路橋樁基檢測中超聲波技術(shù)的作用研究

陳旭

摘 要：在工程建設(shè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展下，工程建設(shè)極大地方便了人們的生活，同時，人們越來越關(guān)注工程建設(shè)的質(zhì)量，這給工程建設(shè)帶來了極大的挑戰(zhàn)。在工程建設(shè)中，道路和橋梁建設(shè)等基礎(chǔ)工程正在增加，而基礎(chǔ)樁的施工是確保安全和使用壽命的重要因素，因此必須將基礎(chǔ)樁的施工作為工程建設(shè)的重要工作內(nèi)容。目前，在國內(nèi)的樁基檢測技術(shù)發(fā)展中，傳統(tǒng)技術(shù)受環(huán)境因素、施工技術(shù)和土壤特性的影響，無法保證工程施工質(zhì)量，影響人們的人身安全和社會發(fā)展。作為檢測基礎(chǔ)樁完整性的有效方法，超聲波法可以說是檢測樁基礎(chǔ)連續(xù)性、完整性、均勻性和混凝土強(qiáng)度以及混凝土灌注均勻性的重要參考標(biāo)準(zhǔn)，可以準(zhǔn)確測量性能和強(qiáng)度，在確保橋梁樁基結(jié)構(gòu)安全的無損檢測中起著重要作用。

關(guān)鍵詞：路橋;樁基;檢測;超聲波

引言

在我國路橋工程建設(shè)數(shù)量增多、規(guī)模擴(kuò)大的過程中，樁基質(zhì)量問題越來越成為施工過程中需密切關(guān)注的問題。因此，無論是何種路橋工程，在工程建設(shè)過程中，有關(guān)人員需充分根據(jù)路橋工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與要求，選擇恰當(dāng)?shù)臉痘愋停Ｕ蠘痘┕ぜ夹g(shù)的科學(xué)應(yīng)用。檢測技術(shù)應(yīng)用可為路橋工程樁基質(zhì)量控制提供重要的參考與依據(jù)，根據(jù)相關(guān)結(jié)果，可判斷樁基的破損等問題，進(jìn)而及時采取有效的處理方式，為路橋工程提供穩(wěn)固的樁基結(jié)構(gòu)。

1超聲波檢測樁技術(shù)的基本原理

樁中超聲波實(shí)際傳播速度的計(jì)算公式為V=[E（1-u）/ρ（1+u）（1-2u）] 1/2，其中E代表彈性模量，p代表樁基混凝土的實(shí)際密度，u代表泊松比。可以看出，樁基混凝土中超聲波的傳播速度和振幅直接受到相關(guān)力學(xué)指標(biāo)的影響，對于具有一定條件的基樁，如原材料，混合比，使用壽命和試驗(yàn)距離，超聲波在內(nèi)部傳播運(yùn)動和動力學(xué)特性是一致的;當(dāng)樁中存在某些缺陷時，超聲波的傳播運(yùn)動將發(fā)生顯著變化，缺陷越大，超聲能量越小。利用超聲波的特性，通過聲速和振幅的實(shí)際波動趨勢，可以準(zhǔn)確地確定實(shí)際位置中基樁缺陷程度，為修復(fù)工程提供科學(xué)可靠的施工依據(jù)。可以概括為以下幾種：（1）當(dāng)?shù)皖l超聲波遇到混凝土中的缺陷時，發(fā)生衍射現(xiàn)象，判斷聲波的大小以確定缺陷的大小。（2）超聲波會在一些缺陷處散射，缺陷的大小將根據(jù)接收探頭時的能量故障來判斷。（3）超聲波會在缺陷處引起波形變換和疊加，接收波的波形失真將判斷缺陷的差異。（4）當(dāng)遇到缺陷時，超聲波脈沖的頻率不同，接收波譜與反射波之間的差異，或接收頻率的頻率降低，以判斷內(nèi)部缺陷的異同。

2路橋樁基檢測中超聲波技術(shù)的作用

2.1加密測量

初步檢測后，如果超聲波傳播存在異常，則需要進(jìn)行二次準(zhǔn)確的加密測量。加密測量可以更精確地定位存在質(zhì)量問題的樁基。通常可以分為三種類型：（1）部分缺陷：在基本的兩端測量中，如果其他測量橫截面的值在正常范圍內(nèi)，并且僅一條測量線上有波動，則表示該線上的某一位置有質(zhì)量問題，需要對角線測量。使用相同的測量方法確定出現(xiàn)質(zhì)量問題的對角線區(qū)域，對測和斜測的兩條直線的交點(diǎn)是發(fā)生問題的確切位置。（2）斷樁：在對基礎(chǔ)樁進(jìn)行傳統(tǒng)的交叉測試和雙面對角線測試后，我們發(fā)現(xiàn)通過測試段一定高度的測量線的所有值以及整個內(nèi)部的異常值都有異常變化，基礎(chǔ)樁的三個測試部分在此高度處具有異常的線值，如果此高度不在基礎(chǔ)樁的底部，則基礎(chǔ)樁中的缺陷非常嚴(yán)重，這意味著樁很可能已損壞。（3）縮徑：在正常測試基礎(chǔ)樁時，所有測試線均具有異常值。此時，所需的對角線測試應(yīng)在測試配置文件中相同高度的中心位置進(jìn)行。如果所有測試線上的值沒有發(fā)生異常波動，則可以確定基礎(chǔ)樁的內(nèi)部中心良好，并且在基礎(chǔ)樁的一定高度附近可能存在缺陷，這是直徑減小所導(dǎo)致的問題。

