摘要：随着我国经济技术的高速发展，一些先进的技术手段逐渐在各个行业中得到很好的应用，桩基工程领域也加强对科学技术的应用，使自身的检测方式得到极大的提升。桩基工程由于施工环境较为复杂，受外界的影响因素也较多，在一定程度上也会对施工的水平带来严重的影响。但桩基质量又会作用到工程安全其其可靠性方面，对整个工程项目的质量起着决定性的作用，因此，保证桩身的完整性作为整个工程项目的重点内容。本文通过对超声波法的研究，使其更好的应用到混凝土桩身完整性的检测中，并对超声波法的基本原理以及其技术优势展开详细的分析，希望更好的提高检测的水平及实际应用价值。
关键词：超声波透射法；桩基；完整性；检测；应用
引言
随着混凝土灌注桩技术的提升，在桥梁、堤坝以及一些重型建筑物中都得到很好的应用，如何加强对混凝土灌注桩的完整检测，也成为了工程领域中的重点内容。当下较为常见的混凝土桩身检测方式有很多种，如单桩竖向式抗压静载实验检测、单桩水平式静载试验检测等等，每种监测方式都有其独特的优势，而超声波监测法作为其应用频率最高的一种，是结合超声波透射的基本原理，在桩身混凝土内传递超声波，并采集相关的波幅以及频率等重要参数，并结合参数的变化特征，来更好的判断桩身是否完整，在不破坏桩身结构的基础上展开合理的测试分析，进而更好的确定桩基混凝土的缺陷位置，有着良好试验性能，保证判定结果的科学、合理。
1超声波检测法的基本原理及其优势
1.1检测原理
超声波法在混凝土桩身完整性检测中的应用，其重点内容在于预埋的数根是否平行、竖向状态的声测管，在声测管内灌入清水时，以作耦合剂，再将超声波换能器放到声测管中。如果非金属超声检测设备发出电脉冲信号后，这些信号所释放出的压力会聚集到换能器压电体中，通过转换的方式，即可通过超声振动的方式展现出来。并且，超声波可以在基身混凝土的表面进行直接穿透，等到超声波换能器接收完毕信号后，对其进行转换，使其成为数字信号，最后由设备处理器统一的处理，并通过专业的设备对声音的参量记性详细的分析，如此就完成了对基身的判定工作[1]。
1.2检测优势
超声波检测优势主要有以下几方面：(1)通过主机屏幕可以观察到各种参量图以及数据，并且数据图像能够清晰的展现，便于工作人员对结果进行分析；(2)检测场地没有任何要求，桩头混凝土即便不经过处理也可以很好的进行监测，极大提高了监测的效率；(3)仪器体积较小，携带起来更加方便，里面的离子电池可以始终处于一种工作状态；(4)软件分析系统的操作便捷，且工程全面，处理也更加规范，随着科技水平的提升，我国的超声波声测仪技术也得到一定的升级，大随着市场竞争的日益激烈，检测人员对监测数据的随意更改现象也层出不清，极大的影响了监测的结果[2]。
2 影响超声波法检测超声波法检测混凝土桩身完整性的因素
2.1声测管的影响
声测管管距测量的精准性都会对混凝土声测的准确性带来直接的影响。如果管距的变化导致测速结果的准确性受到影响，将无法测量出混凝土的强度，声测管出现超声波信号异常的原因多体现在以下两方面内容:一方面是由于声测管的捆绑不牢固，使得声测管初夏偏离现象，造成了桩顶测距不能与桩身测距相统一，桩身的间距没有一个固定的值，对管距的测量结果带来一定的影响，也不利于保证声速测量结果的准确性，这种缺陷异常信号的特征多体现在：（1）信号呈规律以及连续性的变化，波速也发生改变，或增加或降低；（2）波幅也不会递减，波形状较为完整，频率也正常。解决方法可从以下几方面入手：（1）施工过程中应保证声测管处于一种平行的状态，具有一定的稳定性，便于疏通。（2）修正波速测量值，可通过PCS程序来进行修正[3]。
