淺談超聲波透射法檢測(cè)橋梁樁基的試驗(yàn)及其應(yīng)用

陳奇

摘要：下文首先對(duì)使用超聲波透射方式開展檢測(cè)工作時(shí)涉及到的原理、使用的實(shí)際方式、如何進(jìn)行判斷展開了論述，其次就是與灌注樁開展檢測(cè)工作的相關(guān)實(shí)例相聯(lián)系，對(duì)開展檢測(cè)工作期間的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)歸納，對(duì)灌注樁開展的檢測(cè)以及施工保養(yǎng)這兩項(xiàng)工作，展開分析以及研究討論。

關(guān)鍵詞：超聲波透射法；檢測(cè)；橋梁樁基；試驗(yàn)及其應(yīng)用

對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，其主要涉及到樁基區(qū)域具備的承載力以及樁身部位的完整性這兩個(gè)方面的規(guī)范，注意樁基區(qū)域具備的承載力對(duì)其有無(wú)對(duì)上方位置的荷載進(jìn)行承載以及輸送的能力進(jìn)行決定。國(guó)內(nèi)目前對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)的方式有靜載測(cè)試方式、超聲波方式以及高低應(yīng)變方式等。下文將對(duì)橋梁項(xiàng)目樁基部位開展的檢測(cè)工作為例，討論了使用超聲波進(jìn)行透射的這一檢測(cè)方式。

一、檢測(cè)工作的相關(guān)原理、具體方式、最終判斷

（一）原理介紹

混凝土屬于一類集結(jié)類型使用到橋梁建設(shè)當(dāng)中的復(fù)合材料，它當(dāng)中分布著大量的復(fù)雜界面。若是混凝土當(dāng)中的構(gòu)成施工材料、施工工藝因素、自身質(zhì)量和進(jìn)行測(cè)試的尺寸規(guī)定好以后，它自身聲波傳遞的速度、第一個(gè)聲波的幅度以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收的主頻等這些聲學(xué)參數(shù)，普遍情況下，達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)當(dāng)中正態(tài)分布的相關(guān)要求。若是某一區(qū)域的混凝土有裂縫、空洞以及密實(shí)程度不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，就會(huì)讓混凝土自身具備的整體性遭到破壞，和不存在任何問(wèn)題的混凝土進(jìn)行對(duì)比，其聲時(shí)值相對(duì)較大，另外，幅度以及頻率數(shù)值會(huì)減小。

使用超聲波透射方式開展的檢測(cè)工作，適合使用在灌注成型施工期間，早已對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行預(yù)埋的混凝土材質(zhì)的灌注樁具備的整體性實(shí)施檢驗(yàn)。在對(duì)樁基進(jìn)行施工以前，根據(jù)樁徑的尺寸（3根不超過(guò)1.5m尺寸的樁基，43根超過(guò)1.5m尺寸的樁基），對(duì)規(guī)定數(shù)量的聲測(cè)管（大多數(shù)情況下，使用的聲測(cè)管材質(zhì)有鋼管或者是鍍鋅管，對(duì)其底部位置進(jìn)行封閉操作；對(duì)其上方位置實(shí)施加蓋操作）實(shí)施預(yù)埋操作，將其當(dāng)作讓換能器開展工作的途徑[1]。

（二）對(duì)檢測(cè)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及判斷

1.聲音的時(shí)間、速度以及速度的平均值要根據(jù)相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)對(duì)聲速以及波幅二者的深度曲線進(jìn)行繪制。

2.樁身部位的混凝土存在的問(wèn)題要按照下述方式進(jìn)行全面判斷，對(duì)聲速進(jìn)行判斷的根據(jù)：實(shí)際進(jìn)行測(cè)量時(shí)，得出混凝土的聲速數(shù)值若是小于臨界點(diǎn)，要把它當(dāng)作也許存在問(wèn)題的區(qū)域。

對(duì)聲速進(jìn)行判斷的根據(jù)：波幅的臨界點(diǎn)是其平均數(shù)值減去6dB得出的，實(shí)際進(jìn)行測(cè)量時(shí)，得出的波幅數(shù)值若是小于臨界點(diǎn)，就要把它當(dāng)作可能存在問(wèn)題的區(qū)域。

（三）樁基種類的劃分以及判斷

按照檢測(cè)得出樁身存在問(wèn)題的嚴(yán)重程度，從輕微到嚴(yán)重劃分為：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ這四種類型的樁基。

二、實(shí)例探究

將國(guó)內(nèi)某一座大橋項(xiàng)目對(duì)樁基開展的檢測(cè)工作作為實(shí)例，這一大橋使用了預(yù)應(yīng)力小橋梁，其尺寸為（15×25）m，使用了鉆孔灌注樁技術(shù)作為其成樁工藝，樁基建設(shè)的全部數(shù)量是34個(gè)，另外，這一地區(qū)的地質(zhì)條件相對(duì)優(yōu)質(zhì)。樁基使用的混凝土的強(qiáng)度大小是C25，樁徑的平均尺寸是1500mm，在樁身位置上按照等邊三角形的方式設(shè)置了聲測(cè)管，數(shù)量為3根。在這座大橋上，12-1號(hào)樁基施工設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度尺寸是13.60m，檢測(cè)得出的實(shí)際長(zhǎng)度尺寸是13.60m，所有檢測(cè)區(qū)域當(dāng)中，以500m為間隔尺寸逐點(diǎn)實(shí)施檢測(cè)工作，在對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行編號(hào)時(shí)，將正北順時(shí)針?lè)较虻牡谝桓暅y(cè)管當(dāng)作1號(hào)，然后劃分1-2、1-3、2-3這三個(gè)關(guān)距，其尺寸分別是1100 mm、900 mm、1080 mm。

