超聲波法檢測橋梁樁基探討

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隨著社會經濟的不斷發展，工程建設也在迅速發展，大量工程建設中采用樁基工程在橋梁建設及房產建設中，樁基的形式得到了大量的推廣應用，受施工難度及施工條件的影響，樁基工程其質量很難被控制，這也就對樁基質量檢測提出了更高的要求超聲波法貫穿在橋梁樁基檢測過程中，在各個具體的檢測環節當中具有重要意義和可改進之處以下是從超聲波法的技術要點及原理工程實踐技術優點及可靠性技術缺陷防治優化措施五方面分別闡述超聲波檢測法在其中所起到的作用和相應的改進方法希望能對今后相關人員在實施橋梁樁基檢測時帶來一定的參考價值

1 技術原理

聲波透射法是在樁內預埋縱向聲測管道，將超聲脈沖發射和接收探頭置于聲測管中，管中充滿清水作耦合劑，由儀器發出周期性電脈沖通過發射探頭發射并穿透混凝土，被接收探頭接收并轉換成電信號由儀器中的測量系統測出超聲脈沖穿過樁體所需時間接收波幅值接收脈沖主頻率接收波形及頻譜等參數最后由數據處理系統按判斷軟件對接收信號的各種參數進行綜合判斷和分析，即可對混凝土各種內部缺陷的性質大小位置做出并給出混凝土總體均勻性和強度等級的評價指標數據分析的幾種方法:

(1)聲時分析:選取聲時平均值μt與聲時2倍標準差δt之和作為判定樁身有無缺陷的臨界值 μt=Σ tinδt=Σ(ti－μt)2/nSt=μt+2δt式中:n為測點數;ti為第i個測點的聲時值;μt為聲時平均值;δt為聲時標準差;St為判定樁身有無缺陷的臨界值

若ti＞St，即判定基樁在此深度處可能存在缺餡

(2)波幅分析:波幅是對缺陷最為敏感的聲學參數，選取接收到的超聲波信號波幅平均值的一半作為判斷有無缺陷的臨界值，波幅值以衰減器的衰減量q表示，通常用分貝值表示:

Qd=μq－6μq=Σ qi/n式中:μq為波幅平均值;qi為第i個測點的波幅;n為測點數;Qd為判斷樁身有無缺陷的臨界值若qi＜Qd，即判樁身在此深度可能存在缺陷

超聲波檢測裝置，發射換能器置于被測樁的聲測管中，它把發射系統送來的電磁波轉換為超聲波并向樁身內輻射，超聲波在樁身混凝土中傳播后到達另一個聲測管，被安置在其中的接收換能器接收并轉換成電磁波，經放大器放大，數據采集系統轉換成數據信號后送入數據處理系統通過對數據信號的觀察判讀，即可對被測混凝土的質量做出判斷當樁身混凝土均勻，聲波呈直線傳播，各測點聲時值相當;當樁身混凝土中存在斷裂裂縫夾泥和密實度差等缺陷時，聲波信號在傳播中將發生繞射折射多次的反射及不同的吸收衰減等現象，從而使聲時值延長，波幅減小，波頻下降，波形畸變，利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學參數的變化，來分析判斷樁身質量

2 工程實測

在工程施工和樁基檢測中，應用超聲波透射對工程質量進行檢測，在具體工程應用中其優勢和缺點也較為明顯在檢測中，能對樁基樁身存在的施工缺陷及相應的位置做出準確的判斷，并能鑒別出樁身的完整性分類，這也是其他檢測技術不能有效實現的此外，其檢測的細致性較高，并且能擺脫樁基長度及直徑比例的影響，這對其測量的客觀真實性有很大的幫助

實測廣明高速公路橋梁樁基礎部分為人工挖孔樁，樁徑從1.2～2.5m不等，且該地段常年雨水較多，采用人工挖孔灌注樁容易產生以下質量問題:(1)如果土層地下水滲流比較嚴重，土璧可能會出現崩塌，造成土體塌方;(2)土層出現流砂現象或有動水壓力時，護壁底部土層會突然失去強度，泥土隨水急速涌出，產生井涌，使護壁與土體脫空，或引起孔型不規則;(3)挖孔時如果邊挖邊抽水，地下水位下降時，護壁易受到下沉土層產生的負摩擦作用，使護壁受到拉力，產生環向裂縫，護壁所受的周圍土壓力不均勻時，又將產生彎矩和剪力作用，容易引起垂直裂縫而樁制作完畢，護壁和樁身混凝土結為一體，護壁是樁身的一部分，護壁裂縫破損或錯位必將影響樁身和側阻力的發揮

