超声波透射法在桩基检测中的应用分析

发布时间：2021-09-22所属分类：建筑师职称论文浏览：1次

摘 要： 摘 要：随着新基建概念的提出，我国建设工程又迈向了一个新的发展阶段，工程项目产品生产建设中逐渐增强了各环节的工程质量检测。本文以此为出发点，选取超声波透射法在桩基检测中的应用分析作为研究题目，具体探讨中，概述了超声波透射法的工作原理、应用范

　　摘　要：随着“新基建”概念的提出，我国建设工程又迈向了一个新的发展阶段，工程项目产品生产建设中逐渐增强了各环节的工程质量检测。本文以此为出发点，选取超声波透射法在桩基检测中的应用分析作为研究题目，具体探讨中，概述了超声波透射法的工作原理、应用范围及声测管布置原则，剖析了影响超声波透射法应用的影响因素。并以此为基础，对其具体应用进行了讨论。

　　关键词：超声波透射法;桩基检测;应用分析

　　桩基础是工程项目生产建设中的基础形式，具有隐蔽工程的特征，在实际施工中，施工工艺流程相对复杂，在自然环境、地质水文条件、施工设备、施工技术、施工人员等多重因素影响下，容易造成质量控制不到位的情况。由于桩基础决定了工程项目整体质量水平，所以，对桩基础的检测十分关键。现阶段在桩基础检测中应用的方法相对较多，包括高应变法、低应变法、超声波法、钻孔取芯法、单桩竖向与水平抗压静载试验等。其中，超声波法，也称声波透射法或超声波透射法，其比较优势相对较高。具体分析如下：

　　1超声波透射法的工作原理

　　费马定律认为，声波传播过程中，需要以介质为基础，在A点到B点之间选取最优路径。该定律为介质的物理力学和声学参数特征值之间关系提供了重要依据。现阶段对混凝土的研究中，已经根据该原理创建了多种以声波为基础的质量检测方法。具体而言，混凝土属于复合型材料，当其内部构成要素均匀分布时，能够通过对声波传播原理的运用，对其内部质量进行判定。若存在异常分布现象，则可以通过声波的散射、绕射声波衰减规律对其加以评估。如桩基混凝土中存在裂缝、蜂窝、离析情况时，其连续性会受到一定的阻碍，此时通过超声波透射法测定，即可以对其缺陷进行判定。从判定的途径看，超声波在声能衰减后，其声波信号的主频、声速、波幅、波形等均会发生变化，此时根据此类要素的变化情况能够实现对桩基质量的有效检测及判定。

　　2应用范围及布置原则分析

　　该方法应用范围相对较广，具体应用中需要根据桩径大小进行具体的声测管布置。例如，整体上应用时：(1)一般以桩径不小于0.6米灌注桩为准。(2)桩径小于或等于800mm时，不得少于2根声测管;(3)桩径大于800mm且小于或等于1600mm时，不得少于3根声测管;(4)桩径大于1600mm时，不得少于4根声测管;(5)桩径大于2500mm时，宜增加预埋声测管数量。超声波透射埋管布置下图1：

　　需要注意的是，在实际检测中需要选择合理的采集方法。首先，应该以平测为准，平测时的步距宜控制在0.1米以内。其次，在提升时，应该对换能器高差与深度进行校准处理，并观察其波形的稳定性。一般提升过程中，宜按照每秒0.5米进行速度控制，预防因速度过快而造成畸形波现象、漏波现象。第三，具体操作中若发生波形异常，则应该通过减小步距、重新测量的方案，确定其缺陷大小与缺陷发生的位置，进而对其原因进行查明。第四，确认异常后，对于竖向位置应该通过交叉斜侧、扇形扫描等技术进行重新测量，旨在对声测管耦合问题进行排除。若采用扇形扫描技术，宜在换能器连接中点方面的做好水平夹角控制，一般以不小于40°为宜。扫描方法参看下图2：

