鉆孔灌注樁的超聲波檢測技術(shù)應用

何鵬哲 張愛平

摘要：混凝土鉆孔灌注樁是基礎(chǔ)工程中目前最基本、最普遍的一種深基礎(chǔ)，技術(shù)成熟，操作簡便，設(shè)備投入不大。因此，被廣泛應用在房屋建筑、高聳結(jié)構(gòu)、鐵路及橋梁等各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。但是，由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，其質(zhì)量和內(nèi)部缺陷，尤其是樁身的完整性及混凝土強度，成為成樁后的質(zhì)量檢測中必不可少的環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌樁； 混凝土； 超聲波； 檢測

1 超聲檢測樁基

1.1 基本原理

混凝土灌注樁聲透射法檢測的主要工作原理： 在樁身中預埋若干根聲測管、聲測管材質(zhì)可以是鐵管或 PVC 管、管內(nèi)充滿水作為聲耦合劑。然后將超聲脈沖發(fā)射器和接收傳感器分別置于聲測管中同一水平高度。測試中，兩個傳感器保持同步移動，發(fā)射傳感器發(fā)射超聲脈沖通過樁身混凝土到達接收傳感器接收。由于超聲脈沖發(fā)射源在混凝土內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波，并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過程中表現(xiàn)的波動特性； 當混凝土內(nèi)存在不連續(xù)或破損界面時，缺陷面形成波阻抗界面，波達到該界面時，產(chǎn)生波的透射和反射，使接收到的透射波能力明顯降低； 如果混凝土中存在松散、蜂窩、孔洞等內(nèi)部缺陷，聲波將產(chǎn)生散射或繞射； 依據(jù)波的初至時間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變等，可以獲取測區(qū)范圍內(nèi)混凝土的密實度參數(shù)。測試記錄不同側(cè)面、不同高度上的超聲波動特性，經(jīng)過處理分析就能判別內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。

根據(jù)樁身完整性的判據(jù)，將樁身質(zhì)量分成 4類。

Ⅰ類樁： 樁身完整。樁身沒有缺陷，波速比較均勻，異常處的波速大于檢測樁身平均值，波幅無明顯差異。

Ⅱ類樁： 樁身有輕微缺陷，但不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮。某一聲測剖面?zhèn)€別測點的聲速、波幅略小于臨界值，但波形基本正常。

Ⅲ類樁： 樁身有輕微缺陷，但不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮。某一聲測剖面連續(xù)多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值小于臨界值，PSD 值變大，波形畸變。

Ⅳ類樁： 樁身存在嚴重缺陷。某一聲測剖面連續(xù)多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值明顯小于臨界值，PSD 值突變，波形嚴重畸變。

1.2 檢測判別

1.2.1 波速判據(jù)

1.2.2 波幅判斷

1.2.3 PSD 判斷

2 結(jié)語

（1） 采用超聲波透射進行灌注樁完整性檢測能夠準確判斷出樁基是否完整，是一種非常直觀、可靠的樁基缺陷檢測方法。依據(jù)透射波的初至時間、波幅能量的衰減程度和波形是否發(fā)生畸變可以達到判斷樁身的均勻性和完整性的目的。

（2） 在現(xiàn)有的超聲波檢測樁基的評價方法的基礎(chǔ)上，運用綜合評價方法可以對樁基混凝土質(zhì)量檢測評價，且可以同時考慮多個參數(shù)的共同作用，實現(xiàn)對混凝土樁基的準確判斷。

（3） 從檢測過程可以看出，聲測管發(fā)生傾斜、彎曲會直接影響檢測結(jié)果，從而影響對樁身質(zhì)量的判斷，采用曲線擬合的方法對發(fā)生彎曲的聲測管管距需進行修正后方能使用。

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（作者單位：鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測中心）