聲波透射法檢測技術在橋梁樁基礎結構中的應用

劉 杰

(晉中市交通建設工程質量監督站檢測中心，山西 晉中 030600)

聲波透射法檢測技術在橋梁樁基礎結構中的應用

劉 杰

(晉中市交通建設工程質量監督站檢測中心，山西 晉中 030600)

針對橋梁樁基礎結構檢測難度大這一問題，提出對聲波透射法檢測技術進行合理應用，實現對橋梁樁結構的有效檢測，確定其具體狀況，以期提高橋梁工程質量，最終為人們提供一個良好的交通環境。

聲波透射法，橋梁，檢測技術，樁基

橋梁工程樁基礎承載力強，其在橋梁工程中的具體作用是將橋梁上部結構荷載傳遞到土層。橋梁工程樁基礎施工中，因為會受到施工條件、工藝、管理因素等多方面因素的影響，因此容易發生橋梁樁基礎斷裂和混凝土離析等不良情況。基于此，對橋梁樁基礎檢測管理工作，保證樁基工程質量可以達到要求標準，同時也可以保證整體結構的可靠性。

1 聲波透射法分析

1.1 檢測原理

將若干個豎向平行的聲測管預埋在被檢測的樁內，將其作為檢測通道，同時要將脈沖發射器與接收換能器放置在聲測管中，向管內注入清水，通過脈沖發射器完成對超聲脈沖的發射，脈沖將會穿過混凝土，并且會被儀器接收，判斷超聲波通過混凝土的時間[1]。超聲波脈沖信號在通過混凝土傳播期間，因為受到混凝土結構影響，因此會發射折射、繞射、多次反射的不同吸收衰減情況，這將會使信號在混凝土傳播過程中的波形、振幅、主頻等各項內容都造成影響，依據各項內容，完成對被測樁身混凝土密實程度的判斷，確定樁基的具體缺陷情況。

1.2 適用范圍

從目前的實際應用情況來看，聲波透射法具有較強的使用能力，在具體應用過程中，只是對已埋設聲測管范圍內混凝土的完整性完成相應檢測，而在聲測管以外的部位，則不在檢測范圍內。

2 橋梁樁基礎結構檢測中聲波透射法的應用

2.1 埋設聲測管

1)埋設聲測管時，各項操作的進行必須要嚴格依據相應的標準進行，需要注意的是，若橋梁樁基直徑沒有超過1.5 m，應當埋設3根聲測管，如果樁基直徑超過了1.5 m，為確保測量結果的合理性，應當埋設4根聲測管。

2)完成聲測管埋設后，應當應用鋼板完成對聲測管的底部進行焊接，焊接期間要對相應的焊接工藝進行合理控制，確保焊接質量能夠達到人們的期望要求，避免發生漏漿，影響作業質量情況的發生。

3)可以在鋼筋籠內部進行聲測管焊接，并且需要注意各個聲測管必須保持平行，同時需要采用焊接連接方式對每段接頭位置進行處理，并且要將埋設在樁底[2]。一般來說，制作聲測管采用的管材都較小，如果管材較大，為了確保作業的順利進行，應當分段連接管材。

2.2 透射法檢測方法的具體應用

透射檢測技術在具體應用過程中，要安裝好扶正器，將發射器和接收換能器安放在聲測管中，并且要對換能器進行詳細檢查，確定其在應用過程中能保持正常升降。

為了確保在具體檢測過程中可以接收到較強信號，對檢測儀器設定各種合理的參數，并且要確保檢測期間，顯示器能夠清晰的顯示出超聲波波幅的大小情況。在設置檢測點時，應當將檢測點的距離控制在0.2 m～0.5 m之間，具體檢測期間，若發現檢測數據出現異常情況，或檢測結果不清晰，在具體作業過程中，可以依據實際情況，加密檢測點，完成相應的處理工作[3]。在應用接收器和換能器期間，應當采取由上向下的檢測方式，檢測期間要對接收波、發射波、波形等各項內容進行詳細記錄。具體檢測過程中，若波形異常，要記錄波形，并且應當采用平測、斜測等多種不同測量方式完成相應的測量工作。此外，如果橋梁工程樁基聲測管數量較多，可以進行分組處理，并且通過分組形式，完成相應的樁基檢測。完成樁基分組后，還應當采取隨機檢測方式檢測聲測管。

2.3 透射法檢測樁基缺陷處理

1)對缺陷的范圍和程度的判斷應當結合扇形、斜測掃射方法完成相應的判定工作。同步評測在具體測試過程中具有快速特點，因此可以將其作為排查缺陷的一項重要依據，雖然現行的檢測技術可以實現0.1 m的采樣間隔，并且在處理期間不需要加密檢測處理，但是在對樁身混凝土的缺陷情況和具體范圍進行檢測時，檢測的準確率會下降，因此檢測作業應當采取扇形掃射或斜測其中的一種方式完成。

