簡述超聲波透射法在樁基檢測中的應用

郭彥飛

（中國建材檢驗認證集團廈門宏業有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

對基樁進行完整性無損測試，是保證后續工作可以順利進行的前提，我國大部分工程中均采用超聲波透射法，進行基樁無損完整檢測，通過超聲波透射技術更精確、直觀的了解樁身結構存在的不合理之處，以便施工人員能夠針對性進行故障排查、故障維修等工作。在我國現代化高速發展過程中，交通基礎建設已經成為推動國家經濟發展的重要保證，公路工程已經成為推動國家經濟發展的重要保證，所以公路工程項目在此背景下變得異常關鍵，超聲波透射法在公路工程基礎檢測方面具有極大的價值，以下將細致分析超聲波透射法在基樁檢測領域的應用。

1 超聲波透射法工作原理概述

超聲波透射法應用于樁基在0.8 米以上的混凝土灌注樁，對其進行無損完整性測定。在超聲波透射法應用期間，憑借發射換能器向外發送連續脈沖信號，同時聲測管內傳送耦合劑，經過樁身到達基樁接頭位置，完成對基樁進行完整無損檢測，考慮超聲波其橫波以及表面部無法在液體或空氣中傳播，為此需要將超聲波進行能量分解，拆分為分量以及縱波，并通過發射換能器，完成聲波信號與電信號的轉換工作。

通過信號掌握基樁整體情況，發現物理力學與介質聲學間存在著一定的聯系，這在費馬定理中曾經有所提及，這個發現是混凝土基樁檢測期間，使用超聲波的基礎，對混凝土進行完整性檢測，需要考慮不同材料對聲波傳送起到的影響通過實際調查發現超聲波應用于混凝土中，可以完成特定區域內聲波信息的傳送，考慮施工環境復雜，為了提升施工的便捷性，確保各項工作可以在規定時間內，保質保量的移交工程，采用聲波測定混凝土基樁完整性，已成為大部分工程作業的首選。

2 超聲波透射法影響因素分析

以下將以山東省某高速公路擴建工程為例，分析超聲波透射法應用期間存在的問題，該路線總長18457km，橋梁基礎采用混凝土鉆孔灌注樁，有39根樁基，該混凝土鉆孔灌注樁樁徑為1000mm,樁長27m,設計強度是C25。

使用超聲波測量混凝土基樁對樁內進行完整性檢測，掌握混凝土灌注情況，并通過樁內測距超聲波傳遞反饋的信息，判定施工灌注質量使用超聲波透射法檢查基樁作業情況，需要參與工作的技術人員掌握影響聲波的因素，這樣才可以確保超聲波透射法應用于混凝土樁身檢查期間，不會因為外在因素的介入，致使檢測結果，無法反映真實情況，影響工程質量管理以及進度管理。

檢查混凝土樁身時，需要掌握超聲波透射法工作要點，還需要考慮到測試路徑距離不同也會對超聲檢測基樁灌注情況造成一定的影響，測量樁頂側管外壁掌握兩個管路間混凝土間距，同時還應該考慮測量面、兩管間距與預制鋼筋籠兩管距離。進行鋼筋籠作業期間，很難保證長樁工程尺寸，所以在預制鋼筋籠環節中，會對方法進行適當變動，采用焊接順直的方式，并在現場進行管具測量，明確管路各項尺寸，如果管路路徑測量數值不準，將會嚴重影響到超聲波參數測量結果。

使用超聲波透射法測量樁身質量時，需要在聲測管中注入清水，在聲測管內投放清水相當于耦合劑，但是從工程案例調研過程中發現，部分施工人員在樁基超聲波透射檢測期間，在管內投放污水，如果在管內投放污水，在一段時間后，由于泥水內雜質重力較大發生沉淀，致使超聲波透射法測量管內信息得出的數值與實際情況并不相符，這樣便會因為傳播信號搜集數據并不全面，從而導致測試結果無法反應樁身實際情況，也無法憑借超聲波測試結果，判斷基樁完整性，這在本期工程中體現非常明顯。為了確認污水無法作用于樁基管道質量檢測，以污水作為耦合劑參與工程，并將超聲波測試結果與以清水作為耦合劑的樁身檢測結果進行比對，發現兩者存在較大的差距是因為耦合劑選用不到位，使得超聲波檢測結果難以反映真實情況。

除了測試路徑距離后，耦合劑也會對超聲波樁基檢測造成影響，在本期工程中發現樁基鋼筋、泥漿護壁灌注樁泥漿比重過大、灌注樁樁底沉渣、樁底聲測管彎曲，這些情況都會使超聲波作用于樁基完整性檢測時，難以確保傳遞的信號能夠反映出樁身真實情況，從而使工作人員難以了解樁基施工水平以及施工期間存在的質量問題，對于后期防治工作會造成極大的影響。

