桥梁桩基础声波透射法检测技术探究

摘要：

近年来，随着我国经济的飞速发展，推动了交通运输业的发展速度，各类公路桥梁工程日益增多。在桥梁工程的建设过程中，桩基础是应用较多的一种形式，为了确保桩身的完整性及其质量，需要在成桩后，对其进行检测。声波透射法以其自身诸多的优点，被广泛应用于桥梁工程桩基检测当中。基于此点，本文首先对声波透射法检测技术进行概述，并在此基础上对桥梁桩基检测中声波透射法检测技术的具体应用进行研究。

关键词：桥梁；桩基检测；完整性；声波透射技术

中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号：

一、声波透射法检测技术概述

（一）检测原理

声波透射法检测的基本原理如下：在桩内预埋一定数量的与桩身纵轴平行的声测管，并将声波发射装置置于测管当中，再将由发射系统传送出来的电信号转换为脉冲信号向桩身内部进行辐射，借此来对桩身混凝土进行逐点、逐段的探测。在检测过程中，声波会在混凝土中进行传播，当其到达一个声测管之后，便会被置于其中的声波发射换能装置接收，装置接收到的声波信号会由于各个部分混凝土质量的不同，而使频响和波形发生相应的改变，通过这些特征变化，可对桩身混凝土是否存在缺陷以及缺陷的准确位置进行判断，从而得出桩身的整体质量状况。

（二）声波透射法的优越性

声波透射法在检测方面巨头以下优点：其一，检测较为全面、系统，检测范围能够有效覆盖整个桩身长度的各个断面；其二，检测结构直观、可靠、准确。全桩长的断面扫描检测，加之短距离时声波对小范围的缺陷也十分敏感，能够准确测出桩身上各处缺陷在深度方向的具置以及径向范围，有助于桩身缺陷分析与处理；其三，由于声波透射法能够对整个桩身进行检测，所以检测过程不会受到桩长和桩径的限制，并且整个检测过程也不会受到施工场地的制约。正是因为该检测技术具有的种种优点，使其在桥梁建设工程中获得了广泛应用，通过声波透射检测，能够对桥梁工程项目的施工质量进行有效控制。

二、桥梁桩基检测中声波透射法检测技术的具体应用研究

在桥梁工程建设中，对桩基进行完整性检测是非常重要的环节之一，其直接关系到桥梁的整体质量。下面本文重点对声波透射法在桥梁桩基检测中具体应用进行研究。

（一）检测前的准备工作

1.声测管的选用。现阶段，声波透射法检测中，常用的声测管主要有以下几种：钢管、塑料管和波纹钢管等。这几种声测管在使用方面格局优缺点，但不管选用何种管材，最为基本的要求是其都必须具备足够的刚度和强度，以确保在混凝土灌注过程中，管材本身不会发生变形和破损，并且还要具有足够大的透射率。在上述几种管材中，钢管具有安装方便、刚度大等优点，并且在埋入桩身之后能够基本保持良好的平行度和平直度，此类管材在大直径钻孔灌注桩的检测中应用较多，其唯一的缺点是价格比较昂贵；塑料管本身由于声抗率相对较低，从而使其具备较好的声透性，但因为塑料材料具有热膨胀性，当混凝土固结时，会由于温度下降使塑料管发生径向和纵向收缩，这样极有可能是塑料管与混凝土局部分离，从而形成空气或是水分的夹缝，由此便会造成反射强烈的界面增大，最终可能导致判断失误，此类管材仅适用于小桩径的检测；波纹钢管的优点是管壁较薄、抗渗性好、高耐压、高强度、省钢材等，唯一的缺点是管材本身柔性较大，在安装过程中需要保持其与轴线的平行。在实际工程中，可按照桥梁桩基的性质选取最为合适的管材作为声测管，在没有特殊要求的前提下，尽可能采用波纹钢管，这有助于提高检测结果的准确性。

