超聲波透射法用于工程基樁檢測中的效果分析

景 勝

（四川蜀工公路工程試驗檢測有限公司， 四川 成都 610100）

0 前言：

在工程建設中，由于受到諸多因素的影響，工程基樁不可避免的會存在一些問題，而超聲波透射法是一種無損檢測法，能夠實現對工程基樁的全面和準確檢測，對保障工程基樁具有良好的質量具有重要的意義。超聲波透射法具有著特殊的原理，在工程基樁檢測中也有多種方法，而超聲波透射法如何用在工程基樁的檢測中，且具有怎樣的效果，就是本文主要研究的內容。

1 超聲波透射法概述

所謂超聲波透射法，主要是使用超聲波對物質內部整體的構造實施探測，后對反射波形進行判斷，并給出相應透射檢測的結論。當超聲波遭遇非均質性物質后，其波形會發生相應的改變，根據改變的情況進行分析來對物質內部的構造缺陷實施判斷[1]。

2 基樁檢測超聲波透射法類型

2.1 樁內的單孔透射

往往在工程基樁的施工中，由于受到諸多因素的影響，可能僅僅有一個孔道能夠用于檢測，此時可以將換能器在其孔內設置，并將換能器通過隔聲材料實施隔離處理。換能器進行超聲波的發射后，超聲波就會經耦合水到孔壁的混凝土表層位置，并于其表層實施滑行，后經耦合水又回收到接收型的換能器內，對傳播中聲學的參數獲取，以此來對基樁狀態進行判斷。

2.2 樁內的跨孔透射

此方法是基樁基礎檢測法，是使用最為廣泛的類型。在此方法的使用中，先要于基樁內進行兩根或者多根的聲測管放置，后將清水在管內灌注，并把發射與接收的換能器在兩管道內放置。從發射的換能器內發射出超聲波，經兩管間的混凝土又到接收的換能器內，按照實際情況就能夠對其聲學的參數獲取，后分析得到相應波形，就能夠對樁身的混凝土狀態實施判斷[2]。

2.3 樁外孔的透射

若基樁內沒有可用通道進行換能器的設置，就可以采用鉆孔實施透射，一般來說把樁外孔在樁邊的土層下設置，并將此外孔當作檢測的通道，后把平面的換能器于樁頂面的對應位置實施放置，借助樁外孔把接收的換能器自上而下實施放置，則超聲波沿著樁身所傳播呈現自上而下狀態，經樁和孔間土層部分，使用孔內耦合水實現順利的檢測，但此方法受到超聲波的能量限制，對基樁的檢測長度是較小的。

3 超聲波透射法用于工程基樁檢測中的效果實例分析

3.1 工程概況

在某公路工程中，全長是70km，包括有公路、隧道和橋梁等內容，工程的主線地形和地勢十分復雜，途徑山前、山谷、河谷的沖洪積扇區域，且覆蓋層的厚度變化也十分較大，其分布的范圍在0-50m。此工程施工選擇灌注樁進行施工，對在其工程基樁的檢測中選擇超聲波的透射法。

3.2 檢測的流程

在打樁前要先把場地實施清理，確保地面的平整性，必要的時候可以通過推土機實施整平處理。在檢測中，先進行檢測通道的設置，把多根豎向、平行性聲測管在被測的樁內埋設，后把清水注入到管中，一直到注滿，其當作耦合劑而用；后使用超聲的檢測儀發射超聲波，使超聲波從檢測的樁體內通過，后觀察接收的換能器接收數據的狀態，當其對數據完成接收，就能更得到不同階段中聲參數的數據。再使用數據處理的軟件對其參數數據實施綜合性分析和處理，從而對基樁的實際情況進行掌握，判斷其是否具有良好完整性[3]。

3.3 檢測的結果分析

3.3.1 完整樁檢測分析

在對I 類的完整樁實施樁基的檢測中，檢測的基樁長是48m，樁徑是1m，本工程設置的聲測管共有3 根，首波聲是127us，波速是4561m/s，首波的波幅是90.42dB，聲測的剖面上聲速值以及波幅值都在臨界值之上，則可確定此樁是I 類的完整樁。通過儀器針對各個測點實施分別激發，隨著高度逐漸增高，則聲學參數中的波幅、波速和PSD 值都出現改變，和數值的模擬結果結合分析，檢測的剖面中聲學的參數否沒有出現異常，且聲速和波幅都超過低限值，因為樁身具有良好完整性、波形沒有異常，則確定此樁是I 類的完整樁。

3.3.2 沉渣檢測分析

在樁底沉渣的檢測中，檢測的樁長是26.5m，檢測到樁底低于25m 的位置存在樁身剖面的缺陷，對聲時逐漸增長，則波速也波幅出現了不斷的降低，且PSD值也發生異常。在樁底位置，各參數值都發生異常，根據相關數據實施分析，在25m 下波速是極小的，在2-3km/s 范圍，是顯著比聲速的臨界值要低的，因此判斷此樁位底部位置存在沉渣情況。通過對施工的日志說明實施分析，發現在此樁清孔后存在灌注的不及時，出現了泥漿的沉淀，造成樁底的沉渣存在較大厚度，進而導致此樁是不合格的。

3.3.3 縮頸平測分析

在縮頸的平測中，13-6 編號樁在13m 的位置存在異常波形，在6 個剖面中都出現波幅、波速和PSD 值的變化情況，但不能確定是縮還是斷樁，則可以采用掃測斜測的方法對缺陷的類型實施進一步的確定。通過勘查分析，因為路側的填土高度比較大、鉆孔的深度太深、井壁存在較大的重力與應力等，導致施工中的護壁作用不能有效發揮，進而使地基附加的應力發生增加，在一定的深度條件才，其樁身就很容易發生縮孔。通過對樁的聲學參數和波形曲線綜合分析，表明多數的剖面沒有損壞，具有良好的狀態，同時在對混凝土的澆筑中，當此樁拔管達到13m 位置，由于故障曾造成一定時間的停滯[4]。所以得出，造成縮頸可能是混凝土的澆筑中存在停滯時間的太長，對已澆筑混凝土和易性造成了影響。通過數值模擬以及試驗綜合分析，初步判斷此樁的缺陷是縮頸，進而借助樁身剖面的異常點位置聲學參數實施分析，對13m 樁深異常點通過斜測扇面的掃測法實施觀測，得到和樁底距離13m 位置的上部，樁基是具有完整性的，而低于13m 以下是能夠實現異常點的觀測的，因此表明出此樁是縮頸的缺陷情況。

4 結語

綜上所述，超聲波透射法是工程基樁檢測中使用十分廣泛的檢測法，借助其透射原理有效的實現了對工程樁基結構缺陷的檢測，為了充分發揮其技術效果和優勢，需要根據工程實際情況進行超聲波透射法的合理選擇以及規范使用，這對工程基樁的質量保障具有重要的意義，也是確保工程高質高效建設需要關注的重點內容。