淺析聲波透射法在樁基質量檢測中的應用

（重慶市地質礦產勘查開發局川東南地質大隊，重慶 400033）

0 引言

為了能夠使樁基承受住所有的荷載力，避免出現由于承載力不足導致的不均勻沉降、斷樁等問題，相關人員應該通過檢測手段提高樁基的質量，增強其承載力，該文將針對聲波透射法的概念以及使用時的注意事項進行簡單的介紹，并闡述某一工程檢測的內容，希望能推動樁基質量檢測技術的提高。

1 聲波透射法在橋梁樁基檢測工作中的應用機理

橋梁樁基檢測使的工作原理是通過聲波的特性進行檢測。一般而言，聲波透射法適合用于已經做好相應準備工作的混凝土中，以便于檢測混凝土灌注樁身的完整程度，如果發現缺陷，也能快速地鎖定缺陷存在的位置。聲波透射法的基本原理為使用超聲脈沖波技術，并對其反饋回來的各項數據進行記錄。在通常情況下，如果是混凝土樁柱中存在問題，則超聲脈沖波就會出現一定的波動，而聲波檢測儀所接收到的信號也會與正常信號存在明顯的不同[1]。在具體操作時，可以分為以下2 點。1） 相關人員應在被測樁內部預埋2 根或以上的聲測管，保證其狀態為互相平行的豎向狀態，之后需要在其中注入清水作為耦合劑，并在管中擱置超聲波脈沖發射接收轉換器，進而保證超聲儀激發出的超聲波能夠穿透樁基樁體。2）相關人員可以通過顯示器顯示出超聲波，進而進行相應的判讀工作。通過以上流程，相關人員能夠得知絕大部分樁基樁身中存在的問題，如果是樁基內部出現孔洞、蜂窩等質量問題，超聲波就會出現繞射或散射的現象，通過超聲波到達的時間以及波形畸變等狀態，就能有效地判定樁身內部是否存在缺陷，并且能夠對樁體的混凝土密實度以及其他參數進行收集，進而判斷樁身的整體情況。對于完整或存在一定缺陷的樁基，在進行聲波透射時得到的波列圖并不相同，因此，通過波列圖，專業人員就能確定樁基內部是否出現了問題。

如果是確定樁基內部出現問題，就可使用平測法，對存在缺陷的樁基位置進行精準的檢測，但是這種方式無法對具體地點進行檢測，因此，可以借助斜測法進行檢測。這一方法需要將收探頭與發探頭之間的高差控制在合理范圍內，在設計高差時，應該考慮到鉛垂面上放置的徑向換能器具有的指向性，因此，收發探頭之間的高差應小于兩者之間的水平距離[2]。當檢測到問題地點時，超聲波的信號便會出現畸變，此時，通過兩探頭的高差，對異常區域的范圍進行預估，就能快速地判斷樁身問題的出現地點，如果是樁身問題較輕，就能夠輕松地判定問題存在的地點，但如果是測試管附近存在夾泥現象，則超聲波的畸變位置便會縮小，但畸變的范圍卻會擴大。

表1 聲波透射法檢測數據列表

2 聲波透射法檢測結果觀測方式

該段將通過模擬某工程現況，對聲波透射技術進行分析。首先，相關人員應對這一施工擬建場地的土層情況進行分析，并根據當前所收集到的數據，選擇適合的施工方式。該文中提到的擬建場地在地上兩層與地下一層中，施工人員使用直徑約為1 000 mm 的沖孔灌注樁，共計127 根進行施工作業。該次檢測選取了總樁數的10%，共計13 根樁體。在檢測時，相關人員將接收與發射換能器分別放置于2 個超聲波檢測管中，并在保證2 個檢測管處于同一高度的情況下，對其進行同步移動。2 個測點的間距約在100 mm 的范圍內。在檢測時，相關人員應從檢測管底部開始，逐步向上對整個檢測管進行檢測。

