探究橋梁樁基檢測中聲波透射法檢測的應(yīng)用

張恒啟

摘 要：聲波透射技術(shù)是現(xiàn)代常用橋梁基樁完整性檢測手段，具有檢測精準(zhǔn)度高以及檢測便捷等方面優(yōu)勢，已經(jīng)在混凝土基樁檢測中得到了廣泛運(yùn)用。為保證技術(shù)運(yùn)用效果，本文將以聲波透射技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢介紹為切入點(diǎn)，對技術(shù)在橋梁基樁完整性檢測中的運(yùn)用展開全面分析，旨在提升聲波透射技術(shù)應(yīng)用水平，保證橋梁基樁完整性檢測質(zhì)量。對于相關(guān)領(lǐng)域科研工作者和同行業(yè)工作人員具有十分重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：橋梁樁基檢測;聲波透射法;實(shí)際應(yīng)用

0 引言

樁基礎(chǔ)現(xiàn)在在橋梁建設(shè)中大量使用，基樁完整性會對橋梁質(zhì)量及使用年限產(chǎn)生直接影響。為保證基樁質(zhì)量，施工結(jié)束后，會運(yùn)用多種有效檢測技術(shù)，對基樁完整性進(jìn)行檢測，聲波透射法檢測就是其中一種，且是一種便捷、有效、準(zhǔn)確度較高的一種方法。

1 聲波透射技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

樁基樁身混凝土澆筑之前，在鋼筋籠上預(yù)埋若干數(shù)量聲測管（具體根據(jù)樁徑大小參考規(guī)范來確定數(shù)量），聲測管作為換能器的通道。檢測時(shí)，先將聲測管住滿清水，將換能器放入聲測管中，再將它與跨孔聲波檢測儀連接，換能器保持同等高度、同等速度由下至上提升，采集存儲檢測聲波穿過樁身各橫截面的波速、波幅、聲時(shí)等聲學(xué)參數(shù);然后在利用分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，確定樁身混凝土缺陷的位置、范圍以及程度，從而判定樁身完整性類別[1]。

應(yīng)用優(yōu)勢具體如下：（1）樁身缺陷位置準(zhǔn)確度高，可以對整個(gè)樁身各個(gè)斷面的全面分析;（2）檢測方法較為便捷，檢測結(jié)果準(zhǔn)確度較高，不受樁長和樁徑的影響可以對較長樁以及較大直徑的樁進(jìn)行檢測。

2 聲波透射法在橋梁基樁檢測中的運(yùn)用

聲波透射技術(shù)主要用于樁身完整性檢測，主要以樁身缺陷位置檢測為主[1]。在此將以某橋梁檢測為例，對技術(shù)現(xiàn)實(shí)運(yùn)用展開深層次探討。

2.1 工程實(shí)例

擬建的某大橋項(xiàng)目位于安徽省，大橋基礎(chǔ)采用機(jī)械鉆孔混凝土灌注樁，設(shè)計(jì)樁長13.80 m～20.00 m，樁徑800 mm，單樁豎向抗壓承載力容許值為2 657 kN～3 871 kN。由安徽省某工程檢測中心對其在建的大橋項(xiàng)目的機(jī)械鉆孔混凝土灌注樁進(jìn)行聲波透射法檢測，以檢測工程樁的樁身完整性[2]。

2.2 具體檢測

首先在2個(gè)聲測管中注滿清水并將換能器分別放置在1、2管中，使其保持同樣的高度，提升或放下時(shí)保持同樣的速率，采樣間隔控制在100 mm以內(nèi)（也可更小）;然后從聲測管的底部提升到頂部，若是檢測過程中發(fā)現(xiàn)可疑部位可以采用加密測試或者斜側(cè)、扇形掃測等方式進(jìn)行測試，以便準(zhǔn)確判斷缺陷位置和具體范圍;下面以其中的35#、42#樁為對象對檢測結(jié)果進(jìn)行分析[3]。其中35#樁，樁長為15 m，采集到的聲測管數(shù)據(jù)分析它的聲學(xué)參數(shù)（聲時(shí)、波幅、波速），（如圖1）所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在檢測范圍內(nèi)聲速Vmax=

4.552 km/s、Vmin=4.203 km/s、Vc=4.420 km/s，Vs=0.046，聲速相對穩(wěn)定。波幅 Amax=101.3 dB、 Amin=98.6 dB、Ac=99.6 dB、As=0.486，且該樁聲時(shí)-PSD曲線無突變，波形較為均勻，說明35#樁樁身混凝土密實(shí)，完整性好。42#樁樁長為15.8 m的，聲測管數(shù)據(jù)分析它的聲學(xué)參數(shù)（聲時(shí)、波幅、波速），分析結(jié)果顯示，在深度2.5 m到3 m范圍內(nèi)局部聲速偏低，聲幅明顯偏低，且PSD曲線突變明顯，波形畸變明顯無規(guī)律，以上數(shù)據(jù)可以判斷42#樁樁身可能存在2.5 m到3 m范圍內(nèi)缺陷，如圖2所示。

