淺談橋梁基樁檢測聲波透射法存在的不足及對策

陶光智

(廣東華路交通科技有限公司)

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淺談橋梁基樁檢測聲波透射法存在的不足及對策

陶光智

(廣東華路交通科技有限公司)

概述了橋梁基樁的檢測方法，介紹了基樁聲波透射法檢測的基本原理。結合現場實際檢測經驗，分析了目前聲波透射法在現場檢測中存在的不足，并提出相應的處治措施，以供參考。

基樁檢測；聲波透射法；不足；對策

1 聲波透射法的基本原理

基樁聲波透射法檢測的基本原理是以人為激勵的方式，通過在基樁預埋聲測管之間發射和接收聲波，通過分析接收聲波的聲學參數和波形的變化情況，確定樁身混凝土缺陷的位置、范圍、程度，從而推斷樁身混凝土的連續性、完整性和均勻情況，進而評定樁身完整性等級。

2 聲波透射法檢測存在的不足及對策

2.1 預埋聲測管質量從多個方面影響聲波透射法檢測結果

要進行聲波透射法檢測，須在樁身中預埋聲測管作為檢測通道作。當樁徑不大于1 500 mm時，應埋設三根管；當樁徑大于1 500 mm時，應埋設四根管，且聲測管應互相平行、定位準確，并埋設至樁底。預埋聲測管質量，包括聲測管的材質、厚度、內徑大小、管間連接方式、聲測管綁扎定位是否牢固、作為耦合劑的清水是否混濁等，均會對聲波透射法檢測結果產生不同程度的影響。

例如，當聲測管內徑過大時，聲耦合誤差將明顯增加，且聲測探頭在管內晃動幅度大，嚴重影響數據采集的穩定性，引起接收聲波參數和波形異常變化；當作為耦合劑的清水含有較多雜質時，導致聲波能量被吸收、擴散，造成接收到的能量降低，波形畸變，這些都將直接影響了基樁完整性的評定；由于聲測管綁扎定位不牢固，導致聲測管在混凝土擠壓下移位、變形，也對聲波透射法的檢測結果判定產生影響，甚至引起誤判。

2.2 聲波透射法不能檢測樁底持力層狀況

預埋聲測管通常綁扎在鋼筋籠內側，在混凝土灌注之前，隨預制鋼筋籠放至樁底，沒有嵌入樁底持力層中。聲波透射法只能檢測預埋管深度范圍，所以不能檢測到樁底持力層狀況。

2.3 聲波透射法存在檢測盲區

基樁檢測聲波透射法檢測采用的振源，是一種軸向有限長度、單一主頻的柱面波。以換能器為圓心的同心圓相交點的連線便是接收換能器的理想“接收聲場”的空間分布。其連接軌跡滿足橢圓方程，有效“接收聲場”在空間的完整分布實際是一個橢圓球體。當混凝土缺陷在有效“接收聲場”范圍外時，聲參數將不能做出反應。

可見，聲波透射法檢測存在一定范圍的測試盲區，只能測出聲測管之間一定范圍內混凝土是否存在缺陷，不能準確測出樁身整個斷面是否存在缺陷。在現場實際檢測過程中，常遇到鉆芯法發現明顯缺陷而聲波透射法未能檢測到的情況，基本上因檢測盲區所致。如廣東惠州某高速L161-2#樁，樁長33.9 m，樁徑1.5 m，混凝土設計強度C25。采用聲波透射法進行檢測，判定類別為Ⅰ類樁。強制性抽芯結果顯示，樁身在25.5～26.3 m局部存在嚴重的溝槽、離析。

2.4 樁身橫向缺陷易漏檢

聲波透射法對樁身水平向范圍較大而樁長方向很小的缺陷易漏檢，如樁身受外力產生的橫向裂縫。由于橫向裂縫樁長方向范圍小，發射聲波沿著裂縫兩測橫向正常傳播，聲參數將不會產生異常變化。此時，樁身橫向裂縫將不會被檢測到。同時，由于樁身位于地表下，裂縫縫隙中填充的是水而非空氣，當聲波穿過裂縫時，聲參數的變化幾乎可以忽略，所以采用斜測法也難以發現橫向裂縫。

如廣東肇慶某高速，由于地陷導致樁體傾斜，為確定樁身是否斷裂，檢測單位對地陷地區的預埋聲測管的基樁進行聲波透射法檢測，同時輔以鉆芯法和鉆孔電視檢測。檢測結果顯示，聲波透射法未發現樁身橫向裂縫；而鉆芯法和鉆孔電視檢測，均發現有部分基樁存在橫向裂縫，鉆孔電視清晰顯示裂縫處有泥水滲出，鉆芯法芯樣顯示的裂縫位置與鉆孔電視發現的裂縫位置相吻合。

2.5 測點間距較大時，可能漏檢缺陷

聲波透射法檢測測點間距對實測波速準確性沒有影響，但測點間距加大，漏測缺陷的可能性增加，一些缺陷可能被漏檢。《公路工程基樁動測技術規程》(JTG/T F81-01-2004)規定，檢測步距不應大于20 cm。若現場檢測時，測點間距大于20 cm，那么對于小于測點間距量級的缺陷就有可能漏掉。

2.6 樁頭混凝土質量易誤判

基樁檢測前，通常把樁頂混凝土面破除至設計樁頂標高，在樁頭破除過程中，易造成樁頭部分混凝土與聲測管剝離。當存在此類現象時，樁頭部位的最后一個或幾個測點的聲參數將急劇下降，容易造成誤判。

3 對策及建議

(1)明確聲測管質量對聲波透射法檢測影響的各個方面，在現場檢測時，收集基樁施工資料，發現并消除不良影響，保證檢測數據的準確性；

(2)當基樁設計對于嵌巖質量有要求時，應在聲波透射法的基礎上，增加低應變法或鉆芯法檢測，驗證基樁嵌巖效果，確保工程質量；

(3)通過提高由聲測換能器及超聲檢測儀的性能，可增大有效“接收聲場”的范圍，減小測試盲區；通過增加聲測管的埋設數量，可有效的減小測試盲區，但需要增加檢測成本；

(4)當對基樁質量有懷疑時，應采用多種檢測方法進行檢測，優劣互補，相互驗證，排除工程隱患；

(5)測點間距過大容易造成漏檢，現場檢測時，建議測點間距不大于10 cm；

(6)現場檢測中，注意檢查樁頭聲測管與混凝土是否存在剝離現象，及時處治，避免誤判。

4 結 語

基樁完整性檢測技術發展至今，其檢測技術日趨完善。聲波透射法是一門成熟的檢測技術，但還存在一些不足之處。因此，在橋梁基樁現場檢測過程中，明確聲波透射法存在的不足之處，對排除影響聲波透射法的不利因素，保證檢測數據的準確性，進而提高橋梁基樁完整性判定的準確性、避免誤判有著積極的作用。

[1] 中華人民共和國推薦性行業標準．公路工程基樁動測技術規程(JTG/T F81-0l-2004)[S]．北京：人民交通出版社，2004．

[2] 陳凡，徐天平，陳久照，關立軍．基樁質量檢測技術[M]．北京：中國建筑工業出版社，2003．

[3] 中華人民共和國行業標準．建筑基樁檢測技術規范(JGJ106-2014)[S]．北京：中國建筑工業出版社，2014．

2015-09-11

陶光智(1978-)，男，廣東省廣州人， 工程師，主要從事公路工程基樁檢測工作。

U445

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1008-3383(2015)11-0131-01