，利用適當?shù)膬x器和設(shè)備對樁基基頂振動的速度進行檢測，同時利用超聲波振動原理及阻抗理論對超聲波所反射的數(shù)據(jù)參數(shù)進行分析和計算，以此來判斷樁基整體的施工質(zhì)量及樁基的完整性，評估出樁基施工時的承載能力。

在對樁基的完整性進行檢測時，還可以使用超聲波透射法完成。超聲波透射法主要是利用超聲波在混凝土中的傳導(dǎo)聲學(xué)理論，對所傳播的聲波參數(shù)進行檢測，例如：對樁基聲波傳導(dǎo)中的聲速、音頻、幅度、頻率進行檢測，以分辨它們的變化及聲波的傳導(dǎo)狀態(tài)，準確地分析出樁基中混凝土的完整性、連續(xù)性及斷層部分。利用超聲波透射法可以準確地判斷出樁基缺陷部位及大小狀態(tài)等因素，從而保證樁基的質(zhì)量。

4 結(jié)語

超聲波無損檢測技術(shù)對保證樁基完整性有著至關(guān)重要的作用，超聲波無損檢測技術(shù)可以更準確地判定樁基內(nèi)部的缺陷及不安全因素，從而最大限度地保證樁基的工程施工質(zhì)量。

［1］茍智棟.超聲波無損檢測技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用［J］.高原地震，2015，27 (01):68-72.

［2］范德生.超聲波無損檢測技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用思考［J］.科學(xué)時代，2015，(12):155.

TU473.16

A

1674-8646（2016）01-0037-02

2015-09-13

姜凡（1982-），女，吉林吉林人，學(xué)士，工程師，從事地基基礎(chǔ)檢測研究。