3 超聲波透射法應用分析

3.1 樁內單孔透射法

進行檢測工作時，留出一條孔道進行超聲波檢測，在樁內單孔透射鉆進取樣完成后進行，掌握樁基周圍混凝土布設情況，并需要將換能器放置于孔內，通過換能器完成樁身孔內部檢測，鉆心檢測是樁內單口收集管理信息的良好方式。

3.2 樁外孔的透射法

樁外孔透射應用期間，需要在樁基上部位置進行，完成施工后掌握樁內是否留有側管，同時還應該完成鉆孔換能檢測，并對樁身外側進行鉆孔作業，在樁身前端放置平面換能器，明確樁身工作參數測定依據，通過超聲波判斷樁身灌注作業情況。

進行樁身質量判定期間，掌握超聲波在土層中聲波衰減速率，并對速率進行分析。另外，樁外孔透射應用于短樁，可以獲得良好的工作效果，通過超聲波反饋的信息，判斷樁基是否存在夾層、斷樁等問題，并能在此基礎上及時開展補救措施，防止樁基存在質量問題，并在后期出現大量返工情況，這樣不僅會耽誤工程進度，還會增加施工成本。

3.3 樁內跨孔透射法

樁內跨孔透射法是橋梁工程常用的方法之一，在樁內瓶中放置兩根以上的聲測管，并且需要在基樁裝滿清水，將接收以及發射的換能器放進預先在瓶內樁身的聲測管內，使用樁內跨孔透射法可以利用兩根聲測管發出的信號完成樁基質量監測，掌握樁基質量情況。

4 聲測管理系統和選材

4.1 聲測管的選擇

聲測管的選擇需要考慮到樁基所在環境，還需要保證聲測管滿足檢測工藝要求，聲測管材料選擇要求極高，如果聲測管材料選擇不合理，將會導致超聲波檢測結果與實際情況存在較大的出入，無法完成后期作業。

選擇聲測管材料時，需要了解機械強度范圍掌握聲測管與混凝土間的貼合情況，防止兩者存在間隙，還應該保證灌注樁混凝土具有良好的強度，不會在作用期間因外力的作用發生變形，影響信號傳輸質量，保證灌注樁混凝土擁有良好的粘結能力，確保聲測管具備良好的粘結性，保障聲測管可以與混凝土緊密貼合。

另外，選擇聲測管期間，還需要從工藝要求等層面，考慮國內的聲測管側壁的規定要求，應該本著節能綠色的理念，盡量選擇環保型施工材料，并保證管壁能夠承受混凝土帶來的負荷，并在此前提下盡量選擇管壁較薄的聲測管，這樣可以在一定程度上，提升超聲波在管壁內傳輸信號的效果。

4.2 聲測管的埋置

聲測管預埋是樁基礎檢測中非常關鍵的內容，需要根據工作要求確定聲測管預埋位置，還應該掌握聲測管使用的材料在裝基礎檢測時，多采用PVC材質的聲測管，這是因為其在超聲波傳遞信號的過程中，通過樁基捆扎提升樁基整體穩定性。另外，聲測管預埋工作需要考慮超聲波，對基樁樁身完整度檢測的需要，在前期明確聲測管預埋方式以及選型要點，并需要根據聲波傳送信息，構建關系曲線，作為判斷樁基完整性的依據。

在聲測管預埋期間，還需要明確影響建筑樁身業超聲波檢測結果的外在因素，為了保證樁基自身性質不會受到地下水等因素的影響，需要通過彈性模量參數，分析樁基自身強度，還應該將聲波傳送的信息與樁基強度進行有效關聯，使用模糊分析的方式，作為判斷樁基樁身完整度的憑據，通過模糊綜合整理分析結果，構建分析模型并收集樁基質量波動參數，構建樁基質量圖譜，完成監測工作。

4.3 聲測管的安裝

聲測管安裝在生側轉型以及聲測管預埋后，進行聲測管安裝是否緊實牢固，將會直接影響后續工作表現。進行聲測管安裝作業期間，還需要了解不同材質的聲測管，其質量是否滿足工程標準以及固定要求，需要觀察聲測管是否與鋼筋籠內壁貼合，還應該了解聲測管固定方式，是否正確。在聲測管安裝過程中，還應該采用焊接的方式，這樣能在極大程度上，提升聲測管穩定性，對于不同材質的聲測管固定方法有所不同，PVC 材質的聲測管，將其捆綁在架立筋上。而鋼制聲測管采用焊接方式，將其與鋼筋焊接在一起。

5 結語

基樁樁身質量監測直接影響到工程作業效果，超聲波透射法作為檢測樁身完整性的常用方式，在實際應用中具有直觀、無損的優勢，由于其突出優勢所以在橋梁工程中應用極廣，為了發揮超聲波透射法職能作用，掌握混凝土樁身質量情況，不僅需要掌握技術應用要點，還應該了解影響技術應用的外在因素，并及時解決樁身結構存在的質量問題，確保工程作業按照預期計劃進行。