超聲波在路橋基樁檢測中的優勢體現

趙文賢　吳昊

摘 要：隨著我國工程建設領域和科學技術不斷發展，越來越多的路橋工程建設為人們生活帶來了極大的便利。基樁是路橋工程的重要構成部分，其施工質量直接影響到整個路橋工程的穩定性和安全性，甚至對人們的安全和社會的發展產生影響。因此，如何對基樁進行有效的檢測已經成為亟待解決的重要問題。文章闡述了超聲波檢測技術的基本原理、施工工藝以及在路橋基樁檢測中的應用進行分析探討。

關鍵詞：超聲波；路橋基樁；檢測；優勢

隨著我國工程建設領域的不斷發展，人們在享受其所帶來的巨大便利的同時，也開始對工程建設的質量越來越關注，在一定程度上為工程建設帶來了更大的挑戰。對于工程建設而言，越來越多的基礎性工程出現，其中包括路橋建設，而基樁的施工建設又是保證其安全性和使用壽命長短的重要影響因素，因而要將其基樁施工放在工程建設的重要位置之上。在我國基樁檢測技術發展的當下，采用的傳統技術工藝由于以及受到環境因素、施工工藝以及土層性質等多方面的影響，使得工程建設的質量得不到應有的保障，進而影響到人們的人身安全和社會的發展，而超聲波在路橋基樁檢測中體現出了明顯的優勢，值得在工程實踐中進行廣泛的應用。

1 超聲波檢樁技術的基本原理

超聲波在基樁中的實際傳播速度的計算公式為V=■，其中E代表彈性模量，？籽所代表的是基樁混凝土的實際密度，u則代表泊松比。由此可見，超聲波在基樁混凝土中的傳播速度和波幅會受到相關力學指標的直接影響，對于原材料、配合比、使用壽命以及測試距離等條件一定的基樁而言，超聲波在其內部的傳播運動與動力學特征是保持一致；當基樁中存在一定的缺陷的時候，超聲波在其內部的傳播運動就會隨之發生明顯的變化，且缺陷越大，超聲波能量被消減的也就越快。利用超聲波的這種特性，通過對其聲速和振幅的實際波動情況的變化趨勢，就可以準確地判斷出基樁中出現缺陷的實際部位和程度，為修補工程的建設提供了科學可靠的依據。

2 超聲波檢樁技術的施工工藝

2.1 聲測管的安裝

首先，使用鋼筋籠架作為聲測管安裝的樁基，將聲測管穩定固定在鋼筋籠骨架的內側位置，和鋼筋籠骨架一起沉入到灌注樁孔中，為了保證聲測管的移動通暢，一般要將聲測管的內徑大小控制在50～60mm之間，并保證管內沒有其他異物。

其次，將每兩根聲測管作為一個超聲波測試組，也是我們通常所說的測試剖面；當基樁中設置了三根聲測管就可以在樁體的內部形成三個不同的測試剖面；以此類推，當在樁體的內部設置四根聲測管，在基樁內部就形成了六個相互不同的測試剖面。一般情況下，按照實際施工樁基的直徑選擇聲測管安裝的數量，換句話說，可以根據樁基的直徑適當的增加或減少聲測管的數量，需要注意，安裝聲測管時要按照等邊三角形的原則進行安裝。

2.2 儀器設備的準備

超聲波檢樁技術中的儀器設備主要包括了線纜、換能器、計算機以及聲波檢測儀等元件。換能器一般包括發和收兩個部分，能夠在聲測管的內部進行等距離有序的升降運動，并將記錄下相關聲學數據信息及時存儲在儲存器當中；當測試剖面檢測技術之后，利用計算機系統對超聲破的測試結果顯示出來，以便工作人員進行直觀的觀察和透徹的分析。