為了驗(yàn)證聲波檢測的準(zhǔn)確性，42#樁是否在淺部有缺陷，施工單位對該樁進(jìn)行開挖，發(fā)現(xiàn)42#樁深約2.5 m左右確實(shí)存在混凝土縮頸、不密實(shí)等情況存在（如圖3所示），按設(shè)計(jì)變更，施工單位采取風(fēng)鎬鑿去上部松散混凝土，并支模重新澆筑高2個(gè)標(biāo)號混凝土進(jìn)行處理。以上事例，可以說明聲波透射法在檢測準(zhǔn)確性上較高，利于發(fā)現(xiàn)基樁缺陷[4]。

2.3 檢測結(jié)果

在樁基施工結(jié)束后，齡期滿足要求或同條件試塊滿足要求的情況下，對該其進(jìn)行了聲波透射法檢測。檢測儀器采用RS-ST06D（T）型非金屬跨孔聲波儀，其具有測試精度高、自動化功能強(qiáng)等特點(diǎn)，可以檢測混凝土松散、裂縫及其它缺陷并準(zhǔn)確定位。

檢測數(shù)據(jù)的分析處理和缺陷的判定嚴(yán)格按照《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2014）的規(guī)定進(jìn)行。檢測樁身完整性檢測目前有很多方法，由于各種方法的原理不同，檢測人員水平不同可能會導(dǎo)致檢測結(jié)果存在差異，聲波透射法的檢測結(jié)果較為可靠。聲波透射法檢測相對于低應(yīng)變檢測，檢測成本相對較高，檢測效率相對較低，但準(zhǔn)確性相對較高;但又比鉆芯法檢測成本相對較低，檢測效率相對較高，聲波透射法檢測基本不受樁長、樁徑影響，圖形直觀，信號分析干擾因素少，檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，對缺陷位置、缺陷程度能夠準(zhǔn)確定位;但是由于發(fā)射的高頻聲波，若聲測管周圍有泥漿可能會影響檢測結(jié)果。由于其是焊接或綁扎在鋼筋籠上如果樁體較長很難控制器垂直性且它只針對聲測管之間的混凝土進(jìn)行檢測評價(jià)，對樁周混凝土保護(hù)層的缺陷無法檢測[5]。

2.4 技術(shù)應(yīng)用建議

橋梁樁基相對較長且周邊環(huán)境較差，其成樁質(zhì)量會受到很多因素影響，所以檢測結(jié)果要對其樁型、結(jié)合地質(zhì)報(bào)告相對比進(jìn)行分析，從而做出準(zhǔn)確判斷，為后面補(bǔ)救施工提供準(zhǔn)確位置和方向。同時(shí)，要對樁身缺陷產(chǎn)生原因與特點(diǎn)展開全面分析，采用其他檢測手段來驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性，這樣也會在實(shí)際檢測中積累到更多的經(jīng)驗(yàn)，能夠在準(zhǔn)確分析出樁身質(zhì)量問題的同時(shí)，為后續(xù)解決方案制定奠定扎實(shí)基礎(chǔ)，這對于基樁施工，甚至是整體橋梁工程施工而言，都是極為有利的，因此，該技術(shù)應(yīng)該在今后檢測中加以推廣。

3 結(jié)束語

通過以上測試結(jié)果及相關(guān)比對，聲波透射發(fā)檢測在樁身完整性檢測中有著較明顯優(yōu)勢與價(jià)值，可以滿足完整性檢測各項(xiàng)要求，而且操作比較簡單，且受環(huán)境影響較小，建議可以進(jìn)行大規(guī)模推廣與使用[6]。當(dāng)然也有它的局限性，因此希望結(jié)合實(shí)踐問題，通過引進(jìn)新的科學(xué)研究技術(shù)，結(jié)合實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)逐步彌補(bǔ)各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用缺陷，為技術(shù)實(shí)際應(yīng)用以及發(fā)展提供更多助力。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭志茂.聲波透射法檢測公路基樁完整性[J].居舍，2019

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[2]付渝渝，魯光銀，朱自強(qiáng)，等.聲波透射法檢測公路基樁完整性[J].中國科技信息，2019（7）：86-87.

[3]鄧國文，王齊仁，化得鈞，等.聲波透射法在基樁檢測中的應(yīng)用[J].工程勘察，2013，41（6）：92-95.

[4]李廷，徐振華，羅俊.基樁聲波透射法檢測數(shù)據(jù)評判體系研究[J].巖土力學(xué)，2010，31（10）：3165-3172.

[5]雷永裕，吳曉寒，鄒桂高.聲波透射法和低應(yīng)變反射波法聯(lián)合檢測在北京新機(jī)場中的應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ)，2020，34

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[6]馬馳.聲波透射法結(jié)合鉆芯法檢測灌注樁樁身完整性的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2020（6）：231-232.