2.2樁基完整性的低應(yīng)變檢測

傳統(tǒng)靜載檢測樁基承載能力有許多的問題，傳統(tǒng)的靜載測樁的承載力會導(dǎo)致工程施工時，周期長、設(shè)備重、成本高等，所以，應(yīng)當(dāng)采用新的辦法對這個方法進(jìn)行改善，所以動測方法的檢驗(yàn)樁基礎(chǔ)這個方法就得到了廣泛的應(yīng)用。低應(yīng)變檢測樁基完整性有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：經(jīng)濟(jì)、快速、無損等等，樁基完整性檢測十分重要，但是，這種方法也存在自身的局限性，在實(shí)際使用過程中，也很容易發(fā)生誤判或者重判樁身完整性的情況，所以，需要對檢測結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。

2.3人工挖孔樁技術(shù)

現(xiàn)階段，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的顯著提升，各種技術(shù)日益進(jìn)步，在工程建設(shè)領(lǐng)域，樁基施工技術(shù)也日益具有多樣性與先進(jìn)性。在路橋工程建設(shè)中，人工挖孔樁技術(shù)同樣應(yīng)用較多，該技術(shù)在應(yīng)用時的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低、成本投入少、操作便捷。人工挖孔樁技術(shù)最為突出的特征是其挖孔采用人工作業(yè)方式，這使該技術(shù)在應(yīng)用時常會存在諸多難以避免的問題，施工安全問題較突出。挖孔作業(yè)是由人工來完成的，由于多為井下作業(yè)，在整個施工過程中，安全威脅時時存在，由于安全風(fēng)險(xiǎn)的不確定性，施工進(jìn)度常常會受到影響，如當(dāng)人工挖孔樁遇到空地積水的情況，施工進(jìn)度與質(zhì)量將難以保障;若工程現(xiàn)場的地質(zhì)水文條件出現(xiàn)異常，需立即進(jìn)行施工方案的調(diào)整與優(yōu)化。

2.4聲波透射檢測技術(shù)

現(xiàn)在，聲波的透射檢測技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，這個技術(shù)的應(yīng)用，對于公路的強(qiáng)基礎(chǔ)檢測起到了很大的幫助，聲波透射檢測的時候，波形正常、波速偏小時，應(yīng)當(dāng)重新對其測線。當(dāng)管口測線的刻度相同的時候，那么波速偏小有可能是因?yàn)閮筛暅y管布置不平行的原因所導(dǎo)致的。在檢測的過程中，如果樁基完整性出現(xiàn)了問題，那么應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)測，讓檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確，防止對樁基的完整性出現(xiàn)錯誤的判斷。特殊的地質(zhì)條件下，樁基有可能容易存地下水，讓樁頭不得不一直在水里浸泡，如果在檢測中，發(fā)現(xiàn)樁頂?shù)膮?shù)異常，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行復(fù)測，這種情況，不是因?yàn)闃痘暾圆粔颍且驗(yàn)榈刭|(zhì)特殊性，應(yīng)當(dāng)注意特殊判斷。如果樁基的位置有水坑，提前應(yīng)該進(jìn)行模板支護(hù)，尤其注意，不可以提前涂脫模劑，如果提前涂脫模劑，會導(dǎo)致脫模劑浮在水中，導(dǎo)致在進(jìn)行樁基檢測的時候，會讓測線變油滑，使深度計(jì)數(shù)輪和測線產(chǎn)生滑動摩擦，導(dǎo)致實(shí)際距離與深度技術(shù)輪所計(jì)數(shù)的距離不符。在樁基檢測之前，應(yīng)該提前進(jìn)行聲測管探測，讓換能器更加順利地放置，但是因?yàn)橛泻芏嗟牟淮_定因素，會讓換能器放置不順利，導(dǎo)致卡住聲測管，當(dāng)這種情況發(fā)生時，不能夠直接提拉換能器，防止將測線扯斷，應(yīng)該將測線緊貼著聲測管壁，輕輕晃動側(cè)繩，當(dāng)側(cè)繩撞開換能器后，在提出側(cè)繩，之后再將換能器提出。現(xiàn)代技術(shù)中，數(shù)字化的聲波儀已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的聲波儀，不僅僅在使用上有了提高，而且在分析方法上也有了很大的提高，為聲波透射法的不斷研究成熟提供了更加廣闊前景。

結(jié)語

近年來，隨著道路橋梁工程項(xiàng)目的增多，人們生產(chǎn)生活中對路橋工程的依賴性有所提升。任何路橋工程建設(shè)，都需遵循質(zhì)量要求，加強(qiáng)樁基質(zhì)量控制。現(xiàn)階段隨著各種檢測技術(shù)的日益增多，可充分利用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)樁基質(zhì)量控制，以達(dá)到路橋工程樁基施工的標(biāo)準(zhǔn)。

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