声波透射法桩基检测应用研究

声波透射法桩基检测应用研究

刘智学

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摘要：在建筑工程中桩基的质量直接能够影响到整个工程的质量问题，所以采用声波透射法对桩基的质量进行检测，成为避免桩基质量破坏性影响的一种常用的办法。通过在桩身内设置声测管，利用声波接收器和发射器对桩身结构内质量情况进行检测，经过声波变化情况进行客观反映,加之相关技术人员对波速、波幅、频率、主频以及PSD判据进行科学的质量分析，可以得出桩基质量最终结论和科学的评论，有效的保证桩基混凝土质量符合相关工程建设的标准。除此之外，声波透射法桩基质量检测技术作为当今无损检测中相对非常先进的新型技术形式，它具有操作便捷，测精准度高，以及不受桩基个体限制和检测工作效率高等等的优势，并且我国科学技术不断的发展，使这项技术的应用和创新的前景非常的好。

关键词：声波透射法；桩基检测；应用研究

引言

声波透射法是一种成熟的测桩方法，施工方便，结果较为准确。但是方法还存在一定问题，例如检测盲区无法避免。由于各种原因，对于缺陷尺寸和缺陷位置估算有时容易出现偏差。有时预埋声测管不能保证完全平行时对测量结果产生影响。以下内容对声波投射法桩基检测应用分析，可以更好服务于施工建设之中，提供技术以确保提升质量以及安全管理。

1声波透射法的原理

声波在发射探头和接收探头之间会沿着许多种不同路径传播，传播时间也不同，但传播时间最短的路径是发射探头和接收探头的直线距离。对于桩身完整的桩基，这条路径可以认为是发射探头和接收探头的直线距离;而声波从发射探头到接收探头传播所用时间减去声波在测管、水之间的传播时间以及仪器系统延迟时间，得到的声时即为声波在两测管间传播的实际声时，并由此可计算出所对应的实际声速。当桩身存在断裂、离析等缺陷时，破坏了混凝土介质的连续性，使声波的传播路径复杂化，声波将透过或绕过缺陷传播，其传播路径大于最短路径，测得传播声时大于最小声时，波速将降低。超声波透射法就是根据各项声学参数特征值在混凝土中传播的变化，判定桩身混凝土的完整性并能较准确地测定缺陷的位置和大小，以及初步判定缺陷的性质，为判定桩基混凝土质量等级提供理论支持。

2桩基检测

2.1检测仪器

检测仪器采用国内外先进的超声波检测仪和标准化双孔式径向换能器。声波发射的脉冲属于矩形或阶跃脉冲比较好，电压在200-1000V间。

2.2进行检测之前的做的准备工作

第一仪器系统延迟的时间是由标定法来进行确定的，其次，算出声测管和耦合水层声修正的值。再一点就是测出桩顶相应声测管外壁之间的长度。最后一点就是注满清水于每一个声测管当中，对声测管畅通状况检查；换能器可在全程得范围之内进行自由的升降。

2.3声波透射法检测技术

在当今建设工程中声波透射法针对桩基工程的检测主要可从三个方面进行分析：一是桩外孔透射法。采用桩外孔透射法主要针对桩基在已经完成上部结构、检测管道设置完毕基础上，对桩基施工质量进行检测。为了使状态检测技术可以有效落实检测目的，检测孔道应紧贴混凝土桩基外侧，并选在对桩基结构、安全性以及整体建设质量不会造成影响的部位落实检测孔道具体位置。桩外孔透射法在桩基内开始工作时会出现土层内声波衰减速度较快的现象，因此需要在桩顶位置放置功率较大的平面换能器，使得桩外孔透射法的声波经混凝结构内土从上到下采用缓慢发出形式，将耦合水作用信息完全接收，确保混凝土质量可通过这种桩外孔透射法完全检测出来。然而，桩外孔检测技术由于受到检测长度以及检测仪器频率影响，并无法对全部桩基结构进行检测，只能对桩基断桩以及夹层情况进行判断。二是桩内单孔透射法。当建设工程内桩基有且只有一个孔道进行质量检测时，可采用桩内单孔透射法并主要作为桩基质量检测补充手段，且应用在桩基钻芯取样结束后。为确保桩基质量而做出的进一步质量检测。将检测设备与监测对象利用隔声材料进行隔离，经孔内放置声波通过换能器通过耦合水进入混凝土桩基内，并通过声波的滑动以及在混凝土结构的反射、折射等多种声学参数，为质量检测提供有力依据。由于桩内单孔透射法相较于跨孔声波检测法复杂性更强、声波数据获取量更丰富，因此在应用这种检测方法时应同时应用信号分析技术，使得检测所得声波信号可以更具科学性。三是桩内跨孔透射法。将桩基内预留两根以及两根以上的声测管，以便接收换能器和发射换能器可合理分开布设。在对混凝土桩基进行检测时，发射换能器发出声波穿透混凝土桩基，并由接收换能器将声波信号收集整理，最终得出有关桩基质量的现实数据以及相关参数。桩内跨孔透射法并无法对桩基全部结构质量进行检查，检测范围只在声波接收换能器和发射换能器辐射范围内，而接收换能器和发射换能器有位置性差异，将桩内跨孔透射法分为斜测、扇形扫射检测以及平面检测等形式。

2.4检测标准

对桩身类别的完整性确定时要结合到混凝土参数的临界值、混凝土声速的最低限值、自身质量可疑点的安全测试、PSD判据，并精确算出缺陷的大小和范围，依据分类原则相应规定对其进行综合评判分析，

2.5检测步骤

一般检测的过程主要有两步，第一，对各个桩基采用水平测量法进行普查，将声波出现异常的位置找出。第二，采用更加详细的测量法对声波出现异常的位置进行检测，其中更加精准对异常范围进行确定的方法就包括斜测以及扇形测量等。

2.6应用结果

分析声波透射法检测结果，采用声波透射法进行钻孔灌注桩基检测的过程中，得出曲线图和波列图，采用声波透射法检测，部分钻孔灌注桩身混凝土波速在4700m/s，符合桩身质量要求，没有出现异常状况，桩基完整性为I类。通过分析可知，桩基部分存在异常，经过初步判断得出，存在桩底沉渣问题，以相关规范为依据，该钻孔灌注桩为1Q类桩。之后采用钻芯法对该钻孔灌注桩进行验证性检测，证实了桩底沉渣的问题，沉渣厚度达到了25cm，为粉质粘土沉渣。经过研究，确定是在灌注混凝土之前塌孔问题导致的沉渣出现。此外，在工程中有着一些桩径较大、桩周土阻力大、桩长较长的钻孔灌桩柱，低应变法受到检测深度的限制难以对桩身下部信息进行检测，且对多个缺陷情况判断存在误差，而采用声波透射法则可以有效解决上述问题，将声波透射法综合应用到桩基检测中能够运用方法的优势，保证桩基检测结果的准确性和可靠性。

结束语

总而言之，超声波透射法作为无损检测技术，具有高效、准确、方便、快捷等诸多优点而被广泛应用桩基检测。声波透射法是一种简单完善的检测桩基质量的方法，该方法是由超声仪通过换能器在预埋的声测管中发出并且可以接收声波信号，对桩身完整性进行检测的一种检测方法。以上内容就针对声波透射法桩基检测应用进行了研究分析。

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