樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術的運用

陳旭

摘? 要：在橋梁工程下部結構施工中，施工區域地理形勢比較復雜，因此混凝土樁基結構應用比較廣泛?；炷翗痘Y構強度大，穩定性好，并且能夠有效提升橋梁工程抗震能力，樁基結構能夠將橋梁工程上部結構所承受的荷載傳遞至下部持力層中，進而緩解基礎結構不均勻沉降。在橋梁工程混凝土樁基施工中，由于是隱蔽工程，地質條件、施工技術水平等均會對施工質量產生較大影響，混凝土樁基質量隱患較多。為了對混凝土樁基施工質量進行檢測分析，亟需對超聲波檢測技術在橋梁工程混凝土樁基施工中的應用方式和效果進行深入研究。

關鍵詞：樁基混凝土;缺陷;超聲波檢測技術

引言

隨著國家對道路工程建設力度不斷增大，越來越多現代化道路工程得到了建設，在道路工程建設中不可避免會涉及到橋梁建設的部分。而在橋梁建設中，樁基是重要的部分，它直接影響橋梁工程整體的性能，為了確保其具有良好的質量，就需要做好對樁基的檢測工作，其中超聲波檢測技術是使用較為廣泛的技術類型。文章就針對樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術的運用進行分析，希望對相關工作的開展具有參考價值。

1工作原理

多條探測管線埋入樁中，聲測管中放置發射探頭和接收探頭，注入清水作為耦合劑。該裝置由儀器中的脈沖信號發生器發出一系列周期電脈沖，與發射換能器的壓電體進行組合，經接收換能器接收后轉換成電信號，再經待測樁混凝土產生超聲脈沖。超聲脈沖通過混凝土時，接收波幅（或衰減α）、主頻、脈沖的波形和頻譜，數據處理系統通過檢測系統，對接收信號的各項參數進行綜合判斷和分析，從而對混凝土各種內部缺陷的性質、大小、位置進行判斷，并給出混凝土整體均勻度和強度等級的評價指標。

2樁基檢測中橋梁混凝土超聲波檢測技術的運用

2.1準備工作

在此技術使用前，為了確保其技術效果的發揮，需要做好準備工作，主要包括聲測管的預埋和設備儀器的檢查等。在聲測管的預埋方面，主要是透射法對樁基工程的質量檢測中需要用到，若樁基的直徑在1.5m內，一般進行三根的聲測管埋設，若樁基的直徑超過1.5m，一般要進行四根的聲測管埋設。對聲測管選擇中，要盡量選用金屬管的材質，對管間連接要通過螺紋連接法，且聲測管的內徑要至少超過換能器其外徑有1.5cm。對聲測管安裝中，可以通過和鋼筋籠共同綁扎法來實現，并于聲測管其頂部位置實施封閉處理，要求管口要超過樁基有30cm，且為了防止雜物的進入還要進行封口蓋的設置。在設備儀器檢查方面，要求此技術試驗的設備儀器實施檢查，在通電后確保各種設備儀器具有正常的狀態和性能。

2.2合理設置聲測管

對于聲測管，可采用平行對稱的方式進行埋設，確保探頭能夠在聲測管中自由伸縮，根據橋梁工程樁基直徑確定聲測管數量。在超聲波檢測技術的實際應用中，樁徑小于或等于800mm時，不少于2根聲測管，和樁基中心點成一條直線;樁徑大于800mm且小于或等于1600mm時，不少于3根聲測管，形成60°角的等邊三角形擺放;樁徑大于1600mm時，不少于4根聲測管，成90°角正方擺放;如果樁基直徑在2500mm以上，則應結合實際情況適當增加聲測管埋設數量。

2.3混凝土聲速、波幅和PSD值的異常

對于波幅異常且確定為可疑缺損區的混凝土樁基，應采用水平加密、等差同步或扇形掃測等方法進行詳細測量，并根據波幅分析結果確定缺陷在樁中的位置和程度。對超聲波速度、波幅、PSD值超過臨界值的異常情況或突變情況，應進行詳細的缺陷檢測，結合波形、施工工藝、施工記錄等資料，綜合分析確定樁身混凝土缺陷的位置及程度，若超聲波速度普遍低于低限，應采用鉆孔取芯法檢測基樁混凝土強度。

