利用超聲波檢測技術(shù)分析樁基質(zhì)量缺陷及防治措施

■趙永鵬 ■中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710075

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工程建設(shè)也在迅速發(fā)展，大量工程建設(shè)中采用樁基工程，樁基逐漸成為了土木工程等建設(shè)中的基礎(chǔ)項目。在高速公路及房產(chǎn)建設(shè)中，樁基的形式得到了大量的推廣應(yīng)用。受施工難度及施工條件的影響，樁基工程其質(zhì)量很難被控制，這也就對樁基工程質(zhì)量檢測提出了更高的要求。從施工前的設(shè)計、施工整個過程及施工完成后，各階段均需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，為整個工程的質(zhì)量提供有力的保障。目前，超聲波透析法在很多樁基工程質(zhì)量的檢測中得到很好的應(yīng)用。

1 超聲波檢測技術(shù)檢測樁基質(zhì)量的原理

1.1 超聲波測樁原理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲波檢測技術(shù)也得到了很好地發(fā)展和應(yīng)用，其具有檢測準(zhǔn)確率高、數(shù)據(jù)可靠性高及穩(wěn)定性能好等優(yōu)勢，為超聲檢測儀器的產(chǎn)生奠定了良好的基礎(chǔ)，并在很多工程建設(shè)等多個領(lǐng)域得到推廣使用，這也是數(shù)字化時代發(fā)展的產(chǎn)物，其主要是借助數(shù)據(jù)處理等軟件，對相關(guān)數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析處理，得到相應(yīng)的結(jié)果的一項新技術(shù)。

超聲波樁基檢測主要由數(shù)字超聲儀、聲測管、換能器等組成。超聲檢測技術(shù)在測樁方面的應(yīng)用，具有檢測速度快、效率高、自動化強等優(yōu)勢，且操作簡單，受到外界環(huán)境的影響小。

超聲波的檢測，其中聲測管的預(yù)埋是主要的步驟，聲測管能否發(fā)揮其功效，也受到其本身質(zhì)量好壞的影響，同時，若其中夾有泥巴等堵塞物，也會影響到樁基質(zhì)量的完整性。此外，聲測管的數(shù)量多少對檢測面數(shù)量有很大影響，其埋設(shè)數(shù)量需要通過對樁直徑的大小來確定。通常情況下，直徑在800mm 以下時，一般預(yù)埋兩根聲測管較適宜，若直徑在800～2000 范圍內(nèi)，則需要再添加一根。根據(jù)多年工程實踐的經(jīng)驗，聲測管一般選用鋼管、塑料管等材質(zhì)制成，并按照正確的程序安裝聲測管，防止其發(fā)生滲漏等問題，并做好聲測管的保護(hù)等工作。

1.2 超聲波現(xiàn)場檢測的實現(xiàn)

現(xiàn)場進(jìn)行超聲波檢測，要對聲測管進(jìn)行檢查，保證其通暢完整，設(shè)定好測點的間距，一般以25cm 為宜，對發(fā)現(xiàn)有異常情況的監(jiān)測點，可增加監(jiān)測點的密度，一般采用測斜技術(shù)或者補測技術(shù)等進(jìn)行檢測。

2 樁基質(zhì)量常見的問題及缺陷類型分析

樁基的質(zhì)量會受到多方面因素的影響，在不同的工程項目或者是同一施工項目中的不同施工點，均會有不同的表現(xiàn)形式。

2.1 完整樁

完整樁基其混凝土較均勻，因此其聲速也較高，通常可達(dá)到4500m/s 左右。

2.2 沉渣及二次澆灌面區(qū)域

受到混凝土施工的影響，施工中會出現(xiàn)澆灌不足或者出現(xiàn)殘留混凝土等現(xiàn)象，形成了樁頭低強度區(qū)域，通過截取斷面可了解到泥漿、沉渣等介質(zhì)，這些介質(zhì)處于均勻低速狀態(tài)，也能了解到二次澆灌面與之相似的物理特性，因此，可通過相關(guān)的數(shù)據(jù)分析建立一定的模型，通過聲速的測試來掌握不同介質(zhì)的變化規(guī)律、波長變化的深度等。

2.3 空洞的存在及樁身縮頸現(xiàn)象

當(dāng)大量的空氣或者氣泡進(jìn)入到混凝土中時，常會出現(xiàn)空洞現(xiàn)象，而樁身嚴(yán)重的縮頸現(xiàn)象除了樁身混凝土外，還會受到聲測管的影響，在其附近也常有空洞的存在，此時，聲線的長度和實際聲測管的距離也會出現(xiàn)差異，其接受超聲波波幅的能力也大大降低，甚至?xí)邮詹坏匠暡ㄐ盘枴?/p>

2.4 夾泥、離析

具體的缺陷主要是發(fā)射換能器其縱波在遇到缺陷時會出現(xiàn)繞射現(xiàn)象，并將不同組的波匯集到接收點上，并根據(jù)到達(dá)的順序分為波組1、2、3。其主要特點是波形較為復(fù)雜，聲速較低，且頻率也會隨之降低。

3 超聲透射檢測技術(shù)在樁基質(zhì)量檢測方面的缺陷及處理措施

3.1 超聲波透射技術(shù)分析

在工程施工和樁基檢測中，應(yīng)用超聲波透射對工程質(zhì)量進(jìn)行檢測，在具體工程應(yīng)用中其優(yōu)勢和缺點也較為明顯。在檢測中，能對樁基樁身存在的施工缺陷及相應(yīng)的位置做出準(zhǔn)確的判斷，并能鑒別出樁身的完整性分類，這也是其他檢測技術(shù)不能有效實現(xiàn)的。此外，其檢測的細(xì)致性較高，并且能擺脫樁基長度及直徑比例的影響，這對其測量的客觀真實性有很大的幫助。