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另一方面，声测管与混凝土间存在缝隙，这种现象的出现与声测管的使用材料有着密切的关联，如果材料为PVC，那么就会加大与混凝土温度系数间的差异性，混凝土在逐渐凝固过程中会散发一定的热量，导致PCV管受热会出现会膨胀，待混凝土退热后，PCV管也会逐渐收缩，但混凝土在这个过程中并没有产生任何的形状上的改变，这就会使得声测管与混凝土间存在缝隙，不利于超声波的传播。因此在对桩基进行施工的过程中应不要使用PVC管，选择性能较好的钢管[4]。
2.2混凝土龄期对桩身超声波检测的影响
混凝土作为一种龄期材料，随着时间变化其强度也会逐渐增加，如果监测过早，则会大大降低混凝土的强度，波也会出现大幅度的衰减，此时的波速及波幅都较低，极易影响基身混凝土的判断力。
2.3藕合介质水对桩身超声波检测的影响
超声波检测基桩时，声测管要灌入清水，作为发收换能器和混凝土之间的耦合剂，如果清水中含有其他物质，这些颗粒会提高波在进行传播中的散射衰减，声波的声速、波幅偏小。
2.4声时对桩身超声波检测的影响
超声波检测的声时主要由声测管壁延时、系统延时以及藕合介质水延时等三方面组成的，波速的准确性与零延时有着密不可分的联系，如果换能器始终贴合紧测管壁，那么藕合介质中的延时也会相应的进行改变，波速值也会受到影响[5]。
2.5电压对桩身超声波检测的影响
当下的超声仪通常都是通过电瓶来进行供电，当电瓶电量过低时，换能器的声能也会受到影响不断降低，此时波幅值都会低于正常值，如果更换后电瓶继续检测同一根桩基的话，幅值也会逐渐朝着正常的方向发展，则可以很好的证明出因电压而导致检测结果的不稳定性。
3 桩身的完整性情况检测
根据广东省建设厅发布的《建筑地基基础检测规范》——DBJ15-60-2008规定，波幅异常判断的临界值按下列公式计算：
Am(j)= 1/n
Ac(j)=Am(j)-6
波幅异常临界值判断依据为：Api(j)＜Ac(j)
式中Am(j)-第j检测剖面各声测线波幅平均值（dB），Api(j)- 第j检测剖面第j声测线的波幅值，Ac(j)- 第j检测剖面波幅异常判定的临界值，n-第j检测剖面的声测数综述。
桩身声测完整性判定情况（1）当Api(j)＞Ac(j)，属于无异常，该实测波形正常，可以纳入一类桩身；（2）Ac(j)-4＜Api≤Ac(j)，属于轻微异常，可以纳入一类桩身和二类桩身；（3）Ac(j)-8＜Api≤Ac(j)-4，属于较明显异常，可以纳入二类类桩身；（4）Ac(j)-12＜Api≤Ac(j)-8，属于明显异常，该实测波形正常，可以纳入三类桩身（5）Api(j)≤Ac(j)-12，属于严重异常，该实测波形正常，可以纳入四类桩身。
4 结语
综合上所述，超声波法在检测桩身完整性的过程中有着很好的应用，对今后我国建筑事业的长久发展有着重要的意义。在检测桩身完整性的过程中，除了要做好施工现场及桩身的混凝土的检测外，还应做好对桩身的完整性的检测。合理应用优化超声波透射法，提高其实用价值，对增强桩基完整性检测有着重要的现实意义。
参考文献
[1]邢哲，宛新林，宛传虎，贾伟凤．超声波透射法在基桩检测中PSD评定的应用研究[J]．工程与建设，2011，25（04）.
[2]贲能慧，许朴，曹勇毅.超声波透射法在检测超大直径超长桩完整性中的应用［J］.工程质量，2015，33（1）：41-43.
[3]余安，汤洪志，刘朋梅，张亮，周阳权．声波透射法和反射波法在混凝土灌注桩缺陷检测中的对比研究[J]．工程地球物理学报，2015，12（01）.
[4]朱自强，密士文，鲁光银，王凡，周勇．金属预应力管道注浆质量超声检测数值模拟[J]．中南大学学报（自然科学版），2012，43（12）.
[5]黄锦雄，韩卫东，朱幸科．超声波透射法检测桥梁桩基的试验及其应用[J]．四川建筑科学研究，2013，39（06）.
论文作者:刘泳钊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/6
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