3 技術優點及可靠性

超聲波檢測在橋梁樁基完整性檢測中，是物體無損檢測的一種重要方法，其技術已在國民經濟的各個領域得到廣泛應用根據超聲波檢測技術應用上的可行性，在對超聲波檢測聲波透射法應用于基樁檢測，是近幾年才引進發展起來的，由于它具有儀器輕便抗干擾能力強觀測準確度高結果直觀可靠超聲波法檢測樁基的完整性是控制樁基質量的一種手段，既先進又可靠該檢測方法具有操作簡單直觀明確判斷迅速結論準確可靠等優點

4 技術缺陷

(1)其技術缺陷也對整個檢測及時的落實帶來了很大的問題其主要缺陷表現為檢測需要對預埋聲測管，并且聲測管的預埋位置對整個技術的實現有很大程度的影響，但是預埋聲測管施工是一項較為負責的工程，這在一定程度上也加大了整體施工的難度，同時需要對缺陷的具體位置做出判斷，在無形中增加了監測工程的成本費用

(2)缺陷具體表現在:①樁身混凝土的齡期影響隨著季節月份額轉變，樁基檢測所反映的信號和波形是不同的，初步分析是齡期的問題可見齡期對聲測結果的影響之大，建議檢測時間最低應滿足7d天齡期;②身測管預埋。聲測管預埋聲測管之間的不平行度應控制在一定的范圍內，但在實際施工中，由于鋼筋骨架剛度的原因，會造成一定的誤差，應盡量控制

5 防治措施

(1)針對樁基缺陷具有隱蔽性的特點，而樁基的質量對整個工程建設又具有重要的意義，在此種背景下，需要通過相關技術的應用處理，來為實際樁基質量缺陷進行處理，為質量檢測等提供科學合理的依據，以便更好地處理事故超聲波檢測在具體工程檢測應用中，對樁基的質量有重要意義，也是檢測技術的關鍵需要在模擬實驗中對超聲波的進行檢測，并保留相關的數據理論，再結合具體的施工要求，對相關數據進行綜合處理，以便在具體操作中有科學的參考依據

(2)PSD缺陷判據法:PSD判據是以聲時值與深度關系曲線相鄰兩點之間的斜率與差值之積作為判據，具體計算公式:Ki=(ti－ti－1)2/Hi－Hi－1若樁身混凝土質量均勻，相鄰測點聲時值相等或接近，Ki等于或接近零;若樁身存在缺陷，相鄰測點聲時值相差較大，從而使Ki較大對比Ki與各種缺陷(夾層空洞蜂窩)PSD判據臨界值K，確定缺陷類型

(3)具體缺陷處理操作:①注漿施工注漿施工是處理樁基質量缺陷的基礎，根據缺陷存在的位置，對漿液的配置比例和漿液的質量等進行嚴格審查，達到標準質量的要求后，進行注漿作業，對注漿效果進行評價，在注漿工作完成半個月之后，用超聲波檢測技術對工程采用抽樣檢測的方法，檢查新注入的漿液是否與老混凝土完全凝固，并對相應的工程強度進行檢測;②超聲檢測技術對注漿法的檢測為保證注漿質量達到規定的要求，可應用超聲波投射技術對其施工的全過程進行檢測在注漿前施工過程及注漿完成后各施工點進行檢測，了解缺陷及異常問題的存在，并檢測其施工是否與技術標準相符合。

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［3］趙永鵬，利用超聲波檢測技術分析樁基質量缺陷及防治措施［D］.

［4］黃海波，淺談樁基超聲波檢測方法［J］.山西建筑，2008(8).

［5］柴彩萍，樁基超聲波法測試技術探討［N］.西安文理學院學報，2013(2).