2.3 檢測實施步驟

2.3.1 常規對測

將換能器分別放置在注滿水的兩個聲測管當中，按照從管頂到管底的順序，有間隔地進行換能器同步移動，并在等高程的位置進行逐點對測，由于測試中所采用的通常為自動測讀模式。因此要將測試間隔控制在20～50cm的范圍之間。當收到其他因素干擾時，自動測讀模式不能夠有效地實現對準工作。因此需要進行手動測量的模式，測量間隔要保持一致。

2.3.2 加密測量

在常規對測中出現異常現象的位置，需要必要的加密測量，使其測量間距控制在10～20cm之間，對常規對測的結果進行進一步的驗證，同時完成對具有異常現象位置的尺寸大小實現進一步的明晰。一般包括了以下三種情況。

局部缺陷：在對基樁進行常規對測時，其他測試剖面上的數值均為正常，只有一條測線上出現了異常的波動情況，且在進行斜測之后也出現了同樣的問題，則說明基樁的內部存在一個局部缺陷，其所在的位置就是在兩條測線的相交處。

縮徑：在對基樁進行常規對測時，所有的測線都出現了數值異常的問題，這時需要在該測試剖面等高程的中間位置進行必要的斜測，如果所有的測線數值沒有出現異常波動，則可以判斷出基樁內部的中心部位是良好的，其缺陷可能存在于基樁某一高程的周邊，也就是縮徑問題。

斷樁：在對基樁進行常規對測和兩面斜測之后，發現測試剖面上穿過某一高程的所有測線數值都出現了異常波動的問題，說明在這一基樁內部存在一整個區域的缺陷；當基樁的三個測試剖面在此高程處的測線數值也都出現了異常，而這一高程又不在基樁的底部，則說明基樁缺陷十分嚴重，很有可能發生了斷樁的問題。

2.3.3 扇形掃描測量

對基樁進行扇形掃描測量，實際上就是將換能器固定在測試剖面的某一固定高程的位置處，使用另一換能器進行有規律的升降動作，使得測線形成了扇形的形狀。采用超聲波的扇形測量法，能夠減少實際的測量任務量，提高了檢測的工作效率。而需要注意的是，超聲波之間的波幅數值是不具有可比性的。因此不能夠作為缺陷判定的條件。

3 超聲波技術在路橋基樁檢測中的應用

對某市的三個路橋基樁均采用超聲波檢測技術，其檢測結果具體如下：

3.1 正常基樁的深度—波速、振幅、PSD曲線圖

如圖1所示，該路橋基樁的長度約為18m，樁身的波速曲線和波幅曲線都沒有超過實際的限之，且PSD曲線也沒有出現異常的現象，說明該路橋基樁的砼質量是正常的，在基樁內部并不存在缺陷問題。

如圖2所示，這一路橋的基樁長度約為13.6m。在0～12.4m之間，超聲波的波速和波幅曲線、PSD曲線并沒有出現異常起伏；在12.4～13.8m的范圍當中，超聲波的聲速和波幅與限值相比，均出現了較低的問題，且PSD曲線在此段中也出現了突變，經過檢測發現在該路橋基樁樁孔底部的1m處出現了松散層。

3.3 縮徑基樁的深度—波速、振幅、PSD曲線圖

如圖3所示，該路橋基樁的長度約為18m。在基樁的所有位置當中，超聲波的波幅都明顯的高于限值，沒有出現異常的波動；在10.25～12.75m之間的位置處，超聲波的波速也都較低于限值，且PSD曲線在這一段中發生了突變，經工作人員檢測發現在這一路橋基樁的10.25～12.75m之間發生了縮徑的問題。

4 結束語

綜上所述，超聲波檢測技術已經逐漸成為路橋工程基樁檢測中主要技術手段，并且逐漸廣泛推廣應用，具有準確性高、操作簡易、成本較低等優勢特點，成為基樁缺陷判斷的可靠依據。因此，為了對路橋基樁進行有效的檢測，相關工作人員必須要掌握其檢測具體工藝，并結合路橋工程建設的實際情況，對其基樁的建設質量進行充分的檢測，以提高路橋的實際使用壽命，為人們的安全出行提供安全保障，以促進社會經濟的健康發展。

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