2.4隨機重復檢測

在完成對樁基內聲測管的檢測后，為了確保檢測的結果具有良好準確性，相關人員還要對樁基實施隨機的抽取和重復性檢測。在實際的工程中，實施重復性檢測期間要求樁基的數量保持在10%～20%全部樁基氛圍。在重復性檢測結果中，相關人員要盡量保證兩者的聲波傳播相對的標準差在5%內，且聲波的波幅相對的標準差在10%內。若對同一根的聲測管內兩組實施檢測中，結果呈現出顯著的差異，則相關人員要還要對存在的異常區域實施重復性檢測，一直到所得到的數據滿足要求標準，確保樁基的混凝土檢測具有良好準確性。

2.5校正換能器精度

超聲檢測設備是由換能器、數據采集裝置等所組成的，在各類檢測設備應用前，首先需對設備參數進行檢測和校對。在實際檢測中，可采用律定試驗對聲時以及波形準確性進行檢測，同時還需根據成樁設計標準對換能器精度進行調節控制。如果檢測條件允許，可采用重量較大的換能器，并且必須確保換能器高度能夠與收放動作保持一致。

2.6樁身完整性類別判定

在基樁完整性判斷中，通常根據聲速、波幅與臨界值的關系并結合波形特征。每段聲測剖面各測點的聲速、波幅均大于臨界值，波形正常，表明樁體已完成，可正常使用;某段聲測剖面的聲速、波幅均小于臨界值，說明樁體有輕微缺陷，不影響橋梁的正常使用;某段聲測剖面多個連續點的聲速、波幅均小于臨界值，表明樁體有嚴重缺陷。

2.7科學選擇采樣頻率

在對樁基質量進行檢測分析時，應選擇適宜的采樣頻率，對波頻譜特征進行科學合理的分析，提升頻譜信號準確性，盡量避免頻域以及時域對頻譜分析結果的準確性造成不良影響。

3超聲波檢測技術的應用注意事項

當利用超聲波檢測技術檢測橋梁混凝土樁基時，應注意以下三個方面：（1）在施工期間應保護好聲測管，如果聲測管受到損壞，則有可能卡住設備探頭，使探頭無法深入樁底，也有可能導致聲測管內滲入混凝土和砂漿，引起堵管問題。在混凝土施工和對混凝土進行養護期間，均必須將蓋子覆蓋于聲測管管口，這樣不僅可以避免聲測管內落入異物堵塞聲測管，還可以避免換能器耦合因滲入雜物而發生故障。（2）在埋設超聲波聲測管的過程中，應確保各聲測管之間相互對稱平行，且必須確保探頭能夠在聲測管內同步自由伸縮，同時應根據樁基的直徑來確定所需埋設的聲測管數量。如果樁徑<80cm，應埋設2根聲測管;如果樁徑在80～160cm，應埋設3根聲測管;如果樁徑>160cm，則至少應埋設4根聲測管，檢測時，應將2根聲測管作為一組進行檢測。（3）超聲波檢測應在成樁的28d后開展，且檢測之前必須先對樁頭部位進行開挖處理，待磨平表面后方可實施超聲波檢測。

結語

綜上所述，樁基是橋梁工程中的重要部分，它的質量對橋梁整體結構有著直接影響，在對樁基的檢測中，橋梁混凝土超聲波檢測技術具有著顯著的優勢，它能夠有效地提升樁基檢測的準確性，為樁基質量控制和質量驗收提供了準確依據，因此相關工程建設就需要積極引進此技術手段，并嚴格按照施工要求做好技術實施，從而為橋梁工程的高質建設提供保障。

參考文獻

[1]魏世昌.橋梁混凝土超聲波檢測技術在樁基檢測中的應用分析[J].華東公路，2016（4）：10-12.

[2]顏靜，王爭，胡先進.無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的作用[J].黑龍江交通科技，2016（3）：89-90.

[3]王光平.關于超聲波法在橋梁樁基檢測中的應用[J].江西建材，2014（13）：147.

[4]陳王劍.超聲波法在橋梁樁基檢測中的應用研究[J].黑龍江交通科技，2014（2）：104-105.

[5]馬溁.超聲波透射法在橋梁樁基完整性檢測中的應用[J].公路與汽運，2014，11（6）：173-178.