這一樁基使用超聲波透射方式開展檢測(cè)工作得出的結(jié)論為：

在對(duì)12-1號(hào)樁基進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，剖面區(qū)域的聲速和波幅得出的數(shù)據(jù)均衡、不存在突變情況，沒(méi)有異常點(diǎn)發(fā)生，所有區(qū)域的數(shù)值全部超過(guò)臨界點(diǎn)。在上述3個(gè)剖面區(qū)域的測(cè)點(diǎn)上，其聲速的平均值分別是4.4981 km/s、3.5618 km/s、4.3219km/s，全部都在混凝土取值的正常區(qū)間內(nèi)。所有點(diǎn)當(dāng)中的PSD判斷根據(jù)沒(méi)有發(fā)生顯著地加大情況。實(shí)際測(cè)量得出的波形第一個(gè)波陡峭，后面的波動(dòng)幅度變化大，對(duì)波進(jìn)行接收的包絡(luò)線展示的是半圓形狀，波形未出現(xiàn)畸變問(wèn)題；主頻當(dāng)中的頻漂現(xiàn)象不嚴(yán)重、發(fā)生漂移問(wèn)題的數(shù)量平穩(wěn)[2]。所以，聯(lián)系相關(guān)規(guī)定內(nèi)容對(duì)這一大橋上的樁基進(jìn)行判斷得出：首先，該大橋當(dāng)中的樁基沒(méi)有太大的問(wèn)題存在，不會(huì)發(fā)生斷裝的危險(xiǎn)；其次，樁身具備的完整性的等級(jí)是Ⅰ。

三、檢測(cè)方式的有關(guān)注意事項(xiàng)

值得了解的是，檢測(cè)工作的有關(guān)方式擁有其復(fù)雜性，因此，不可以全部根據(jù)理論方面的實(shí)施進(jìn)行判斷，要注意下述提到的幾類注意事項(xiàng)，在實(shí)際開展檢測(cè)工作期間，能夠降低一部分不必要的偏差現(xiàn)象。

（一）地下水的實(shí)際含量

在對(duì)樁身位置開展水泥澆筑施工期間，如果樁身位置有缺陷問(wèn)題存在，另外，這一問(wèn)題的高度不超過(guò)地下水位的位置，那么，也許會(huì)導(dǎo)致地下水發(fā)生穿孔問(wèn)題。使用超聲波透射方式開展檢測(cè)工作期間，不可以對(duì)水位造成的影響問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，會(huì)導(dǎo)致滲水以后得出的數(shù)值同樣涵蓋在最后的結(jié)果內(nèi)，在很大程度上對(duì)漏洞問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生影響。

（二）樁基的年齡

這一條件同樣會(huì)對(duì)使用超聲波開展的檢測(cè)工作產(chǎn)生重大影響，也許會(huì)對(duì)信號(hào)還有波形產(chǎn)生影響，如果達(dá)不到有關(guān)要求，會(huì)造成在對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收期間，出現(xiàn)誤差問(wèn)題，還有就是因?yàn)樾盘?hào)不強(qiáng)，導(dǎo)致接收到的信號(hào)不精準(zhǔn)、波形的傳送畫面存在缺陷損傷。

（三）安裝聲測(cè)管

在對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行安裝期間，要確保進(jìn)行安裝的方法是水平方向開展安裝工作，若是安裝過(guò)程中沒(méi)有使用這一方法，就會(huì)造成檢測(cè)過(guò)程中的聲時(shí)數(shù)值、平均聲速、平均方差以及離散系數(shù)這幾個(gè)最終結(jié)果，發(fā)生相對(duì)偏大的偏差，對(duì)最后的測(cè)量數(shù)值造成影響。在對(duì)橋梁使用泥漿開展?jié)仓┕て陂g，因?yàn)槠湔w體積大，因?yàn)?，不可以確保所有澆筑物體開展?jié)仓┕さ耐鈱咏Y(jié)構(gòu)厚度相同，因此，探測(cè)得出的波幅同樣會(huì)存在差異，澆筑物體外層部位的結(jié)構(gòu)厚度較大的話，其探測(cè)得出的最終結(jié)果會(huì)對(duì)整個(gè)測(cè)量數(shù)值產(chǎn)生影響。

四、結(jié)束語(yǔ)

使用超聲波透射方式開展檢測(cè)工作，是對(duì)灌注樁的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的一個(gè)重要方式，能夠精準(zhǔn)地將鉆孔灌注樁項(xiàng)目當(dāng)中，施工期間存在質(zhì)量問(wèn)題的部分查找出來(lái)，特別是對(duì)那些樁徑以及長(zhǎng)度普遍偏大的鉆孔灌注樁來(lái)講，可以認(rèn)真、精準(zhǔn)的對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘慧明，PANHuiming.超聲波透射法在橋梁樁基完整性檢測(cè)中的應(yīng)用[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2015，17（6）：101-105.

[2]伍志昊.超聲波透射法在橋梁樁基完整性檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)：文摘版，2016（11）：00247-00247.

（作者單位：遼寧五洲公路工程有限責(zé)任公司）