聲波透射法與反射波法在基樁檢測中的應用

竇艷飛 盧 俊 詹 健

(安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院，安徽 合肥 230088)

聲波透射法與反射波法在基樁檢測中的應用

竇艷飛 盧 俊 詹 健

(安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院，安徽 合肥 230088)

闡述了聲波透射法與反射波法的檢測原理，研究了兩種檢測法的相同點與不同點，并對兩種檢測法在基樁檢測中的優(yōu)缺點進行了比較分析，以合理選取檢測方法，確保基樁的施工質量與安全。

聲波透射法，反射波法，基樁檢測

隨著我國工程建設的快速發(fā)展，基樁廣泛的應用在房屋建筑、橋梁、港口碼頭等基礎設施建設中，并成為了工程建設的一種基礎形式。基樁通常位于地下或水下，工程比較隱蔽，使得它的施工條件受到很大的限制，這也不可避免的會影響基樁的質量。基樁的好壞在很大程度上決定了整個工程的質量，也直接關系到人們的生命財產(chǎn)安全。因此，在工程施工中，對基樁的質量檢測顯得尤為重要，這就要求人們合理選用檢測方法，能夠準確的檢測出基樁存在的缺陷以及它的具體位置，確保基樁的質量與安全，這樣才能夠及時消除工程中存在的安全隱患問題。聲波透射法與反射波法是人們在基樁檢測中常用的兩種方法，因此本文就對這兩種方法進行了研究分析。

1 基本原理

1.1 聲波透射法的檢測原理

采用聲波透射法來檢測樁身質量的基本原理是：將聲測管預埋到檢測通道中，灌注一定的清水將其作為耦合劑，確保這些清水不外漏，在樁的兩側同時對超聲波信號進行發(fā)射和接收，在檢測過程中，發(fā)射探頭所發(fā)出的超聲波信號將會直接穿透待測的混凝土樁，再通過接收探頭將其轉化為電信號。根據(jù)超聲波在混凝土中所傳播的時間、波形、頻率等各種參數(shù)進行綜合分析，就能夠掌握和了解樁身混凝土內(nèi)存在問題的性質、大小、位置的情況。樁身混凝土中如果存在不密實、斷裂、離析、夾泥等缺陷，在超聲波檢測過程中，阻抗值將明顯下降，它的傳播速度也會隨之變小，相對于完整的樁身混凝土，接收到的聲時值、頻率等參數(shù)都會出現(xiàn)異常。根據(jù)對這些參數(shù)的分析判斷，就能夠檢測出基樁的質量和完整性。

1.2 反射波法的檢測原理

反射波法指的是應力波在樁身中的傳播反射特征為理論的一種方法。在應用這種方法的情況下，需要將樁看成是具有連續(xù)彈性的一維均質桿，同時不考慮周土體傳播的應力波對沿樁身造成的一些影響。在測試過程中，在樁頂進行縱向振動，彈性波將會沿著樁身向下進行傳播，一旦樁身出現(xiàn)較大的波阻抗變化波動或樁身截面積改變，就會發(fā)射反射波，將它進行相應的接收、濾波、放大以及數(shù)據(jù)的處理，根據(jù)接收到的信號就能夠識別各個部位的反射信息，通過專業(yè)的數(shù)據(jù)軟件對這些反射信號進行綜合分析判斷，就能夠判斷出樁身的完整性。

2 聲波透射法與反射波法的特點對比

目前，我國應用聲波透射法與反射波法進行檢測是比較廣泛的，不同的地區(qū)地質條件有所不同，不同的工程建筑中樁長樁徑也會有所不同，因此在選用檢測的方法時也會存在較大的比例差距。

2.1 兩種檢測法的相同點

1)在進行工程應用時具有較好的優(yōu)勢。應用聲波透射法與反射波法進行工程檢測，兩者使用的檢查儀器重量輕、體積小，能夠在野外使用，便于檢測，同時還具有檢測效率高的特點，在很大程度上能夠節(jié)約成本，所以在通常情況下都會選用這兩種檢測方法對基樁進行檢測。2)檢測模式具有相似性。這兩種檢測方法都是屬于半直接法，也就是在實地檢測中，同時應用相關的理論假設并結合工作人員的經(jīng)驗對其進行綜合分析，最終判斷出該工程基樁的質量檢測情況，這兩種方法都需要相關的物理參數(shù)對樁身質量進行判斷。

