聲波透射法結合鉆芯法在橋梁樁基檢測中的應用

張洋

摘要：本文結合建筑工程實例，對聲波透射法與透射法進行對比，總結兩種方法內部存在的缺陷，提出全新的優化辦法，進一步提高建筑工程整體質量，最大程度上減少檢測過程中的失誤、漏判等問題，提高建筑檢測的標準性，以此來滿足橋梁樁基要求。

關鍵詞：聲波透射法;鉆芯法;橋梁;樁基檢測

一、聲波透射法基本原理

聲波透射法是利用物質之間的聲波發射差異性原理，對橋梁樁基發射一定的彈射頻率，分析其中的接收信號與回彈信號，確定巖土介質結構之間是否存在缺陷的檢測方法。若橋梁樁基存在夾層或斷裂問題，聲波回彈將會逐漸衰減或產生異響，聲波回彈時間也會增加，波速也會減少，波形產生“畸形變化”。利用特殊儀器采集回彈聲波變化，可以針對混凝土基樁內部狀態進行分析，判斷橋梁樁基內部存在的缺陷信息，保障后續工作能夠正常開展。

二、鉆芯法的基本原理

鉆芯法的應用方法相較于聲波透射法而言更加復雜，但是得到的結果則更為精準，該方法使用液壓高速鉆機對某一位置進行“取證”，分析橋梁樁基存在的問題，并搭配水、孔口管、扶正器、采集器、擴孔器對鉆心中間進行取土，檢測混凝土灌注樁的樁長、強度、厚度與完整性。在一般情況下，建筑團隊若利用聲波透射法發現橋梁樁基存在問題后，則需要利用鉆芯法進行確定，進一步確定橋梁樁基存在的問題。

三、各類操作實例

實例1

筆者曾經參加過宜賓橫樓大橋建設項目，該項目的地質情況是從上至下都為0～5m的地表土，5～10米都為粉質黏土，10～22米都為泥巖，機械旋挖樁基直徑為3000mm，其中一個名稱為028#的樁基在使用聲波透射法檢測時，發現其中存在一定的問題。該橋梁樁基自身混凝土強度為C30，設計要求其持力層為微風化泥層，施工規范要求需要掩埋4根聲測管，聲波檢測該橋梁樁基中的左右、上下四個剖面底部都存在異常回響，最終利用鉆芯法驗證，橋梁樁基底部存在7.70～8.70米的混凝土凝結不良問題發生，為此，建筑團隊采用構建法，對問題位置進行適當修復。

實例2

筆者曾經參與過安邊-水富鐵路大橋項目建設檢測工作，該項目地質情況為0～4米地表土，4～10米的黃土層，10～15米泥巖，在設計階段將橋梁樁基直徑設為5000mm，并根據當地政府要求，將混凝土強度調高至C30標準左右，而建設要求是樁底持力層要到達到中風化泥巖，提前預鋪2根聲測管，聲波檢測過程中發現樁基底部出現8.5～11.0m波幅的波動異常，因此，檢測人員采用鉆芯法對橋梁樁基進行取樣，對其質量進行科學、合理的控制。

四、聲波透射法結合鉆芯法在橋梁樁基檢測中的實際操作方法

（一）鉆芯法的實際操作方法

在使用聲波透射法時，往往需要預埋直徑不小于200mm，厚度高于4mm左右的鋼管，使其能夠與基樁底部相互持平1～2m的位置，而且需要對預埋管進行適當的封閉，在上端頂部加設頂蓋，避免管腔內部出現異物，而且在預埋管要高于橋梁樁基1～2米左右，嚴禁工作人員對預埋鋼管進行破壞或使用，采用科學、合理的方式對其進行固定，使其能夠接受流水長時間的沖擊。由于橋梁建筑環境十分復雜，且不能進行大面積干燥施工，而預埋管的鉆具就可以達到2m以上，更有甚者可以到達5m，而預埋管必須與橋梁樁基必須保持垂直，若預埋出現不垂直問題，聲波探測將無法達到指定位置。為了避免這種問題的發生，橋梁建筑施工團隊需要石永紅鋼筋籠或移動式墊塊，對預埋管進行焊接固定，進而保障預埋管件的基本狀態。在完成預埋管后，鉆芯法的起鉆點將會變成預埋管的底部，可以就相關缺陷進行科學、合理的驗證，最終驗證、取樣結果更加精準，避免鉆芯法取樣結果與聲波檢測法最終結果相差過大，有效針對橋梁樁底沉渣與持力層缺乏穩定、真實數據的情況。值得注意的是，針對長度較大樁基（超過20m） ，在鉆芯法施工過程中難免會出現偏差問題，而部分液壓鉆頭也無法突破持力層，這時測試人員要根據實際狀況對測試結構進行修正，而最不利的情況可以將相關測試數值提高15%，若測試出的數據與實際設計數據不想持平，那么液壓鉆頭應該操出預定的范圍。針對這種問題，橋梁樁基測試團隊需要重新采購高強度鉆頭，并對預埋管狀態進行檢測，在完成初步判斷后，再次進行測試檢驗。橋梁建設建筑團隊管理人員在開展建筑施工項目之前，就應該對橋梁樁基測試工作有所準備，做好相關準備工作，并與測試人員提前完成技術交底工作，促使基層施工人員能夠重視相關工作，使其能夠完成預期準備工作。

