探究超聲波技術在樁基完整性檢測中的運用

陳乃健

（福建工大巖土工程研究所有限公司 福建 福州 350014）

1 工程案例

工程為某縣撤渡建橋工程，需要新建嶺崇大橋一座，共有98 根樁基，其中樁基3-1 出現如下圖1 的問題：

圖1 樁基出現的問題

檢測結果說明：樁頂以下14.0～15.0m 處波速偏低，波形嚴重畸變，缺陷位置比較明顯，對樁身承載力有影響，判定為III 類樁。

原因分析：樁基成孔方式為鉆孔沖擊灌注樁，由于成孔時間過長未及時澆筑混凝土，澆筑時未進行二次清孔，導致樁底沉渣過后，影響樁基的正常使用。

驗證結果：鉆芯驗證鉆芯至樁底14.0m 后出現泥漿及渾水，未取出芯樣，量取芯樣時芯樣長度比孔深進尺少一米；驗證結果樁底確實為沉渣。

處理方式：樁基類型為端承樁，由于沉渣嚴重超出規范要求，嚴重影響樁身承載力，只能廢除重新澆筑。

建議：鉆孔沖擊灌注樁在清孔后應縮短施工歷時，在確保清孔效果的同時，應加強工序銜接，提高工作效率，盡量縮短清孔至混凝土灌注之間的的時間間隔；首批混凝土灌注前，再次探測泥漿指標即孔底沉渣層厚度。如超過規定要求時，應立即進行二次清孔，直至符合要求時方可灌注水下混凝土。

2 超聲波技術的檢測意義

超聲波技術，在工程地基結構中，具有極為重要的檢測成效。一方面，工程地基對于工程的建設發展極為重要，在本案例中，98 根樁基礎，是確保橋梁工程安全使用的重要保障，同時也是借助無損檢測技術，確保施工作業完畢后對相關結構部件的檢測不會產生其他影響和破壞。例如，鉆芯法檢測技術，需要對建筑的內部進行鉆芯工作，會降低施工部位的承載性能，而超聲波技術對于建筑結構不會造成任何影響和破壞，同時還能夠快速得出相應的檢測結果，在橋梁工程的應用價值以及發展前景巨大。另外，橋梁工程的樁基礎，是作為整個結構的最基礎承載結構，其施工質量的具體情況，會影響所有后續工作的開展，因此利用超聲波技術，可以確保樁基礎結構的完整性，進而確保工程施工質量得到準確的數據和結論，同時當檢測過程中，利用透射法檢測，將樁基礎中的問題和缺陷進行匯總和梳理，方便施工人員對樁基礎的具體問題進行定位和修復，另外，在傳統的檢測技術中，由于樁基礎的長度超過檢測技術的應用范圍，導致檢測數據存在一定的差異性，而利用超聲波檢測技術，可以實現良好的檢測結果，最終確保檢測數據的精準和高效。

3 超聲波技術的檢測原理

超聲波檢測技術，是利用超聲波的脈沖作用，發射脈沖波投射到混凝土中，通過對光波進行收集和分析，了解脈沖波在混凝土中的傳遞特性，同時借助光波的能量衰減特性，進一步了解檢測區域混凝土的密實程度，利用計算機對檢測儀器收集的光波數據進行分析，從而了解混凝土內部的具體問題。借助超聲波檢測數據反映的混凝土內部損害界面，探尋出檢測區域的具體位置。

4 超聲波技術在樁基檢測完整性檢測的方法分析

4.1 檢測儀器

如表1 所示，本案例使用以下儀器設備進行樁基完整性檢測。本案例中共有98 根樁基需要檢測。

4.2 檢測準備工作

超聲波檢測工作開展前，需要將聲測管進行有效安裝。聲測管，是聲波換能器的重要通道，在施工期間需要預埋到灌注樁中，同時確保聲測管固定在樁基內部，到達鋼筋籠有效沉浸范圍內的指定位置，然后進行混凝土澆筑。對于測聲管的材料，需要滿足足夠的機械強度，同時在混凝土澆筑過程中，不會產生材料變形以及材料失效等問題，當聲測管與混凝土黏結后，不會發生任何剝離問題產生，從而影響后續檢測工作。針對聲測管的內徑以及外徑要求，要按照相應的標準和要求選擇，同時在安裝聲測管時，樁徑的長度要小于1.5m，同時以3 根管進行預埋，當樁徑大于1.5m 時，需要埋置四根管。

表1 案例主要儀器設備詳情

4.3 超聲波檢測步驟

4.3.1 現場檢測

其一，準備工作完畢后，需要按照《公路工程基樁動測技術規程》的內容要求進行準備和檢測，同時檢測聲測管的埋置條件是否符合相應的要求，同時確保聲測管通暢，確保聲測管內部灌滿清水

其二，檢測人員務必具備專業的檢測技術，同時可以熟練操作檢測儀器，對超聲波儀器的使用和檢驗極為熟練。

其三，現場的檢測人員，需要遵守施工的單位在現場制定的管理規范以及注意事項。

其四，檢測人員需要對施工資料以及檢測數據進行保密。

其五，現場檢測工作開展時，務必要委派檢測人員以及施工代表共同對檢測數據以及檢測流程進行監督。

其六，疏通預埋聲測管，確保預埋管中灌滿清水。

其七，計算取管的有效間距，記錄好樁號以及編號等相關信息。

其八，將發生器以及接收換能器放入聲測管中，同時記錄對應的長度。

4.3.2 檢測問題

檢測過程中，發現可疑點時，可以利用樁身的測量距離進行加密處理，利用其它測量點位，實現對部分可以點的復測，同時在確定樁身問題后，借助斜測法等測量技術，實現對測量問題的精確掌控。需要注意的是，2 個換能器的連線水平夾角不能超過40 度[1]。

局部缺陷問題：通過對測量區域反饋的數據信息進行比對，結合斜測法，如果測量結果中，僅有一條為異常測量值，其他均屬于正常的測量數據，可以判斷樁基礎內部的缺陷問題為局部曲線，并且缺陷位置處于兩條實線的交叉點。

5 結語

綜上所述，超聲波技術對于樁基完整性的檢測，具有極為高效的檢測水平，同時在開展相關檢測工作時，可以進一步提升樁基工程的安全性和穩定性，切實保障工程施工作業的質量和水平，減少其他損失。