2.2 兩種檢測法的不同點

1)檢測原理不同。聲波透射法的基本原理是應用聲波透射過混凝土，主要是對聲學的各個參數(shù)變化進行分析，從而判斷出被測混凝土的缺陷；而反射波法則是把樁假設為一維彈性桿狀體，一旦混凝土“桿件”中的波阻抗發(fā)生較大的差異，波就在該處發(fā)生反射，產(chǎn)生一種反射波，對其進行相關的綜合分析就能夠判斷出樁身的完整性。2)波長方面不同。聲波透射法的應力波的波長是通過cm來進行計算的，波的傳播方向通常都是樁身的橫向剖面，該法檢測出的波長可以將其看作成體波波速；反射波法的應力波波長通常都是通過m進行計算的，波的傳播方向是沿著基樁的縱軸線進行的，所以這就需要樁的長度大于樁徑，且至少要大于5倍以上，這時檢測到的聲速將與桿的波速相近。3)對樁身缺陷的靈敏度不同。受檢測原理的限制，反射波法只可以從廣義上的擴徑與縮徑進行相關判斷，卻不能夠判斷出樁身缺陷的具體情況，不能靈敏的對樁身截面漸變的樁進行判斷。如果該樁存在多處缺陷，這種反射波法通常只能檢測出樁身向下的第一處缺陷，而很難確定出其他的缺陷。而聲波透射法，在進行檢測時根據(jù)聲測管的長度進行的，即使樁身有多處缺陷，都可以通過測得參數(shù)分析出缺陷的位置、大小及性質。

3 聲波透射法與反射波法的優(yōu)缺點比較

3.1 聲波透射法

1)優(yōu)點。聲波透射法能夠有效的對大型樁的完整性進行檢測，它不要求樁長，適用于樁徑在0.8 m以上不同類型的灌注樁。在樁身中即使存在多個缺陷，對檢測都不會造成影響，都能夠檢測出各個缺陷。能夠準確的判斷出樁身缺陷的位置、性質以及嚴重程度。在判斷樁身缺陷過程中，不會受到地質地貌的影響，只會受實測聲學參數(shù)的影響，因此就很容易判斷缺陷的性質。2)缺點。要求預埋聲測管，在一定程度上提高了成本，也會給施工帶來一些麻煩。檢測結果會受到預埋聲測管的影響，這就對聲測管的預埋提出了較高的要求，如果出現(xiàn)堵管問題，就不能夠對其檢測，這就對基樁缺陷的判斷造成直接影響。在現(xiàn)場進行檢測，需要處理大量的數(shù)據(jù)，工作人員工作量大且效率偏低。

3.2 反射波法

1)優(yōu)點。在進行樁的施工時不需要增添其他工序，也就不用預埋聲測管，這也就不會增加工程的造價成本。可以快速的對數(shù)據(jù)進行處理，能夠快速的判斷基樁質量，及時發(fā)現(xiàn)基樁中存在的缺陷。如果樁身缺陷所處位置較淺，反射波可以檢測存在的缺陷。現(xiàn)場檢測工作量小，工作效率高。2)缺點。它是按照波抗阻的變化來對擴徑和縮徑進行判斷的，因此只能夠檢測出大概位置，卻不能準確掌握樁身缺陷的性質、大小、程度等情況。反射波法在進行缺陷多的樁和長大樁的檢測過程中，它測出結果的可靠性和準確性都不高。

4 結語

聲波透射法與反射波法在基樁檢測中都各具優(yōu)缺點，為實現(xiàn)優(yōu)勢互補，很多工程在實際檢測中，都會將這兩種檢測方法進行聯(lián)合，實現(xiàn)對基樁的高效、科學、合理的檢測。反射波法也用于對中短樁的檢測，也可以對基樁進行快速的檢查。同時，為了確保基樁質量，就可以應用聲波透射法，準確了解和掌握基樁缺陷的位置、性質和嚴重程度。在檢測過程中要同時重視檢測的效率和質量，在工程的實際檢測中同時運用多種檢測方法，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，確保工程質量。

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The application of sound wave transmission method and reflected wave method in pile foundation detection

Dou Yanfei Lu Jun Zhan Jian

(HuaiRiverWaterResourcesCommissionWaterConservancyScienceResearchInstitute,AnhuiWaterResourcesMinistry,Hefei230088,China)

This paper elaborated the detecting principle of sound wave transmission method and reflected wave method,researched the similarities and differences of two kinds of detection methods,and compared and analyzed the advantages and disadvantages of two kinds of detection methods in pile foundation detection,so as to reasonable selection of detection methods,ensured the pile foundation construction quality and safety.

sound wave transmission method,reflected wave method,pile foundation detection

2015-10-12

竇艷飛(1990- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)36-0074-02

TU473.16 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A