通過對檢測結果進行分析后可以得知，在樁長范圍內，聲速較為穩定，其數據的最大值為4.667 km/s，而最小值則為4.003 km/s，通過計算后可以得知，這一數值的標準差為0.069，波幅標準差則為0.986，PSD 曲線無較大突變，波形均勻，結合上述數據后可以得知，樁體較為完整，且材質均勻，樁體性質較為優越。與此同時，相關人員應對2 號樁體的2 號聲測管所生成的參數進行分析，2 號樁樁長為27.0 m，而2 號聲測管在4.5 m 的深度時，局部區域的聲速明顯低于臨界值，且PSD 曲線發生連續突變，且對應深度的波形出現明顯的畸變，可見這一深度中出現了孔洞或者大面積的樁體缺陷。

3 聲波透射法在橋梁樁基檢測工作中的應用要點

3.1 聲測管埋設要點

在進行聲測管的預埋時，相關人員應嚴格地按照施工需求進行施工操作，當樁基的直徑小于1.5 m 時，應在規定范圍內預埋3 根左右的聲測管，如果其直徑大于1.5 m，應將聲測管的數量控制在4 根，以便于確保聲波透射法的精準度。

然后，在完成聲測管的埋設工作后，相關人員應使用鋼板對聲測管的底部進行焊接工作，在這一環節中，施工人員應根據實際情況，選擇適合的施工方式，進而保證焊接的整體質量符合相關規定，避免出現漏漿等會影響整個檢測的質量問題。最后，對鋼筋籠內部進行聲測管焊接時，應該保證每個焊接管處于平行狀態，并通過焊接的方式，對所有接頭位置進行處理，最后再將其埋入樁底中。在進行這一環節時，需要考慮到聲測管的管材大小，如果使用的管材直徑較大，則需要使用分段式焊接方式進行施工。

3.2 收發換能器安裝與使用要點

在實際的樁基檢測過程中，在使用聲波透射法期間，檢測人員首先應將扶正器安裝到位，并在聲測管中安裝發射換能器以及接收換能器，并且在安裝完成后對換能器的安裝情況進行細致的檢查，進而保證后續的工作能夠正常進行，并保證其升降狀態不會出現任何問題。在進行樁基檢測過程中，為了提高信號檢測的相關性能，工作人員需要對檢測儀器的各項數據加以調整控制，并保證顯示器能夠清晰地顯示超聲波，進而保證其精準性[3]。

在進行檢測點的設置這一環節中，相關人員需要保證監測點之間的距離約在0.2 m ～0.5 m，如果在檢測過程中發現異常情況，或者檢測結果并不明確等狀況，在后續的樁基檢測工作中，需要結合樁基檢測工作的實際情況，對相應的監測點進行適當處理，從而保證施工過程中的各項環節均能夠得到較為妥善的處理。在使用2種換能器時，相關人員需要按照從上至下的順序，對檢測出的各項內容進行非常精準的記錄，此外，如果在觀察記錄數據的過程中發現異常情況，則應根據實際情況，選擇斜測法、扇形掃描方等多種超聲波形檢測方式進行檢測工作。

3.3 檢測現場問題處理要點

在使用聲波透射法進行檢測的過程中，可能會出現各種問題，這些問題可能對整個施工過程帶來極大的不便。因此，檢測人員應對檢測時出現的問題與現場的實際情況進行整理，從而得出可能出現的問題，并針對這些問題進行排查。需要注意的是，檢測現場信號消失問題可能是因為設備系統出現問題或者聲測管內部無水所導致的，因此，出現這一狀況時，相關人員可對聲測管中是否存在清水進行檢查，并排除設備系統中可能出現的故障，以此確保相關人員能夠及時處理這一問題。此外，如果要保證發射換能器與接收器等設備能夠正常運行，相關人員便需要定期對設備進行檢修工作，一旦在檢修過程中發現問題，就需要在第一時間對問題原因進行排查，并對問題零件進行更換，以保證設備運行的穩定性。此外，如果在接收換能器運行過程中出現問題時，可先將聲測管取出，如果聲波恢復正常，就表明設備出現了某種故障。

4 結語

對樁基進行聲波透射檢測法，能夠有效地排除樁基內部可能存在的問題，進而提高了樁基的整體質量以及樁基檢測的效率。為了保證聲波透射法能夠精準地運行，相關人員應該結合樁基檢測情況以及相應的施工標準，做好聲波檢測的事前準備工作，并妥善地處理樁基存在的缺陷，以此確保檢測結果的準確性。