淺談超聲波透射法檢測橋梁樁基的試驗及其應用

陳奇

摘要：下文首先對使用超聲波透射方式開展檢測工作時涉及到的原理、使用的實際方式、如何進行判斷展開了論述，其次就是與灌注樁開展檢測工作的相關實例相聯系，對開展檢測工作期間的經驗教訓進行總結歸納，對灌注樁開展的檢測以及施工保養這兩項工作，展開分析以及研究討論。

關鍵詞：超聲波透射法；檢測；橋梁樁基；試驗及其應用

對樁基礎進行評價時，其主要涉及到樁基區域具備的承載力以及樁身部位的完整性這兩個方面的規范，注意樁基區域具備的承載力對其有無對上方位置的荷載進行承載以及輸送的能力進行決定。國內目前對樁基進行檢測的方式有靜載測試方式、超聲波方式以及高低應變方式等。下文將對橋梁項目樁基部位開展的檢測工作為例，討論了使用超聲波進行透射的這一檢測方式。

一、檢測工作的相關原理、具體方式、最終判斷

（一）原理介紹

混凝土屬于一類集結類型使用到橋梁建設當中的復合材料，它當中分布著大量的復雜界面。若是混凝土當中的構成施工材料、施工工藝因素、自身質量和進行測試的尺寸規定好以后，它自身聲波傳遞的速度、第一個聲波的幅度以及對信號進行接收的主頻等這些聲學參數，普遍情況下，達到統計學當中正態分布的相關要求。若是某一區域的混凝土有裂縫、空洞以及密實程度不達標等問題，就會讓混凝土自身具備的整體性遭到破壞，和不存在任何問題的混凝土進行對比，其聲時值相對較大，另外，幅度以及頻率數值會減小。

使用超聲波透射方式開展的檢測工作，適合使用在灌注成型施工期間，早已對聲測管進行預埋的混凝土材質的灌注樁具備的整體性實施檢驗。在對樁基進行施工以前，根據樁徑的尺寸（3根不超過1.5m尺寸的樁基，43根超過1.5m尺寸的樁基），對規定數量的聲測管（大多數情況下，使用的聲測管材質有鋼管或者是鍍鋅管，對其底部位置進行封閉操作；對其上方位置實施加蓋操作）實施預埋操作，將其當作讓換能器開展工作的途徑[1]。

（二）對檢測得出的數據進行處理以及判斷

1.聲音的時間、速度以及速度的平均值要根據相應的公式進行計算，同時對聲速以及波幅二者的深度曲線進行繪制。

2.樁身部位的混凝土存在的問題要按照下述方式進行全面判斷，對聲速進行判斷的根據：實際進行測量時，得出混凝土的聲速數值若是小于臨界點，要把它當作也許存在問題的區域。

對聲速進行判斷的根據：波幅的臨界點是其平均數值減去6dB得出的，實際進行測量時，得出的波幅數值若是小于臨界點，就要把它當作可能存在問題的區域。

（三）樁基種類的劃分以及判斷

按照檢測得出樁身存在問題的嚴重程度，從輕微到嚴重劃分為：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ這四種類型的樁基。

二、實例探究

將國內某一座大橋項目對樁基開展的檢測工作作為實例，這一大橋使用了預應力小橋梁，其尺寸為（15×25）m，使用了鉆孔灌注樁技術作為其成樁工藝，樁基建設的全部數量是34個，另外，這一地區的地質條件相對優質。樁基使用的混凝土的強度大小是C25，樁徑的平均尺寸是1500mm，在樁身位置上按照等邊三角形的方式設置了聲測管，數量為3根。在這座大橋上，12-1號樁基施工設計的長度尺寸是13.60m，檢測得出的實際長度尺寸是13.60m，所有檢測區域當中，以500m為間隔尺寸逐點實施檢測工作，在對聲測管進行編號時，將正北順時針方向的第一根聲測管當作1號，然后劃分1-2、1-3、2-3這三個關距，其尺寸分別是1100 mm、900 mm、1080 mm。

這一樁基使用超聲波透射方式開展檢測工作得出的結論為：

在對12-1號樁基進行檢測過程中，剖面區域的聲速和波幅得出的數據均衡、不存在突變情況，沒有異常點發生，所有區域的數值全部超過臨界點。在上述3個剖面區域的測點上，其聲速的平均值分別是4.4981 km/s、3.5618 km/s、4.3219km/s，全部都在混凝土取值的正常區間內。所有點當中的PSD判斷根據沒有發生顯著地加大情況。實際測量得出的波形第一個波陡峭，后面的波動幅度變化大，對波進行接收的包絡線展示的是半圓形狀，波形未出現畸變問題；主頻當中的頻漂現象不嚴重、發生漂移問題的數量平穩[2]。所以，聯系相關規定內容對這一大橋上的樁基進行判斷得出：首先，該大橋當中的樁基沒有太大的問題存在，不會發生斷裝的危險；其次，樁身具備的完整性的等級是Ⅰ。

三、檢測方式的有關注意事項

值得了解的是，檢測工作的有關方式擁有其復雜性，因此，不可以全部根據理論方面的實施進行判斷，要注意下述提到的幾類注意事項，在實際開展檢測工作期間，能夠降低一部分不必要的偏差現象。

（一）地下水的實際含量

在對樁身位置開展水泥澆筑施工期間，如果樁身位置有缺陷問題存在，另外，這一問題的高度不超過地下水位的位置，那么，也許會導致地下水發生穿孔問題。使用超聲波透射方式開展檢測工作期間，不可以對水位造成的影響問題進行預防，會導致滲水以后得出的數值同樣涵蓋在最后的結果內，在很大程度上對漏洞問題進行檢測的結果產生影響。

（二）樁基的年齡

這一條件同樣會對使用超聲波開展的檢測工作產生重大影響，也許會對信號還有波形產生影響，如果達不到有關要求，會造成在對信號進行接收期間，出現誤差問題，還有就是因為信號不強，導致接收到的信號不精準、波形的傳送畫面存在缺陷損傷。

（三）安裝聲測管

在對聲測管進行安裝期間，要確保進行安裝的方法是水平方向開展安裝工作，若是安裝過程中沒有使用這一方法，就會造成檢測過程中的聲時數值、平均聲速、平均方差以及離散系數這幾個最終結果，發生相對偏大的偏差，對最后的測量數值造成影響。在對橋梁使用泥漿開展澆筑施工期間，因為其整體體積大，因為，不可以確保所有澆筑物體開展澆筑施工的外層結構厚度相同，因此，探測得出的波幅同樣會存在差異，澆筑物體外層部位的結構厚度較大的話，其探測得出的最終結果會對整個測量數值產生影響。

四、結束語

使用超聲波透射方式開展檢測工作，是對灌注樁的施工質量進行檢測的一個重要方式，能夠精準地將鉆孔灌注樁項目當中，施工期間存在質量問題的部分查找出來，特別是對那些樁徑以及長度普遍偏大的鉆孔灌注樁來講，可以認真、精準的對其施工質量進行評價。

參考文獻：

[1]潘慧明，PANHuiming.超聲波透射法在橋梁樁基完整性檢測中的應用[J].交通科技與經濟，2015，17（6）：101-105.

[2]伍志昊.超聲波透射法在橋梁樁基完整性檢測中的應用研究[J].工程技術：文摘版，2016（11）：00247-00247.

（作者單位：遼寧五洲公路工程有限責任公司）