淺談鉆孔灌注樁檢測技術（超聲波法）

張建東

摘 要：樁基礎是構造物的主要形式之一，其工程質量一直備受建設、施工、設計和監理等部門的關注。但是由于我國地理環境復雜、施工與專業技術不成熟和基礎和結構設計不合理等原因，導致樁基施工中存在著很多質量隱患，下面文章將就鉆孔灌注樁超聲波法檢測技術進行深入的分析和討論。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；超聲波；缺陷

混凝土是一種多相復合體，其強度和均勻性并不是一直處于穩定狀態，因此，超聲波在混凝土中的傳播是一個極其復雜的物理過程，此時就需要利用波形、波幅、和聲時等聲學參數來對混凝土灌注樁質量缺陷性質、位置和大小進行判斷，從而使得混凝土超聲檢測能在工程中得到很好的應用。

1 國內灌注樁的應用概況

我國在樁基工程上的花費往往占據了總工程造價的很大一部分，由此就可以看出，對于工程結構而言，樁基工程的質量是否達標影響著整個施工質量的高低。但是因為樁基工程屬于地下隱蔽工程，施工工序多，工藝流程長而復雜，施工過程大多處在水下不易監視，眾多的因素導致施工質量難以達到預期效果，其中灌注樁的質量問題最為嚴重，因此灌注樁的工程事故在所有工程施工事故中占有極高的比例，所以我國在灌注樁方面難以解決的問題主要有三個：采取何種方法對灌注樁的施工質量進行控制，對灌注樁存在的缺陷如何進行處理，采用何種方法對樁基工程進行檢驗。

2 鉆孔灌注樁施工中存在的問題及處理方法

鉆孔灌注樁主要包括泥漿護壁灌注樁和干作業螺旋鉆孔灌注樁兩種。在進行灌注樁施工階段，對于水下混凝土的灌注尤為關鍵，因此在灌注過程中，要對其進行明確分工，以確保各個環節統一指揮，密切配合，確保工程施工的順利進行，使得灌注水下混凝土的質量能夠大大提高，從而預防質量事故的發生。如若發生了灌注樁的質量事故，應當理清現場情況，分析事故原因，在最短的時間內采取合理的技術措施進行補救，對于缺失存在缺陷的鉆孔樁，應在其能夠安全使用的情況下進行設計補強，以免誘發不必要的經濟損失。對于補強的樁還需要對其進行質量安檢，符合要求之后才可以正常投入使用。

3 鉆孔灌注樁超聲波檢測原理

實際上，超聲波檢測通常是將高頻彈性脈沖波發生到砼內，然后借助高精度的接收系統來對砼內脈沖波的傳播過程及波動特性進行記錄。如果鉆孔灌注樁內出現破損或不連續界面時，將會在缺陷面出現波阻抗界面，而高頻彈性脈沖波傳播至該位置時，就會產生波的反射和透射，從而降低可接收到的透射波能量；當鉆孔灌注樁內存在蜂窩、孔洞松散、等缺陷時，會誘發高頻彈性脈沖波的繞射和散射；此時可以根據波的能量衰減特性、波的初至到達時間、波形畸變程度及頻率變化等特征，來對鉆孔灌注樁的密實度參數分析。此外，還需要測試記錄不同高度、不同側面上的超聲波動特征，通過一系列的分析和處理之后就可以對鉆孔灌注樁缺陷的大小、性質及空間位置進行有效的判斷。

測試階段，最好每兩根聲測管為一組，借助水的耦合效應，可以從一根聲測管中將超聲脈沖信號發射出去，并從另一根聲測管接收到脈沖信號，借助超聲儀對所測的數據進行記錄和存儲。

4 鉆孔灌注樁超聲波檢測的技術要求

4.1 聲測管埋設要求

（1）基樁檢測與聲測管的埋設布置應符合JTG/TF81-01-2004的規定。如果樁徑小于1500mm時，需要按照要求埋設三根聲測管，反之如果樁徑超過1500mm時，需要埋設四根聲測管。（2）聲測管的底部應采用焊接盲蓋或鋼板來保證密封暢通不漏漿。（3）聲測管可焊接或綁扎在鋼筋籠的內側，且互相平行、定位準確，其中聲測管底端和接頭部位宜設固定點，每段之間的接頭選擇套管焊接或反螺紋套筒接口方案，并將其埋設至樁底，對于無鋼筋籠的部位，聲測管可用鋼筋支架固定。管口宜高出樁頂面300mm以上。

從聲測管的連接上考慮，一般來說，用作聲測管的管材都不長，當受檢樁較長時，就需要把管材一段一段的進行連接，接口處需要滿足以下條件：（1）強度和剛度需要滿足工程實際條件，保證聲測管不會因為外力作用而發生折斷或脫開等現象。（2）水密性要好，在較高的靜水壓力下使得聲測管不會發生泄漏。（3）聲測管的內壁應該保持整潔通暢，在使用之前應仔細檢查內壁中是否有焊渣或毛刺等有害凸出物，防止接頭在上下移動中發生卡死現象。

4.2 現場測試要求

現場的檢測過程一般分為兩大步驟：首先需要借助平測法對鉆孔灌注樁各個檢測剖面進行全面的檢查，從而有效的發現聲學參數異常范圍，然后對聲學參數異常區域采用多種方式進行進一步檢測，從而獲得可靠的數據來判斷樁身完整性的類別。

對于齡期達到14天的樁基混凝土，施工單位進行挖樁、破樁頭處理，破除樁頭混凝土時應不破壞聲測管，完整聲測管頂端應高出樁頂表面30cm。聲測管中應注滿清水，按照聲測管的位置，以前進方向第一根管為A，順時針排序B、C，由專業的技術人員用米尺進行樁基埋設聲測管間距的測量，分別為AB.AC.BC測管的距離，作為檢測過程中的數據依據。統一填寫在規定的表格中，供檢驗人員調用。

5 工程實例

該工程選擇了樁徑為1.5m的鉆孔灌注樁，所有樁均為摩擦樁，有效樁長為28～42m不等，在進行鉆孔灌注樁施工過程中選擇的混凝土強度為C30。嚴格按照《建筑基樁檢測技術規范》對其進行檢測。首先借助平測法對每個鉆孔灌注樁的各個檢測剖面進行普查，從而發現聲學參數異常的測點，對其進行加密斜測、平行檢測，從而有效確定異常部位的大小、范圍等，為鉆孔灌注樁樁身的判定提供可靠的參數。本文僅對缺陷樁2-1進行分析。

從圖1可以發現，在29.0～30.0m的位置有3個面出現了不同程度的正弦波迅速后移現象，而且波幅驟然減小，聲時猛然增大，在29.5m處已經無法準確發現首波，而且PSD變化明顯，因此可以斷定灌注樁在29.0～30.0m處的有嚴重缺陷，為了進一步確定缺陷的大小和范圍，可以對26.0～32.0m段進行了細測。

6 結束語

目前鉆孔灌注樁的缺陷分析是一個較為復雜的研究課題，其中涉及到的因素眾多，而且超聲波檢測法的運用還遠遠沒有達到成熟的地步，因此，這就需要所有人共同努力對這一領域進行系統性的深入分析和研究。

參考文獻

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