超聲波透射法用于工程基樁檢測中的效果分析

景 勝

（四川蜀工公路工程試驗檢測有限公司， 四川 成都 610100）

0 前言：

在工程建設(shè)中，由于受到諸多因素的影響，工程基樁不可避免的會存在一些問題，而超聲波透射法是一種無損檢測法，能夠?qū)崿F(xiàn)對工程基樁的全面和準(zhǔn)確檢測，對保障工程基樁具有良好的質(zhì)量具有重要的意義。超聲波透射法具有著特殊的原理，在工程基樁檢測中也有多種方法，而超聲波透射法如何用在工程基樁的檢測中，且具有怎樣的效果，就是本文主要研究的內(nèi)容。

1 超聲波透射法概述

所謂超聲波透射法，主要是使用超聲波對物質(zhì)內(nèi)部整體的構(gòu)造實施探測，后對反射波形進(jìn)行判斷，并給出相應(yīng)透射檢測的結(jié)論。當(dāng)超聲波遭遇非均質(zhì)性物質(zhì)后，其波形會發(fā)生相應(yīng)的改變，根據(jù)改變的情況進(jìn)行分析來對物質(zhì)內(nèi)部的構(gòu)造缺陷實施判斷[1]。

2 基樁檢測超聲波透射法類型

2.1 樁內(nèi)的單孔透射

往往在工程基樁的施工中，由于受到諸多因素的影響，可能僅僅有一個孔道能夠用于檢測，此時可以將換能器在其孔內(nèi)設(shè)置，并將換能器通過隔聲材料實施隔離處理。換能器進(jìn)行超聲波的發(fā)射后，超聲波就會經(jīng)耦合水到孔壁的混凝土表層位置，并于其表層實施滑行，后經(jīng)耦合水又回收到接收型的換能器內(nèi)，對傳播中聲學(xué)的參數(shù)獲取，以此來對基樁狀態(tài)進(jìn)行判斷。

2.2 樁內(nèi)的跨孔透射

此方法是基樁基礎(chǔ)檢測法，是使用最為廣泛的類型。在此方法的使用中，先要于基樁內(nèi)進(jìn)行兩根或者多根的聲測管放置，后將清水在管內(nèi)灌注，并把發(fā)射與接收的換能器在兩管道內(nèi)放置。從發(fā)射的換能器內(nèi)發(fā)射出超聲波，經(jīng)兩管間的混凝土又到接收的換能器內(nèi)，按照實際情況就能夠?qū)ζ渎晫W(xué)的參數(shù)獲取，后分析得到相應(yīng)波形，就能夠?qū)渡淼幕炷翣顟B(tài)實施判斷[2]。

2.3 樁外孔的透射

若基樁內(nèi)沒有可用通道進(jìn)行換能器的設(shè)置，就可以采用鉆孔實施透射，一般來說把樁外孔在樁邊的土層下設(shè)置，并將此外孔當(dāng)作檢測的通道，后把平面的換能器于樁頂面的對應(yīng)位置實施放置，借助樁外孔把接收的換能器自上而下實施放置，則超聲波沿著樁身所傳播呈現(xiàn)自上而下狀態(tài)，經(jīng)樁和孔間土層部分，使用孔內(nèi)耦合水實現(xiàn)順利的檢測，但此方法受到超聲波的能量限制，對基樁的檢測長度是較小的。

3 超聲波透射法用于工程基樁檢測中的效果實例分析

3.1 工程概況

在某公路工程中，全長是70km，包括有公路、隧道和橋梁等內(nèi)容，工程的主線地形和地勢十分復(fù)雜，途徑山前、山谷、河谷的沖洪積扇區(qū)域，且覆蓋層的厚度變化也十分較大，其分布的范圍在0-50m。此工程施工選擇灌注樁進(jìn)行施工，對在其工程基樁的檢測中選擇超聲波的透射法。

3.2 檢測的流程

在打樁前要先把場地實施清理，確保地面的平整性，必要的時候可以通過推土機實施整平處理。在檢測中，先進(jìn)行檢測通道的設(shè)置，把多根豎向、平行性聲測管在被測的樁內(nèi)埋設(shè)，后把清水注入到管中，一直到注滿，其當(dāng)作耦合劑而用；后使用超聲的檢測儀發(fā)射超聲波，使超聲波從檢測的樁體內(nèi)通過，后觀察接收的換能器接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)，當(dāng)其對數(shù)據(jù)完成接收，就能更得到不同階段中聲參數(shù)的數(shù)據(jù)。再使用數(shù)據(jù)處理的軟件對其參數(shù)數(shù)據(jù)實施綜合性分析和處理，從而對基樁的實際情況進(jìn)行掌握，判斷其是否具有良好完整性[3]。