2)具體檢測期間，經常會因為聲測管傾斜造成整個檢測剖面聲速值差別過大，目前在具體檢測過程中采用的軟件本身具有糾正聲測管偏差能力，但是糾偏期間，需要確保聲速變化的有序進行，不得盲目糾偏，導致最終的結果失真，從而將會對最終的缺陷判定造成影響[4]。

3)在交通部和建設部相關檢測規范中，應當依據缺陷的實際情況，將樁身的完成情況，對樁身進行劃分，依據檢測剖面聲學參數的偏離情況和異常點，完成對樁身類別情況的準確判斷。混凝土灌樁自身要保持密實，并且成樁工藝和地質條件復雜，這也就導致了檢測聲學參數數據變化較大，工程中理論上的異常點只是有可能存在的缺陷點，因此要依據具體情況完成相應的綜合判定。

4)通過分析可以發現，若樁基混凝土樁存在缺陷，勢必會導致聲學參數出現異常現象，樁基混凝土如果出現離析缺陷，骨料少砂漿多區段，聲波在砂漿中的傳播速度小于骨料，該缺陷處，聲波的傳播會受到較大影響，幅值將會降低；砂漿多的區域，混凝土強度會降低，波動下降，此時聲波能量的具體傳播情況并不會受到影響，幅值也不會發生大幅度的改變。樁底一定深度范圍內的波幅和波速的值較低，出現該情況，表明樁底沉渣清理存在雜物，由于地層出現松散情況，導致參量出現了較為嚴重的衰減情況。樁頭處混凝土的成樁情況因工藝限制，具體澆筑期間，上部骨料有限，存在大量的氣泡和浮漿，這導致該結構的強度偏低，波速和幅值將會快速降低[5]。若樁基清除不徹底或樁基灌量不足，此時將會導致波幅、波速、強度等各項內容降低。聲波透射法在具體應用過程中具有一定的局限性，無法全面準確的完成對樁基缺陷情況的準確判斷，此時要通過其檢測方法完成相應的補測操作，確保檢測結果的準確性。

3 檢測現場問題的處理

3.1 信號突然消失

導致信號突然消失的原因有以下兩種：1)聲測管內無水。2)設備系統出現故障。信號突然消失，要對檢查聲測管內是否有水，采樣狀態下，向聲測管內注水，直到信號出現，否則要從聲測管中將換能器提出，平行靠近放在空氣中，進行采樣，并且觀察是否存在接收波形，如果此時仍然無接收波形，則可以判定為設備系統故障。

3.2 判斷設備故障情況

如果判斷換能器出現故障，接上徑向換能器，開始采樣工作，若發射換能器在作業過程中存在異常響聲，并且沒有接收波形，此時可以判斷接收換能器出現了故障；若發射換能器在運行過程中沒有響聲，用平面換能器代替發射換能器，將平面換能器的發射面對準徑向換能器的輻射體，完成相應的采樣作業，如果在該作業過程中，存在波形，表明接收換能器不存在問題，而發射換能器存在問題，否則，兩者均出現了故障。

3.3 接收存在問題

換能器下水測試時，起初階段波形正常，一段時間后，波形逐漸出現異常，甚至無接收波形，將聲測管提出后，波形恢復正常。通過分析可知，導致該情況發生的主要原因是換能器信號線出現了破損，水壓過大時，滲透到換能器的主體，破壞了換能器。

4 結語

聲波透射法在我國橋梁樁基礎機構中已經得到了廣泛應用，通過對該方法的應用，不僅使檢測工作變得更加簡單，而且也使分析手段得到了提升。但是，需要注意，在應用該方法過程中也可能會出現一些故障，因此，要做好相應的分析工作。

[1] 符 友.路橋檢測技術的應用和發展趨勢[J].城市道橋與防洪,2017(8):20,189-191.

[2] 燕志恒.基礎工程中樁基礎質量分析與檢測技術及其應用[J].經營管理者,2017(22):401.

[3] 鄭文南.淺談聲波透射法在公路橋梁工程基樁完整性檢測中應注意的幾個問題[J].河南建材,2017(3):234-236.

[4] 陳昊海.多種基樁檢測方法在某橋梁工程中的對比分析[J].福建建筑,2016(5):68-69,74.

[5] 張同穎.橋梁樁基檢測技術分析[J].創新科技,2013(12):83-84.

Applicationofacoustictransmissionmethodinbridgepilefoundationstructure

LiuJie

(JinzhongTrafficConstructionProjectQualitySupervisionStationInspectionCenter,Jinzhong030600,China)

The pile foundation of bridge structure is difficult to detect this situation, the reasonable application of detection technology of acoustic transmission method, realize the effective detection of bridge pile structure, determine the specific situation, in order to improve the quality of bridge engineering, providing a good traffic environment for people.

acoustic transmission method, bridge foundation, detection technology, pile foundation

2017-10-05

劉 杰(1985- ),男,工程師

1009-6825(2017)35-0168-02

U445.551

A