基樁聲波透射法完整性檢測的數(shù)值模擬及應(yīng)用分析

譚雙雙

[摘要]聲波透射法作為基樁完整性無損檢測方法，在土木工程領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。聲波透射法與普通的低應(yīng)變法，高應(yīng)變發(fā)等基樁檢測方法相比，最大優(yōu)點(diǎn)就是能夠準(zhǔn)確直觀的發(fā)現(xiàn)基樁樁身結(jié)構(gòu)的缺陷。這種方法在操作的時(shí)候十分簡單，并且檢測的時(shí)候也比較準(zhǔn)確，適用于很多方面的檢測。雖然超聲波檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)十分多，并且在工程中被廣泛地應(yīng)用，但是對于這種方法在檢測過程中的數(shù)值模擬與工程實(shí)驗(yàn)測試分析還仍需完善。

[關(guān)鍵詞]聲波透射法;基樁;缺陷;應(yīng)用? 文章編號：2095-4085（2019）05-0007-02

隨著我國建筑行業(yè)的高速發(fā)展，對工程質(zhì)量的要求越來越高，并且樁基是一個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)工程，對于工程質(zhì)量具有非常重要的意義。在施工過程中，基樁由于施工工藝等很多不確定的因素影響產(chǎn)生缺陷，如果不對樁基進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，就會給工程帶來很大的安全隱患，直接影響工程的整體質(zhì)量。本文通過聲波透射法完整性檢測的數(shù)值模擬以及應(yīng)用的探討，為提高工程質(zhì)量提供可借鑒的方法。

1? 超聲波基樁檢測基本原理及檢測方法

1.1? 超聲波的原理及適用范圍

聲波如果在砼中傳播出現(xiàn)缺陷的時(shí)候就會導(dǎo)致聲波發(fā)生折射，反射，比如說出現(xiàn)裂縫，空洞，松散等等因素，都會產(chǎn)生這些現(xiàn)象，導(dǎo)致聲速降低，波幅減小。聲波透射法檢測樁身完整性就是通過利用聲學(xué)的參數(shù)變化作為檢測的基本依據(jù)。通過預(yù)埋管作為換能器的通道，在檢測之前將測管灌滿清水，作為耦合劑。然后將換能器放置在測管里面，發(fā)射換能器通過定期的多頻脈沖超聲波，接受到的聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過聲波儀器的聲息，同時(shí)參照聲波參數(shù)的變化，對樁身混凝土進(jìn)行判斷，保證樁基的完整性。聲波透射法適用在樁徑大于0.8m的灌注樁，對于樁長沒有限制，基樁受力形式可以為端承樁或者摩擦樁。

1.2? 聲波透射法基樁檢測方法

按照超聲波的聲測管的數(shù)量和不同布置方式，可分為樁內(nèi)單孔透射法，樁外孔透射法，樁內(nèi)跨孔透射法。

超聲波從發(fā)射換能器出發(fā)經(jīng)稱合水進(jìn)入孔壁混凝土的表面，當(dāng)耦合水分別達(dá)到接收換能器的時(shí)候，就能夠測出超聲波沿孔壁混凝土傳播的聲學(xué)參數(shù)。當(dāng)樁上部已經(jīng)施工，可以在樁外緊貼樁邊的土層鉆一個(gè)孔作為檢測通道，檢測的時(shí)候在樁的頂面放置一個(gè)發(fā)射功率較大的平面換能器，這樣在接受信號的時(shí)候就能夠自上而下，超聲波就沿著混凝土向下傳播，并且在穿過樁與孔之間的土層能夠進(jìn)入換能器，然后通過點(diǎn)與點(diǎn)之間的透射測出聲學(xué)參數(shù)，進(jìn)而判斷樁身的質(zhì)量。樁內(nèi)跨孔法是超聲波透色法檢測樁身質(zhì)量的主要形式，檢測的時(shí)候超聲波通過換能器出發(fā)穿透兩管之間混凝土后被接受換能器接受，實(shí)際有效的檢測范圍就是聲波脈沖從發(fā)射換能器到接受換能器所掃過的面積（見圖1）。

2? 常見缺陷簡介

基樁在灌注混凝土的時(shí)候經(jīng)常會出現(xiàn)以下幾種缺陷，裂縫，沉渣，集中性氣孔，樁頭浮漿，樁身離析等常見的缺陷。裂縫在樁身混凝土澆筑完成之后，沒有取得完全的連續(xù)性，通過裂縫的大小與布置情況判定樁身完整性類別。沉渣就是在混凝土的澆筑之前未進(jìn)行清孔，導(dǎo)致樁底部位出現(xiàn)與持力層斷層的現(xiàn)象。如果在埋設(shè)導(dǎo)管的時(shí)候太深就會導(dǎo)致混凝土的流動性出現(xiàn)不足，并且導(dǎo)管中的混凝土?xí)霈F(xiàn)多余的氣體和混凝土夾雜在一起沒有辦法排除，導(dǎo)致出現(xiàn)很大的集中性氣孔，出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象，這種缺陷嚴(yán)重的影響了截面的承載力。樁頭浮漿主要就是在施工的過程中砂漿會與水接觸，在這個(gè)過程中會混入泥水，就導(dǎo)致了樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)出現(xiàn)，在實(shí)際的基樁檢測中，樁頂?shù)牡蛷?qiáng)區(qū)并不會對樁身承載力造成影響;樁身離析主要的原因就是在混凝土澆筑的過程中因?yàn)闈仓痪鶆驅(qū)е碌幕炷岭x析，同時(shí)在制作的過程中因?yàn)椴牧喜缓细駛円矔霈F(xiàn)這樣的現(xiàn)象。

3? 結(jié)語

總而言之，聲波透射法基樁質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)綜合了各種各樣的方法，并且能夠?yàn)楣こ烫幚硖峁┮罁?jù)，同時(shí)檢測人員對聲測管埋置方法的了解程度也將是檢測準(zhǔn)確度的影響因素，所以，檢測人員需要通過施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行檢測，通過實(shí)際的情況判定和分析缺陷的主要因素，這對現(xiàn)場的施工有一定的指導(dǎo)作用。聲波透射法對于基樁的完整性檢測有很重要的意義，在結(jié)果和判定樁身完整性類型顯得非常的重要，通過結(jié)合實(shí)際的施工情況，就聲波透射法檢測基樁完整性的檢測以及缺陷判定，常見問題以及設(shè)備故障做出簡單的總結(jié)。

參考文獻(xiàn)：

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