超聲波透射法檢測樁身完整性解析

摘 要：隨著我國經濟水平的不斷提升和建筑工程發展速度的持續提升，在許多混凝土工程中通過超聲波透射法檢測樁身完整性的方法得到了越來越廣泛的應用。

關鍵詞：超聲波透射法；灌注樁樁身質量；完整性解析

近年來隨著我國建筑工程建設事業整體的蓬勃發展，在這一過程中樁基礎也開始得到了廣泛采用，并且已經開始成為我國建筑工程建設過程中最為重要的一種基礎形式。由于樁基工程的造價在建筑工程中通常占有很大的份額，并且其質量通常也會也直接關系到整個工程的安危。因此在這一前提下對超聲波透射法檢測樁身完整性解析就具有極為重要的經濟意義和現實意義。

1 超聲波透射法簡析

對超聲波透射法進行分析是一項系統性的工作，其主要內容包括了技術原理、使用設備、常用參數等內容的分析。以下從幾個方面出發，對超聲波透射法進行了簡析。

1.1 技術原理

眾所周知建筑工程的樁基礎通常處于地下位置或者水下位置，大多數屬于隱蔽性較強的工程，并且其具有工序繁雜、技術要求高、施工難度大等工程特點，在這些特點的影響下導致了其很容易出現質量問題。因此可見對于樁基礎工程質量檢測的研究非常重要。而聲波可以根據其自身波動頻率的將其分為次聲波、可聞聲波、超聲波特超聲波等不同的聲波種類，而人能夠聽到的聲波頻率范圍通常是20～20000Hz，這一區間內的聲波通常也被稱為可聞聲波，但是當聲波的頻率超過20000Hz時，人的耳朵無法聽到這些聲波，這種聲波就被稱之為超聲波。另外，如果聲波在物體中傳播時當物體中各質點均進行連續不歇的振動時，這種波就會被稱之為連續波，這一連續波就是建筑過程中混凝土檢測中常用的脈沖波。

1.2 使用設備

在超聲波透析法的應用過程中，超聲波檢測往往需要能夠解決聲能和電能相互轉換的問題，因此這意味著通常會需要使用聲波換能器來解決這一問題。除此之外，工作人員在使用換能器時通常會需要對換能器進行有效的禍合，而禍合的主要目的是在于盡可能的讓更多的聲波能量能夠迅速的進入被測介質中，并且在另一方面能夠促使經介質傳播后的聲波信號最大限度的被測試系統迅速接收，從而在此基礎上提升測試系統的工作效率和工作精度。需要注意的是，在超聲波透析法的應用過程中U52OA自動測樁系統和U520型超聲儀都是得到廣泛應用的設備，這些設備的應用能夠有效提升自動系統的運行效率，并且能夠使用自動提升系統的機械滑輪裝置，從而能夠十分輕松地移動并且定位聲測管內存在的換能器。

1.3 常用參數

在超聲波透析法的應用過程中通常會需要不同參數的支持，例如在建筑工程中常用的混凝土質量檢測中，較為常用的超聲波學參數主要包括了波速、波幅、頻率、波形等內容。除此之外，在混凝土樁的完整性測試過程中其波速與其彈性的性質通常是與其混凝土的內部結構有關，而波幅則往往表示聲波在穿過混凝土后的能量衰減程度，這一指標的強弱通常會與混凝土樁的薪塑性有關，即其對于缺陷區的反應比聲時更為敏感。而接收波的主頻率其本質是介質衰減作用中的一個表面參數，即當其遇到樁身的缺陷時會出現較為嚴重的衰減，而接收波形這一參數可以根據波形的畸變程度來作為判斷缺陷的重要參考依據。

2 超聲波透射法檢測樁身完整性

超聲波透射法檢測樁身完整性需要許多步驟的有效支持，這主要包括了建立關系曲線、檢測數據整理、完整性計算等內容。以下從幾個方面出發，對超聲波透射法檢測樁身完整性進行了分析。

2.1 建立關系曲線

建立關系曲線是使用超聲波透射法檢測樁身完整性的第一步。通常來說樁基礎和樁身通常會處于地下或者是水下，因此導致了其施工程序繁瑣并且技術要求較高，因此在對其使用超聲波透析法時需要首先建立相應的關系曲線來對比規范并且在已有判據的基礎上對樁身的質量進行有效的判定。根據模糊數學中的相關理論，在樁身的質量評價中，其混凝土的整體強度與超聲波的波速之間通常會存在著一定的相關性，究其原因可以發現是因為混凝土的強度與彈性模量之間具有一定程度的相關性，即彈性模量越高時混凝土樁身的完整性往往也就越高，即通過這種相關性我們可以推導出其中的關系曲線。

2.2 檢測數據整理

在建立完關系曲線后工作人員應當注重對之前獲得的檢測數據進行整理，從而能夠更好地將其帶入關系曲線中。通常來說建筑工程的檢測數據中，灌注樁各根聲測管之間的實測值在大多數情況下一般分布在400～1100mm之間。除此之外，在樁身混凝土達到30天的齡期之后，工作人員應當在盡可能達到同一工作狀態進行測試的要求下來測試同一剖面中的多點，對這些點盡可能的取離散性較小的數據的均值進行分析，從而能夠更好地找出在不同管距下不同的波速和波幅的具體變化規律。舉例來說，以380mm混凝土樁的超聲波透射法檢測結果中波速和波幅和波形的檢測數據與參數通常會采用模糊的綜合判定方法來進行綜合判定，從而能夠對樁身的完整性和整體質量以及強度進行更加有效的檢測，并且確保檢測結果的精確性與正確性。

2.3 完整性計算

在檢測數據整理完畢后，在通常情況下工作人員需要對數據進行完整性的計算。在計算的過程中需要注意由隨機分布引起的計算誤差。根據模糊數學中的相關理論，可以證實混凝土樁身的完整性超聲波檢測的質量波動是符合正態分布的。在這一過程中需要注意的是，雖然超聲波的波速和混凝土樁身的強度之間具有一定程度的相關性，但是能夠直接影響到波速的因素還有很多，因此在完整性計算的過程中可以發現其計算結果并不會完全的符合模糊數學中的正態分布。因此在這一前提下應當對樁身強度可靠度的計算，在計算方法上可以采用一次二階矩法來進行完整性計算結果的驗算，從而促進超聲波透射法檢測樁身完整性計算整體水平的有效提升。

3 結束語

隨著我國建筑工程整體水平的持續提升和超聲波透射法理論基礎的持續完善，在許多建筑工程中超聲波透析法都得到了越來越廣泛的應用。因此工作人員應當對超聲波透析法有著清晰的了解，從而在此基礎上對于其在樁身完整性檢測中的合理運用有著更大的幫助。

參考文獻：

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[2]朱理生.超聲波法檢測灌注樁缺陷的探討[J].交通科技，2004，203（02）：12-14

作者簡介：方永祥（1983-），男，福建漳州人，本科，工程師，研究方向：工程樁基檢測。