但是其技術(shù)缺陷也對整個檢測及時的落實帶來了很大的問題。其主要缺陷表現(xiàn)為檢測需要對預(yù)埋聲測管，并且聲測管的預(yù)埋位置對整個技術(shù)的實現(xiàn)有很大程度的影響，但是預(yù)埋聲測管施工是一項較為負(fù)責(zé)的工程，這在一定程度上也加大了整體施工的難度，同時需要對缺陷的具體位置做出判斷，在無形中增加了監(jiān)測工程的成本費用;此外，還存在無法對缺陷做出定量分析的問題，雖然超聲波檢測技術(shù)在理論研究中對工程施工具有很大的作用，但是實際操作中，對各項技術(shù)要求較高，與其他技術(shù)的關(guān)聯(lián)性較大，操作性較差;最后，超聲波透射技術(shù)的應(yīng)用還需要借助電腦等儀器設(shè)備的輔助作用，具體施工中需要借助多種設(shè)備來完成，對工程建設(shè)本身來說就是一種挑戰(zhàn)。

3.2 缺陷的處理技術(shù)

(1)缺陷處理的相關(guān)實驗。針對樁基缺陷具有隱蔽性的特點，而樁基的質(zhì)量對整個工程建設(shè)又具有重要的意義，在此種背景下，需要通過相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用處理，來為實際樁基質(zhì)量缺陷進(jìn)行處理，為質(zhì)量檢測等提供科學(xué)合理的依據(jù)，以便更好地處理事故。

(2)超聲波聲速測試實驗與模擬缺陷截面。超聲波檢測在具體工程檢測應(yīng)用中，對樁基的質(zhì)量有重要意義，也是檢測技術(shù)的關(guān)鍵。需要在模擬實驗中對超聲波的進(jìn)行檢測，并保留相關(guān)的數(shù)據(jù)理論，再結(jié)合具體的施工要求，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以便在具體操作中有科學(xué)的參考依據(jù)。

3.3 具體缺陷處理操作

(1)注漿施工。注漿施工是處理樁基質(zhì)量缺陷的基礎(chǔ)，根據(jù)缺陷存在的位置，對漿液的配置比例和漿液的質(zhì)量等進(jìn)行嚴(yán)格審查，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的要求后，進(jìn)行注漿作業(yè)，在完成注漿作業(yè)后，用合格的混凝土來替換缺陷部位的水泥漿，或者是砂漿，直到水泥漿灌滿整個基柱為止，完成所有的施工步驟后，對注漿效果進(jìn)行評價，在注漿工作完成半個月之后，用超聲波檢測技術(shù)對工程采用抽樣檢測的方法，檢查新注入的漿液是否與老混凝土完全凝固，并對相應(yīng)的工程強度進(jìn)行檢測。

(2)超聲檢測技術(shù)對注漿法的檢測。為保證注漿質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的要求，可應(yīng)用超聲波投射技術(shù)對其施工的全過程進(jìn)行檢測。在注漿前、施工過程及注漿完成后各施工點進(jìn)行檢測，了解缺陷及異常問題的存在，并檢測其施工是否與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相符合。

(3)加強對整個施工過程的監(jiān)控。樁基工程在項目施工中起著基礎(chǔ)性作用，對其質(zhì)量問題不容忽視，目前，在其質(zhì)量檢測手段的應(yīng)用中，很多檢測方法自身均存在不足，這也對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性帶來影響，造成工程質(zhì)量的不確定性。要保證樁基質(zhì)量的可靠性，必須加強對整個樁基施工過程的檢測。首先，在施工前，對地質(zhì)條件等做細(xì)致了解，對各種施工設(shè)備及材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格審查，如混凝土的質(zhì)量問題、超聲儀器設(shè)備的性能等進(jìn)行檢測;其次，加強對工程施工過程的監(jiān)控，保證整個施工嚴(yán)格按照正常的施工流程，對施工工藝和方法進(jìn)行有效探究，保證整個操作過程的嚴(yán)謹(jǐn)性;最后，施工完畢后要對整個工程進(jìn)行審核，尤其是做好缺陷的補救工作，并在工程投入使用后持續(xù)對工程進(jìn)行觀察，保證其安全性。

4 結(jié)語

綜上所述，近些年來隨著工程建設(shè)的大力發(fā)展，樁基工程也越來越普遍，同時，社會的發(fā)展對工程等質(zhì)量也有了更高的要求。樁基質(zhì)量受到多方面因素的影響，對其質(zhì)量評估也存在一定的問題。利用超聲波檢測技術(shù)對樁基質(zhì)量進(jìn)行評估，在應(yīng)用中得到了較大的發(fā)展，但是仍然存在一定局限性，需要在未來應(yīng)用中加以改進(jìn)和完善，以便提高建筑施工的整體質(zhì)量。

［1］殷金泉.樁基聲波透射法檢測信號處理研究［D］.南昌航空大學(xué)，2012.

［2］李波.橋梁樁基缺陷的聲波透射法檢測及其對承載力的影響［D］.長安大學(xué)，2013.

［3］沈艷君.鉆孔灌注樁缺陷檢測與處理技術(shù)的應(yīng)用研究［D］.長沙理工大學(xué)，2013.

［4］密士文.混凝土中超聲波傳播機理及預(yù)應(yīng)力管道壓漿質(zhì)量檢測方法研究［D］.中南大學(xué)，2013.