聲波透射檢測技術在橋梁樁基礎結構檢測中的應用

林進強

福建方實工程檢測有限公司（361000）

0 引言

樁基礎是橋梁的重要構件，能夠將來自橋梁上部結構的應力傳遞到土層當中。利用聲波透射檢測技術進行橋梁樁基礎的檢測，有助于提升橋梁工程結構的安全可靠性，確保樁基工程的施工質量。

1 聲波透射檢測技術概述

1.1 聲波透射檢測技術簡介

聲波透射檢測技術主要是利用超聲波進行橋梁工程樁基礎結構的性能檢測。超聲波是一種高頻率的聲波，在能量傳遞和信息傳遞方面有著很好的應用優勢。大多數使用聲波透射法進行檢測的項目都是利用聲波反饋這一功能進行介質材料性質、性能的檢測。一般情況下，如果信號反饋較快，則說明介質材料的硬度較高；相反，如果傳遞速度慢，那就說明介質材料強度不高。聲波透射檢測技術主要依靠這種技術原理來實現對橋梁樁基礎結構的檢測，成本較低、操作較為簡單，對人體也沒有危害。聲波透射檢測技術在使用過程中不容易受外部環境因素的影響，也不會受溫度、濕度和光照強度的制約，具有穩定性好、精確度高的優勢。超聲波檢測器主要包含發射裝置、接收裝置、數據采集和轉換裝置、數據處理分析裝置。

1.2 聲波透射檢測技術的傳遞特點

聲波透射法是利用超聲波發射源實現高頻率彈性脈沖波的傳遞，并使用高精度的接收系統對波動特性進行記錄。在這一過程當中，超聲波能夠憑借介質材料進行高速的透射和反射。路橋工程樁基礎結構所存在的缺陷能夠形成波阻抗界面，超聲波在到達這一界面時會產生反射，使接收到的透射波能量發生明顯的變化，降低傳遞的效果，表示樁基礎結構當中存在著松散、孔洞和蜂窩等缺陷，使超聲波發生了散射和繞射，而技術人員能夠依據超聲波的到達時間和波動能量衰減特性、頻率的變化和波形畸變的程度等特征來判斷出樁基礎結構的密實度參數和介質材料的強度，其主要的依據是超聲波的傳遞特點。

2 聲波透射檢測技術在橋梁樁基礎結構檢測中存在的問題

2.1 聲波透射過程中信號不穩定

在橋梁樁基礎結構檢測中，信號間斷性或不間斷消失是較為常見的情況，這說明了聲波在透射過程中出現了不穩定的情況。經過研究分析發現，聲測管內部如果無水或者系統設備出現故障，就會導致信號不穩定。判斷是否發生信號不穩定情況的方法是:技術人員進行聲測管內部注水操作，如果無法接收到波形，就能夠判定系統出現了故障。

2.2 聲波透射檢測設備的故障問題

在橋梁樁基礎結構檢測過程中，一般應用換能器檢測機械設備是否存在故障。如果在采樣過程中發現換能器出現了異響，并且沒有接收到波形信息，則說明換能器功能不正常，需要及時檢修或更換；如仍存在問題，就需要對接收器和換能器進行仔細檢查，以確定發生故障的確切位置或設備環節。

2.3 聲波透射檢測中的信號接收問題

信號接收問題主要存在于換能器設備中。在水下環境進行橋梁樁基礎結構檢測時，如果波形出現了異常情況，而設備沒有接收到相應的數據或實際的波形反饋，在設備運行情況下取出聲波管后波形恢復正常，就說明換能器的信號線存在問題或受水環境的影響較為嚴重，尤其要注意是否發生滲水問題而影響了聲波透射的效果。

3 聲波透射檢測技術在橋梁樁基礎結構檢測中的應用要點

3.1 聲波管的埋設要點

為了有效提高聲波透射檢測技術在橋梁樁基礎結構檢測中的應用效果，首先要對聲測管埋設數量進行有效控制。橋梁樁基的直徑小于或等于800 mm時，不少于2根聲測管，并與樁基中心點成一條直線；直徑800 mm~1 600 mm時，不少于3根聲測管，呈等邊三角形擺放；直徑大于1 600 mm時，不少于4根聲測管，呈正方形擺放；直徑大于2 500 mm時，宜適當增加預埋聲測管數量。其次，在聲測管埋設完成后，還必須用鋼板對聲測管底部進行焊接處理并控制好焊接工藝和質量，防止出現漏漿現象。再者，需要在鋼筋籠內部進行聲測管的焊接，確保聲測管的平行效果。

3.2 聲波透射檢測過程中的控制要點

首先，要安裝好扶正器，并對接收換能器和發射器進行檢查，確保其能夠正常運行。其次，對接收信號強度進行測試，并對檢測儀器進行各種參數的合理確定，以確保其準確、清晰地反映波幅大小。一旦檢測到的數據不清晰或者存在一些較為異常的情況，就必須要提高監測點的密度，并按照實際施工需求以及相關標準進行操作。

3.3 檢測要點

首先要對缺陷程度進行判斷，可以使用斜側掃射或者扇形掃射的方法進行確認和判斷。如果在實際的檢測過程中因聲測管的傾斜問題而影響了整個檢測波面數值，并且偏差較大，就需要利用相應的檢測技術做出糾偏，其中必須要注意對聲速變化有序性的觀察和分析，要確保糾偏的可操作性，防止因盲目糾偏而造成不必要的事故或數據不準確的情況。可以充分發揮聲波在砂漿當中傳播速度較慢的特點進行缺陷位置的確定，砂漿較多會使橋梁樁基礎結構本身的強度降低，而此時檢測聲波的波速與幅值都會出現快速降低的現象，可以判斷出橋梁樁基礎結構中存在缺陷。

4 結語

超聲波檢測技術是一種無損檢測技術，其應用較為便捷，并且具有較高的經濟性等優勢。超聲波的穿透力較強，其波形的傳遞較深，在距離上不會受到障礙物的限制，能夠準確地反映出橋梁工程樁基礎結構的質量情況和整個樁基礎材料的強度高低，但是該技術對檢測人員的專業素質要求較高。檢測人員要能夠依據工程的實際情況，對各類檢測設備進行合理的布局，尤其要注意聲波管的埋設和整個過程中聲波透射的精準控制。所以，在實際的應用過程中，相關技術人員必須要保證超聲波檢測設備的運行穩定性和精確性，提高聲波透射檢測技術的應用效果，確保橋梁工程的施工質量。