　　3影响超声波透射法应用的因素

　　超声波透射法应用中的测试方法具有明显的程序性，首先，要求在埋置好的桩基内部声测管内，放置接收换能器与超声波脉冲发射换能器。其次，将清水注入到声测管内完成声测管与换能器之间的耦合。所以，在实际应用中，会受到声测管质量的影响，尤其在保护不及时、声测管遭到损坏等情况下，仪器的探头会发生卡住的现象，而且，在各类材料如土块、砂浆等进入声测管后会对其造成堵塞现象。从而影响基检测结果，包括杂质混入后的换能器耦合不正常、波幅受到异常干扰等。从原因方面看，导致此类问题的原因主要集中于声测管加盖不到位，或者施工中的精细化管理不足。

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　　另一方面，超声波透射法检测桩射完整性时，需要建立关系曲线、实施检测数据整理、对其检测结果进行完整计算。在应用过程中由于桩基、桩身属于隐蔽性工程，会受到地下环境、水下环境的直接影响，此时施工工序相对复杂，其检测过程中的理论应用相对复杂。所以，在整个应用过程中，操作人员的业务技能、现场检测作业的实际环境、选择的计算方法等，也会给超声波透射法的应用产生一定的影响。通常的应用实践中，会根据综合影响因素的实际存在，制定应用过程中的质量控制方案，以确保克服影响因素造成的各种干扰与风险。

　　4超声波透射法在桩基检测中的应用分析

　　4.1工程概况

　　以厂房工程为例，该工程属于扩建工程项目。地基基础以混凝土钻孔灌注桩为主。桩基混凝土设计强度为C35，共39根，桩长约30米、桩径1米，桩端持力层为中风化花岗岩。

　　4.2应用分析

　　在确定工程项目桩基检测目标后，按照检测需求合理选择了匹配的声测管材料、埋置方式、安装方法，通过声波投射法对该项目的桩基进行桩身完整性判断。分述如下：

　　以检测方法为例，在桩内跨孔透射法应用方面，主要是以声波透射法检测方法为准。具体操作中预先埋置声测管，然后，选择符合相关规范要求的声波检测仪进行桩内跨孔声波透射法检测。具体检测中可以有效采集桩身工程参数与作业的实际情况。通过声波发射与接收换能器采集的相关信号对混凝土中的声波衰减速率进行分析，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。应用该方法可以有效减少返工造成的施工进度延误与造价超预算问题。在桩内跨孔透射法应用方面，采用桩内布置声测管的方案，具体操作中严格按照声测管的布置原则及采集方法，可完成对桩基的有效检测。本项目桩径为1米，对应的采用了埋设三根声测管的方案。

　　首先，进行严格的材料选择。对该项目所在的施工环境进行了勘察分析，考虑到混凝土与声测管之间存在的机械强度与贴合情况，确定了检测工艺。本项目选择的超声波检测仪器为RS-ST06D跨孔超声检测仪(武汉岩海生产)。其次，在声测管的埋置过程中，以无缝钢管材质(壁厚：4毫米，内径：43毫米)为准，借助与桩基连接，有效提升了其检测过程中的稳定性与超声波传递信号的精准性，满足了桩基检测中的桩身完整性检测需求。第三，为了规避水环境的影响，对其弹性模量参数进行了关联性分析，运用模糊分析法，进行了桩基质量波动参数的计算分析。并且，完成了相关的质量图谱制作与监测。需要注意的是，在声测管管的安装过程中、使用过程中，应该根据影响因素的潜在风险，制定相应的预防措施。本工程桩基检测中，先进行了声测管安装检查，确保其牢固性与坚实度后，在声测管口加设了预防盖。同时，对管材的固定以焊接方式为准。通过严格的检测应用实践，最后的检测结果表明，该项目中的I类、II类桩数量分别为36根、3根，39根桩全部合格。

　　结语

　　总之，与其它桩身完整性检测方法比较，超声波透射法在信息采集方面具有一定的优势，其工作原理相对简单。虽然在实际的应用中，存在诸多因素影响。但是，在具体工程项目产品的桩基检测应用实践中，却能够满足各项检测需求，确保在对测、斜侧、交叉斜侧采集信息的全面性与精准性。在埋管方面，遵循声测管布置原则，可以有效实现对桩基的精准检测。通过以上初步分析可以看出，在实际的应用中，应该结合项目生产建设情况，尽可能采用综合检测方案，通过相互校准与验证的办法，增强超声波透射法的检测效果。尤其在声测曲线识别后，可以通过桩基抽芯法等对其检测结果进行验证，确保对桩身的完整性判定的准确性。——论文作者：李景拓