工程基樁檢測聲波透射法淺析

摘要：隨著"新基建"概念的提出，我國建設(shè)工程又邁向了一個新的發(fā)展階段，工程項目產(chǎn)品生產(chǎn)建設(shè)中逐漸增強(qiáng)了各環(huán)節(jié)的工程質(zhì)量檢測。樁基作為一項隱蔽工程，具有工序復(fù)雜、難度大、不確定因素多的特征，施工過程中容易出現(xiàn)安全隱患，因此樁基檢測工作十分關(guān)鍵.基于此，本文就超聲波透射法的實際應(yīng)用概述出發(fā)，闡述超聲波透射法在樁基檢測中的應(yīng)用，包括樁基內(nèi)跨孔透射法、單孔透射法、樁基樁外孔透射法，以供參考。

關(guān)鍵詞：跨孔透射法;單孔透射法;樁基樁外孔透射

引言

聲波及超聲波測試技術(shù)是近年來發(fā)展非常迅速的一項新技術(shù)。它的基本原理是用人工方法在混凝上介質(zhì)中激發(fā)一定頻率的彈性波，該彈性波在介質(zhì)中傳播時，遇到混凝土介質(zhì)缺陷會發(fā)生反射、透射、繞射，由接收換能器接收的波形，對波的到時、波幅、頻率及波形特征進(jìn)行分析，就能判斷混凝土樁的完整性及缺陷的性質(zhì)、位置、范圍及缺陷程度。聲波透射法以其鮮明的技術(shù)特點成為目前混凝土灌注樁（尤其是大直徑灌注樁）完整性檢測的重要手段，在工業(yè)與民用建筑、水利電力、鐵路、公路和港口等工程建設(shè)的多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

1、檢測原理：

聲波透射法的基本工作原理：在被測樁內(nèi)預(yù)埋若干根豎向相互平行的聲測管做為檢測通道，將發(fā)射換能器與接收換能器置分于聲測管中，管中注滿水作為介質(zhì)。由儀器中發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出一系列的電脈沖，加在發(fā)射換能器的壓電體上，轉(zhuǎn)換為脈沖聲波，聲波在樁身砼中傳播后到達(dá)另一個聲測管，并被安置其中的接收換能器所接收，再轉(zhuǎn)換成電信號。儀器中的數(shù)字信號采集系統(tǒng)（A/D）將聲信號轉(zhuǎn)換成離散化的數(shù)字信號送到顯示系統(tǒng)。由人工（或自動）判讀出超聲波穿過砼的聲時、接收首波的波幅等參數(shù)。

超聲波信號在砼的傳播過程中因發(fā)生繞射、折射、多次反射及不同的吸收衰減，使信號在砼中傳播的時間、振動幅度、波形及主頻等發(fā)生變化，這樣接收信號就攜帶了有關(guān)傳播介質(zhì)（即被測樁身砼）的密實、缺陷情況、完整程度等信息。由儀器計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理與判斷分析軟件對接收信號的各種聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，即可對樁身砼的完整性、內(nèi)部缺陷性質(zhì)、位置以及砼總體均勻性等級等做出判斷，完成檢測工作。

2、檢測技術(shù)

2.1聲波透射法檢測混凝上灌注樁的幾種方式

按照聲波換能器通道在樁體中不同的布置方式，聲波透射法檢測混凝土灌注樁可分為三種方式：樁內(nèi)跨孔透射法、樁內(nèi)單孔透射法和樁外孔透射法。

1.樁內(nèi)跨孔透射法

在樁內(nèi)預(yù)理兩根或兩根以上的聲測管，把發(fā)射、接收換能器分別置于兩管道中。檢測時聲波由發(fā)射換能器出發(fā)穿透兩管間混凝土后被接收換能器接收，實際有效檢測范圍為聲波脈沖從發(fā)射換能器到接收換能器所掃過的面積。根據(jù)兩換能器高程的變化又可分為平測、斜測、扇形掃測等方式。當(dāng)采用鉆芯法檢測大直徑灌注樁樁身完整性時，可能有兩個以上的鉆芯孔。如果我們需要進(jìn)一步了解兩鉆孔之間的樁身混凝土質(zhì)量，也可以將鉆芯孔作為發(fā)、收換能器通道進(jìn)行跨孔透射法檢測。