3.3 檢測的結(jié)果分析

3.3.1 完整樁檢測分析

在對I 類的完整樁實施樁基的檢測中，檢測的基樁長是48m，樁徑是1m，本工程設(shè)置的聲測管共有3 根，首波聲是127us，波速是4561m/s，首波的波幅是90.42dB，聲測的剖面上聲速值以及波幅值都在臨界值之上，則可確定此樁是I 類的完整樁。通過儀器針對各個測點實施分別激發(fā)，隨著高度逐漸增高，則聲學(xué)參數(shù)中的波幅、波速和PSD 值都出現(xiàn)改變，和數(shù)值的模擬結(jié)果結(jié)合分析，檢測的剖面中聲學(xué)的參數(shù)否沒有出現(xiàn)異常，且聲速和波幅都超過低限值，因為樁身具有良好完整性、波形沒有異常，則確定此樁是I 類的完整樁。

3.3.2 沉渣檢測分析

在樁底沉渣的檢測中，檢測的樁長是26.5m，檢測到樁底低于25m 的位置存在樁身剖面的缺陷，對聲時逐漸增長，則波速也波幅出現(xiàn)了不斷的降低，且PSD值也發(fā)生異常。在樁底位置，各參數(shù)值都發(fā)生異常，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)實施分析，在25m 下波速是極小的，在2-3km/s 范圍，是顯著比聲速的臨界值要低的，因此判斷此樁位底部位置存在沉渣情況。通過對施工的日志說明實施分析，發(fā)現(xiàn)在此樁清孔后存在灌注的不及時，出現(xiàn)了泥漿的沉淀，造成樁底的沉渣存在較大厚度，進(jìn)而導(dǎo)致此樁是不合格的。

3.3.3 縮頸平測分析

在縮頸的平測中，13-6 編號樁在13m 的位置存在異常波形，在6 個剖面中都出現(xiàn)波幅、波速和PSD 值的變化情況，但不能確定是縮還是斷樁，則可以采用掃測斜測的方法對缺陷的類型實施進(jìn)一步的確定。通過勘查分析，因為路側(cè)的填土高度比較大、鉆孔的深度太深、井壁存在較大的重力與應(yīng)力等，導(dǎo)致施工中的護壁作用不能有效發(fā)揮，進(jìn)而使地基附加的應(yīng)力發(fā)生增加，在一定的深度條件才，其樁身就很容易發(fā)生縮孔。通過對樁的聲學(xué)參數(shù)和波形曲線綜合分析，表明多數(shù)的剖面沒有損壞，具有良好的狀態(tài)，同時在對混凝土的澆筑中，當(dāng)此樁拔管達(dá)到13m 位置，由于故障曾造成一定時間的停滯[4]。所以得出，造成縮頸可能是混凝土的澆筑中存在停滯時間的太長，對已澆筑混凝土和易性造成了影響。通過數(shù)值模擬以及試驗綜合分析，初步判斷此樁的缺陷是縮頸，進(jìn)而借助樁身剖面的異常點位置聲學(xué)參數(shù)實施分析，對13m 樁深異常點通過斜測扇面的掃測法實施觀測，得到和樁底距離13m 位置的上部，樁基是具有完整性的，而低于13m 以下是能夠?qū)崿F(xiàn)異常點的觀測的，因此表明出此樁是縮頸的缺陷情況。

4 結(jié)語

綜上所述，超聲波透射法是工程基樁檢測中使用十分廣泛的檢測法，借助其透射原理有效的實現(xiàn)了對工程樁基結(jié)構(gòu)缺陷的檢測，為了充分發(fā)揮其技術(shù)效果和優(yōu)勢，需要根據(jù)工程實際情況進(jìn)行超聲波透射法的合理選擇以及規(guī)范使用，這對工程基樁的質(zhì)量保障具有重要的意義，也是確保工程高質(zhì)高效建設(shè)需要關(guān)注的重點內(nèi)容。