（二）聲波透射法的實際操作方法

聲波透射法與雷達聲吶原理基本一致，采用高頻率超聲波發射器，對橋梁樁基進行脈沖沖擊，并對發射聲波進行收集處理。若橋梁樁基不存在組斷面或破損面，那么超聲波將會反射折透性聲波，而回聲波段也會逐漸減弱。但是橋梁樁基內部出現建筑缺陷或孔洞、斷層、蜂窩等問題，則聲波會發生散射現象，而檢測人員則可以根據聲波的表現對橋梁樁基狀態進行分析，得出理想化的問題分析結果。而隨著科學技術的持續進步，很多軍用設備逐漸民用化，部分先進的聲透設備完全可以根據回聲捕捉形成3D圖像，讓工作人員能夠對相關內容進行細致分析，通過聲波就可以達到理想的檢測效果，但是適用于橋梁的環境問題，水流會在很大程度上沖擊聲波回聲，因此，檢測人員需要跟隨建筑團隊在施工過程中預埋聲測管，并將兩個聲測管為一組，一個專門放出聲音、另一個專門接收聲音，降低流水對于聲音的稀釋作用。聲波透射法的主要優點有以下幾點：其一，聲波投射具有較高的準確性，可以對橋梁樁基進行系統的檢測，在很大程度上能對混凝土強度進行測試。而這些優點與聲音自身特點有著直接的關系，為了能夠達到理想的測試結果，測試人員要做好相關準備工作，以此來達到理想的測試效果。其二，聲波透射法使用成本較低，測試結果迅速。根據筆者多年參與橋梁樁基測試經驗來看，在完成準備工作后，測試人員首次使用聲波投射方法時間可以控制30分鐘到45分鐘左右可以得到第一批數據，若繼續測試那么測試時間可能會逐步縮短，數據平均值也會趨于平衡，而相較于聲波投射方法相比鉆芯法則需要2

～3天時間完成首次檢測工作。而聲波透射法的缺點也較為明顯：其一，聲測管容易發生堵塞問題，難以對橋梁樁基底部進行沉渣與持力層進行檢測。在聲波投射法時需要進行聲測管鋪設工作，而聲測管必須要保證干凈整潔，無堵塞，而這對于河流區域管路鋪設較為困難，而鉆芯法鋪設的預埋管即使有一定的堵塞，在取樣時也可以處理，而聲波投射法則不行。其二，河流區域地下情況十分復雜，且由于建筑施工人員的干涉，導致聲波透射法最終結果可能存在偏差問題。河流區域與陸地區域有著較大的差異性在于河流區域表土層，而到達凝土層情況將會變得相對穩定。但是在很多情況下，測試過程無法進行控制，聲波透射法也會受到一定程度的影響。

結束語：

總而言之，無論是鉆芯法或是聲波透射法，都是橋梁建設過程中，檢測樁基的有效方法，二者之間可以相互彌補、相互補充，打破傳統樁基單項檢測方式，讓檢測結果更具科學性與合理性，保障建筑橋梁整體質量能夠符合人民群眾的實際使用需求。同時，建筑施工團隊在使用聲波投射方與鉆芯法時，一定要做好相關準備工作，創造良好的橋梁樁基測試條件。

參考文獻：

[1]馬馳.聲波透射法結合鉆芯法檢測灌注樁樁身完整性的應用[J].建材與裝飾，2020， No.603（06）：237-238.

[2]劉歡.聲波透射法與鉆芯法在樁基檢測中的應用[J].交通世界，2020，No.550（28）：126-127.

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