罗磊
上海众合检测应用技术研究所有限公司 上海 200436
摘要：钢材行业是我国的重污染高耗能行业，钢制品的减少使用是社会发展的必然趋势｡目前基桩检测声测管的材料基本都是钢管，对于塑料声测管的应用研究较少，通过对目前塑料声测管的应用问题､施工推广进行分析，提出了专用塑料声测管的设计要点，对塑料声测管的应用进行了展望｡
关键词：基桩检测；声测管管间距；修正方法
引言
文章对基桩检测工作中的声测管管间距修正方法进行了研究，并且以声波透射法的运用作为重点研究对象，通过具体实例来阐述该修正方法的具体应用，主要的目的就是为基桩检测工作提供有价值的理论依据｡
1､声测管的应用现状
钢铁行业属于资源消耗密集型行业，其生产排放对生态影响重大，性重污染行业｡目前基桩检测声测管的材料基本都是钢管，近年来塑料行业的迅猛发展，一些价廉优质的塑料管材在市政､建筑等行业开始替代并淘汰了一些金属管材，而对于塑料声测管的应用研究较少，本文就塑料声测管的应用现状和问题､施工注意事项及专用塑料声测管的设计要点进行分析｡目前混凝土多采用跨孔透射波法｡当桩径较小时由于声测管间距也变小，其测试误差相对较大，同时预埋声测管数量过多可能导致附近的灌注桩质量问题，因此对于小于0.8m的桩应采用单孔折射波法，而且单孔折射波法能弥补跨孔透射波法不易发现比较薄的夹泥层这一缺陷，故在桩底沉渣的评价上，也采用单孔折射波法｡单孔折射波法由于其声传播途径较跨孔法复杂，当孔道中有钢质套管时会影响声波在孔壁混凝土中的绕行，故不能采用钢管，美国材料试验协会标准中明确规定单孔检测时声测管应采用PVC或其它超声波传播速率低的类似材料｡
钢和混凝土具有相近的温度线膨胀系数，普通钢的温度线膨胀系数为（1.0~1.2）×10-5/℃，目前常用的塑料材料如HDPE､UPVC､ABS､PP以及玻璃钢，其线性膨胀系数分别为13×10-5/℃､（5~7）×10-5/℃､9×10-5/℃､11×10-5/℃和（16~27）×10-5/℃，以UPVC管最低，而且UPVC原材料价格最为便宜，所以目前塑料声测管多选用成品的建筑排水用UPVC管，采用溶剂粘接｡
采用跨孔透射波法时超声波从发射到接收，需要依次穿过水､声测管､混凝土､声测管以及水，其间历经4个界面，而4个界面的透射系数之积为总透射系数，超声波检测时总透射系数越高越好，应伯宣等推算出当声测管的声阻抗值为混凝土和水两种介质声阻抗值的几何平均值时，总透射系数为理论最大值，UPVC塑料管的声阻抗值接近该几何平均值，其对应的声波总透射系数十分接近理论最大值，而钢管由于声阻抗值偏离该几何平均值较远，对应的总透射系数仅为UPVC管的11%｡
2､声波透射法概述
声波透射法本身的使用范围广泛，而且实际探测的距离也很大，可以对结构进行细致的检测，不会存在盲区，最关键的是不会对结构造成破坏｡另外，这种检测方法能够对混凝土波速予以相应的估算，为此，该方法被应用在基桩检测工作中｡在运用声波透射法对混凝土质量进行判断的过程中，会涉及到四种声学参数，即声速､频率､波形与波幅｡其中，对混凝土缺陷予以真实反映的参数有波幅和频率，还有波形，然而，却不能够结合混凝土强度｡简单地说，就是无法对基桩混凝土的强度进行判定，难以确定是否符合设计具体要求与标准｡如果低标号的混凝土基桩不存在缺陷，那么，只通过以上三种参数是很难判定基桩质量的，由此可见，声速的作用无可替代｡在混凝土当中，可以通过声波传播的速度来真实地反映出混凝土弹性性质｡然而，其弹性性质和强度之间存在一定的相关性，所以，声速和强度之间也同样呈相关性｡因为基桩属于隐蔽性工程，所以在运用声波透射法进行检测的时候，基桩各深度所对应的实际管间距是难以测量的，必须要使用管口的测量数值予以替代｡为此，一定要保证声测管的布设平行｡然而，在实际的施工中具有较大难度，特别是在极限状态之下，声测管很容易靠在一起，导致测点的波速出现异常情况，甚至会超过混凝土声速的范围，最终引起声速临界值的提升，增加错误判断的几率｡此外，如果两个声测管之间的间距过大，那么实际测量的测点波速就会过低，很难真实地反映出混凝土实际的波速，进而出现错误判断｡由以上原因所导致的基桩检测错误判断，使得基桩检测可信度大幅度下降｡为此，应当针对基桩的异常段落开展管间距的修正｡
3､实例研究
某基桩的桩径是1.5m，而桩长度是42m，实际布设的声测管数量为3｡在基桩的1-2测面，边缘管间距是800mm，而声速的平均数值是4.08km/s｡经过检测，1-2面中的21~39m段落，其声速是异常的，最大的数值已经超过了5km/s｡根据图1内容可以看出，必须要采取修正方法来修正｡通过图中内容可以直观地了解到：基桩0~21m的段落，声速的变化并不明显，所以属于正常状态；基桩21~30m的段落，其声速逐渐变大，所以属于异常段落；基桩30~39m的段落，其声速逐渐变小，所以属于异常段落｡
图1基桩1-2面的剖面曲线图
为此，应当针对上述三个段落的声速予以修正，具体方法为：最关键的是要确定混凝土的波速，而后在修正程序中输入基本的参数，进而获得以上三段修正以后的管间距以及声速值，同时需要绘制成图｡其中，基桩0~39m段落的各测点管间距，其修正前后的对比可以由图2所示｡
图2基桩0~39m段落内各测点管间距的修正前后对比
根据图2中的内容可以发现，0~20m的段落，声速变化并不明显，在修正以后，该段落内的各个测点管间距没有明显的变化｡而在21~30m的段落，声速是不断增加的，所以，声测管的管间距是出于异常状态的，经过修正以后，各个测点实际的管间距呈现出不断变大的趋势｡在基桩30~39m的段落，其声速逐渐变小，而最主要的原因就是管间距的异常，经过修正之后，在这一段落内的各个测点，其管间距呈现出逐渐变小的趋势｡
结束语
综上所述，以基桩检测实例为重点研究对象，能够在声波透射法检测所引起的声测管管间距偏差的情况下采取修正方法，进而使得测点管间距与声速值能够与真实数值更接近｡
参考文献
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论文作者:罗磊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/26
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