2.樁內(nèi)單孔透射法

在某些特殊情況下只有一個孔道可供檢測使用，例如鉆孔取芯后，我們需進(jìn)一步了解芯祥周圍混凝土質(zhì)量，作為鉆芯檢測的補(bǔ)充手段，這時可采用單孔檢測法，此時，換能器放置于一個孔中，換能器間用隔聲材料隔離（或采用專用的一發(fā)雙收換能器）。聲波從發(fā)射換能器出發(fā)經(jīng)耦合水進(jìn)人孔壁混凝土表層，并沿混凝土表層滑行一段期間后。再經(jīng)期合水分別到達(dá)兩個接收換能器上.從而測出聲波沿孔璧混凝士傳播時的各項聲學(xué)參數(shù)。

單孔透射法檢測時，由于聲傳播路徑較跨孔法復(fù)雜得多，須采用信號分析技術(shù)，當(dāng)孔道中有鋼質(zhì)套管時，由于鋼管影響聲波在孔壁混凝上中的統(tǒng)行，故不能來用此方法。單孔檢測時，有效檢測范圍般認(rèn)為是一個波長左右（8～1cm）.

3.樁外孔透射法

當(dāng)樁的上部結(jié)構(gòu)已施工或樁內(nèi)沒有換能器通道時，可在樁外緊貼樁邊的土層中鉆一個孔作為檢測通道，由于聲波在土中衰減很快，因此樁外孔應(yīng)盡量靠近樁身。檢測時在樁頂面放置一發(fā)射功率較大的平面換能器，接收換能器從樁外孔中自上而下慢慢放下，聲波沿樁身混凝土向下傳播，并穿過樁與孔之間的土層，通過孔中耦合水進(jìn)入接收換能器，逐點測出透射聲波的聲學(xué)參數(shù)。當(dāng)遇到斷桃或夾層時，該處以下各點聲時明顯增大，波幅急劇下降，以此為判斷依據(jù)。這種方法受儀器發(fā)射功率的限制?？蓽y樁長十分有限，且只能判斷夾層、斷樁、縮徑等缺陷，另外灌注樁樁身剖面幾何形狀往往不規(guī)則，給測試和分析帶來困難。

上述三種方法中，樁內(nèi)跨孔透射法是一種較成熟可靠的方法，是聲波透射法檢測灌注樁混凝土質(zhì)量最主要的形式，另外兩種方式在檢測過程的實施、數(shù)據(jù)的分析和判斷上均存在不少困難，檢測方法的實用性、檢測結(jié)果的可靠性均較低。

但應(yīng)注意，當(dāng)樁徑小于0. 6m時，聲測管的耦合誤差使聲時測試的相對誤差增大，因此樁徑小于0. 6m時應(yīng)慎用本方法。同時當(dāng)出現(xiàn)下列情況之時，也不得采用聲波透射法對整樁的樁身完整性進(jìn)行評定：

（1）聲測管未沿樁身通長配置;

（2）聲測管堵塞導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)不全;

（3）聲測管埋設(shè)數(shù)量不符合規(guī)范要求的情況。

結(jié)束語

準(zhǔn)確高效的基樁檢測不僅能更好的控制工程質(zhì)量，同時也使工程的安全性、可靠性、耐久性大大提高，為工程建設(shè)節(jié)約成本，基樁的缺陷呈現(xiàn)復(fù)雜多樣位置難以確定，單一的檢測方法不能準(zhǔn)確的確定缺陷的程度，所以結(jié)合多種檢測方法，檢測手段能夠更高效準(zhǔn)確的確定基樁質(zhì)量，同時應(yīng)綜合考慮各種方面的影響，在實踐中積累經(jīng)驗，提高水平，才能夠確保檢測結(jié)果精準(zhǔn)、可靠、科學(xué)，提高樁基質(zhì)量的檢測效率。

參考文獻(xiàn)

[1]羅琦.利用聲波透射法檢測樁基混凝土質(zhì)量的研究[J].居舍，2019，（25）.171.

[2]郝曉建，李建設(shè)，柳曉東.聲波透射法在海灣橋建設(shè)中的應(yīng)用[J].遼寧交通科技，2019（06）：156-158.

[3]楊光，汪雅珊，林煒，等.淺談聲波透射法在樁基質(zhì)量檢測中的應(yīng)用[J].居舍，2018，（14）.186.

作者簡介：胡科（1994，03，10），男，漢族，湖北孝感人，本科，單位：武漢新業(yè)人力資源服務(wù)有限公司，研究方向：工程檢測，單位所在的省市：湖北省武漢市，郵編：430063。