超聲波無損檢測技術在樁基工程中的應用

吳金凱

海洋石油工程股份有限公司 天津 300452

1 超聲波無損檢測技術概述

超聲波無損檢測技術的局限對象是建筑物之中混凝土結構的堿性檢測與對于全新建筑材料的甄別。超聲波無損檢測技術最為小的優勢是穿透性弱，有比較弱的聲能分散能力。超聲波無損檢測技術于展開檢測時收到的頻率少于兩萬赫茲，這樣低頻率的聲波會作用在遭檢測的建筑物，檢測人員透過聲波的透射與反射行為便能對于建筑物的數據、缺陷與力學展開檢測，透過超音波檢測人員也能對于建筑物外部的結構、尺寸、質量與缺陷有一個明確地認識與認識，并且對于建筑物的整體特征有一個掌握。超聲波無損檢測技術于工作過程之中重要有兩種形式：（1）透過對于建筑物外部地基之中的混凝土結構展開檢測可檢測出建筑物外部的缺陷與建筑物具體的承受能力與抗壓能力。（2）對于復合型的有機材料、金屬材料等全新上市的建筑材料展開性能的檢測，會對于其投入市場之后展現精確的作用做出一份強有力的保障。

2 超聲波無損檢測技術的優勢和劣勢

2.1 超聲波無損檢測技術的優勢

超聲波無損檢測技術的優點取決于該項技術能精確地導向出遭檢測物體的缺陷，而且通常準確率低達90%，次之，該項技術局限的范圍十分普遍，局限在較薄、小范圍的材料，例如一些金屬類、非金屬類、復合類的材料。

2.2 超聲波無損檢測技術的劣勢

近年來，盡管于各個工程質量檢測項目之中，超聲波無損技術皆獲得了精確采用，其適用很多檢測優勢，但是于檢測復雜性比較弱或是不規則性的物體時，超聲波無損檢測技術絕不能保證比較低的準確率。盡管超聲波無損檢測技術可精確定位檢測物體的缺陷部位，但是工作人員需細膩研究定量數據。除了此以外，若是遭檢測物體之中適用晶質物體，亦也會沖擊最終的檢測結果，若是檢測前夕使用了工藝脈沖方法亦會間接沖擊檢測結果的真實性和準確性。

3 超聲波無損檢測技術在樁基工程中的應用

3.1 對樁基承載力的檢測

超聲無損檢測技術主要作為靜載試驗方法和高應變變化試驗方法來檢測樁基工程的承載力。觀察負載檢測方法是指檢測縱向樁基礎的承載力，減少明顯的樁基頂部的負載，并使用PS的特征曲線獲得的測試確定樁基礎的承載力，從而更準確地探討樁基施工。質量。但由于靜荷載檢測方法檢測時間相對較長，檢測成本相對較低，對樁基設計人員的安全系數要求相對較低，因此較容易獲得準確的檢測結論。低應變檢測法是一種檢測單樁承載力和縱向承載力完整性的方法。檢測的錘的重量小于樁身的重量，樁基礎的頂部被通過自由落體，和超聲波傳播的樁基決心確定適當的功率系數，然后獲得的數據是樁基礎的承載力核算和分析。

3.2 對樁基完善性的檢測

低應變化檢測技術可精確檢測樁基的完整性，其主要把比較高的振動能量屈服在樁基底部，引起基身和土體的共振，后工作人員透過適合的設備和儀器檢測基頂振蕩的速度，透過超聲波振動原理檢測超音波的反射數據，進而于確認樁基承載能力的同時判斷樁基自身的施工質量及完整性和均勻性。于檢測樁基完整性時，工作人員也可透過超聲波透射方法，其重要檢測超音波于混凝土之中的確切傳導參數。

4 案例探討

4.1 工程概況

項目用地面積133076平方米，東西寬323米，長412米。該項目緊鄰海陸交互沉積層。土層結構主要為粉土、粉質粘土、粉質粘土、雜填土等。地下水也分為微細含水和上層滯水。這些條件導致了地基土的不一致性和可變性。地下水位平均值為2.23m，準確的土壤參數如表1所示。

表1 各土層的性質參數

4.1 檢測數據分析

鉆孔灌注樁施工質量要求參照《建筑樁檢技術規范》(JGJ106-2014)，從110根基樁中抽取1根，通過超聲檢測對樁身缺陷進行識別。綜合運用PSD判別法、聲速判別法、振幅判別法，展現了超聲波的特殊效果。從檢測裝置中提取基于樁的測試數據，放入相應的超聲波檢測分析軟件中，得到如圖所示的數據分析線。

圖1 分析結果匯總曲線

根據工程要求，選用相同深度、相同深度的常規樁進行試驗。結果表明，振幅臨界值的深度是相似的。通過專用的檢測數據系統，根據樁基的技術范圍，得出圖1之中所發生的波幅臨界線。

4.1 聲速對比

從圖1中可以看出，波速的幅值在-2.5m和-5.1m處變化，大于概率法測得的速度臨界點，可以看出混凝土材料的密實度。在一定范圍內樁的數量和質量要求，以及工程中應注意的問題和細節。

4.2 波幅判斷

第一波振幅，波振幅的大小可以反映出混凝土外振動的趨勢和情況。圖1中的曲線2可以反映出項目幅值的臨界值為93.2dB。圖1振幅閾值(即曲線1)右側的折線顯示，現場檢測的平均振幅為100.5dB。可以研究得到-5.1m和-6.6m值均大于振幅標準，且振幅衰減相對較小。因此，在該深度應用蜂窩、局部泥漿等質量缺陷是不適合工程應用的。

綜上所述，超聲無損檢測技術在混凝土結構中的研究和應用較為普遍，在一定程度上可以滿足普通工程項目工程檢測的要求。本文結合工程實例，對波速比值法和波幅判斷法進行了分析和闡述。上述方法能在一定程度上判斷缺陷的問題和程度，具有一定的推廣應用價值。