（二）声测管的绑扎与埋设

1.通常情况下，可以采用焊接或是绑扎的方式将声测管固定在钢筋笼的内侧，并在成孔后、灌注前将其一并随钢筋笼下放至桩孔当中。在埋设时声测管应置于桩底位置处，若是被检测的桩基采用的不是常规配筋，则应当在无钢筋笼的位置处设置加强箍筋，以此来确保声测管的平行度；当声测管壁相对较薄时，若是采用焊接固定的方式，为避免焊接过程中造成声测管被焊透的情况发生，应每隔3m左右使用较粗的铅丝进行绑扎，并且只需要在管口的接头位置与主筋出进行焊接即可。

2.在没有特殊要求的前提下，声测管的内径应尽可能选取50-60mm的为宜，同时导管的底部应当采用钢板或是套管封堵，并再上端加盖，管口位置应当略高出桩顶10mm左右，并确保所有声测管的高度一致。此外，在同一标段内的声测管应当采用同一种管材，这样便于扣除零声时中的误差。

3.声测管的连接与埋设质量不仅是确保检测工作顺利进行的关键之所在，而且也是决定检测数据准确性与否的重要环节，在工程实践中必须对本环节予以足够的重视。桩身内部的混凝土波速应以该距离除以两根管间的声时得出，若是桩身某一段声测管向内部弯曲时，它的波速有可能偏大，这样容易造成等级偏差，必须采取相应的措施确保声测管的垂直度。

（三）桩基检测

1.检测仪器。通常情况下，声波透射法的检测仪器主要是由数据采集系统和换能装置组成。所谓的换能装置又被称为发射与接收探头，此类设备的生产厂家较多，在选择时应当选取质量较好的设备，这有助于提高检测的准确性。设备购入后应当对其进行率定，确保声时准确、波形清楚后方可使用。在实际监测过程中，除了需要考虑换能装置的精确度之外，还应当按照测距的大小以及混凝土质量的优劣状况，确定最为合适频率。在正式检测前，应对系统的零声时进行确定，常用的方法有以下两种：一种是按照规范的规定要求进行公式计算，另一种是在现场进行率定，由于公式计算需要具体的数值，在此不进行详细介绍，仅对现场率定进行介绍。首先取现场切割下来的声测管两根，并向管内注满清水，然后将两根声测管紧靠在一起放置到水池当中，测量3个以上的数据取平均值作为零声时。

2.现场检测。对桩基的现场测试工作主要分为两个部分，一部分是检测数据的采集，另一部分是换能装置的升降，这两个部分的工作需要互相配合完成。首先，采用直尺对两根声测管的外径距离进行两侧，精确到厘米级，然后将该数据报给采集作业人员，并输入到检测参数的测距一栏当中。进行正式检测前，可先用假探头进行试放，以此来检查换能装置是否能够在声测管内自由升降，确保声测管畅通后便可进行正式检测。将接收换能装置通过放大器与声波检测仪进行连接，设定好仪器参数后便可开始检测，先将换能装置下放至测管底部位置，从下向上每间隔20-30cm左右设一个测点，进行数据采集，测试完毕后看是否存在异常测点，如波速或是波幅较低等情况，若是存在应当进行复测。

3.数据处理。现场检测工作完成之后，应当将图形用打印机打印出来，并将全部检测数据传输到计算机中进行保存，检测结果则应通过检报的形式发给有关部门，检测仪器应当妥善保管。

参考文献

[1]张宏.鲍树峰.马晔.大直径超长桩桩身缺陷的超声波透射法检测研究[J].理工大学学报（自然科学版）.2012(35).

[2]郝一民.钱立军.肖明文.武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥声波透射法基桩检测技术要点[A].2007年隧道与地下工程施工新技术研讨会暨铁道基建科技信息网年会论文汇编[C].2008(1).

[3]贺玉龙.杨立中.郑永翔.声波透射法在旋喷桩复合地基加固效果评价中的应用[J].中国铁道科学.2008(5).

[4]方泽鹏.提高声波透射法检测基桩完整性的精度及过且过工程实例[A].2009年全国基桩、无损检测及岩土工程新技术研讨会论文集[C].2009(6).

[5]阳亮.声波透射法在大直径混凝土灌注桩检测中应注意的问题[J].城市建设理论研究（电子版）.201223