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摘要：声波透射法是桩基无损检测非常有效的一种方式，能够较为形象直观的反应桩身混凝土质量情况，较为准确的判断缺陷位置、范围及类型，具有快捷方便且不受桩长限制等优点，在桩基检测方面得到了广泛应用。该文以模型桩的检测实验为基础，介绍了声波透射法的原理，对测得波速、波幅、波形等参数进行了分析，判定混凝土桩基的缺陷及完整性，再根据模型桩对比分析实测桩的完整性，为桩基础质量检测提供依据。
关键词：声波透射法；基桩检测；完整性
1 引言
随着经济发展，工民建以及基础设施建设中越来越多地应用桩基础。由于桩基础属于隐蔽工程，工程质量的控制较难，若质量出现问题则对整体工程的安全有很大影响。桩基质量的检测方法，主要有：低应变动力试桩法、声波透射法、钻孔取芯法等。其中，声波透射法操作简单，检测比较精确，施工方便，现已成为一种重要的检测手段，广泛地应用在各种工程中。我国在声波透射法方面发展迅速，但仍存在一些问题。本文对声波透射法进行了实验研究，以了解实验原理并且发现实际测量中存在的一些问题。
2 声波透射法检测技术
超声波是一种工作频率超过人耳辨识范围的高频率声波，具备传递能量和传递信息的功能。另外，超声波容易获取，成本低廉，工作操作简单，没有危险性，是一种性能十分优良的检测工具。与此同时，超声波的工作过程中受到外部环境的影响较小，不会因为温度、湿度、光照强度等一系列外部环境的变化而发生变化，稳定性比较高，可以进行相对精确度要求比较高的测量。超声检测器主要有四个模块工程：超声波的发射装置，超声波接收装置，数据的收集转换装置，还有数据分析处理装置。通过超声波在介质中传播的速度可以判断出介质材料的性能，如果传播的速度快，说明了该种介质材料具有较强的硬度，如果超声波在该种介质中传播的速度较慢，说明了该种介质材料具有较弱的强度。根据超声波反射的情况，可以判断路面的平整度，可以判断障碍物距离波源的距离。应用超声波进行测量可以节省大量的工作时间，减轻工作人员的工作量，超声波具有广泛的应用前景。
3 声波透射法在桥梁桩基础声检测中的应用
3.1 埋设声测管
1）埋设声测管时，各项操作的进行必须要严格依据相应的标准进行，需要注意的是，若桥梁桩基直径没有超过1．5m，应当埋设3根声测管，如果桩基直径超过了1．5m，为确保测量结果的合理性，应当埋设4根声测管。2）完成声测管埋设后，应当应用钢板完成对声测管的底部进行焊接，焊接期间要对相应的焊接工艺进行合理控制，确保焊接质量能够达到人们的期望要求，避免发生漏浆，影响作业质量情况的发生。3）可以在钢筋笼内部进行声测管焊接，并且需要注意各个声测管必须保持平行，同时需要采用焊接连接方式对每段接头位置进行处理，并且要将埋设在桩底。一般来说，制作声测管采用的管材都较小，如果管材较大，为了确保作业的顺利进行，应当分段连接管材。
3.2 透射法检测方法分析
在透射法检测技术的实际应用中，首先需要安装扶正器，将接收换能器以及发射换能器放置在声测管中，同时还需要检测换能器能否正常升降。为了保证实际检测过程中，接收器能够获得较强的信号，还需要对检测仪器的各类参数进行合理设定，保证在实际检测过程中，显示器中能够显示出清晰的超声波波幅。在对检测点进行设置时，应该注意检测点之间的距离，一般需要控制在0.2～0.5m之间，在实际检测过程中，如果出现检测数据异常，或者检测结果显示不清晰的问题，则可以结合实际情况对检测点进行加密处理。在接收器和换能器的实际运行过程中，其必须在高处位置或者是固定高差位置，采用自上而下的方式进行检测，在检测过程中必须详细记录接受波、发射波的波形、频率等信息数据。在实际测试过程中，如果出现异常波形，则应该对异常波形进行详细记录，并采用平测、斜测等多种方式进行多次测量。除此以外，还应该注意的是，如果桥梁工程桩基的声测管数量比较多，则可以对其进行分组处理，将两根声测管作为一组，并以分组的形式进行桩基检测。桩基分组检测完成后，还应该采用随机检测的方式对声测管进行检测，将标准差控制在5%范围内。
3.3 透射法检测桩基缺陷处理
1）对缺陷的范围和程度的判断应当结合扇形、斜测扫射方法完成相应的判定工作。同步评测在具体测试过程中具有快速特点，因此可以将其作为排查缺陷的一项重要依据，虽然现行的检测技术可以实现0．1m的采样间隔，并且在处理期间不需要加密检测处理，但是在对桩身混凝土的缺陷情况和具体范围进行检测时，检测的准确率会下降，因此检测作业应当采取扇形扫射或斜测其中的一种方式完成。2）具体检测期间，经常会因为声测管倾斜造成整个检测剖面声速值差别过大，目前在具体检测过程中采用的软件本身具有纠正声测管偏差能力，但是纠偏期间，需要确保声速变化的有序进行，不得盲目纠偏，导致最终的结果失真，从而将会对最终的缺陷判定造成影响。3）在交通部和建设部相关检测规范中，应当依据缺陷的实际情况，将桩身的完成情况，对桩身进行划分，依据检测剖面声学参数的偏离情况和异常点，完成对桩身类别情况的准确判断。混凝土灌桩自身要保持密实，并且成桩工艺和地质条件复杂，这也就导致了检测声学参数数据变化较大，工程中理论上的异常点只是有可能存在的缺陷点，因此要依据具体情况完成相应的综合判定。
4 模型桩检测实例
本次实验是用自动超声检测仪检测一个长8.5m的桩，采用平测法，桩身混凝土已满28d龄期，桩身内预埋四根声测管，管中注满清水。在声测管底部，向上同步上提两只探头，自动检测仪器进行检测时，发射探头和接收探头放置于两个测管内，实时记录声波各参数，并在仪器上初步显示波形图。
图1 剖面1-2声速-深度
剖面1-2通过声速判断，在1.6～1.7m附近以及3.6m处出现波速和波幅异常，而且1.6m、1.9m、3.6m处主频都小于正常频率，并且参考波形图进行辅助判断，可以确定这几处存在缺陷；5.4m处不能确定存在缺陷。以同样的分析方法，分析其它剖面，最终综合判定桩身的缺陷情况。另外，应当指出，因为盲区的存在，模型桩中的5.7～6.1m处缺陷未能测出。
5 结束语
在桥梁工程桩基础检测中，超声波检测技术是一种无损检测技术，检测操作便捷，而且设备简单。声波透射检测的穿透能力比较强，因此，在实际检测过程中，能够比较准确地反映出桥梁工程桩基础质量实际情况。在进行声波透射检测过程中，要求检测人员具备扎实的专业知识，对各类检测设备进行合理布局，同时还需要对检测数据进行科学合理的分析，这样才能保证超声波检测的准确性。
参考文献：
[1] 殷金泉.桩基声波透射法检测信号处理研究[D].南昌航空大学，2012.
[2] 王宏波.声波透射法桩基检测应用研究[D].长安大学，2011.
论文作者:李梅良
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签：声波论文; 桩基论文; 超声波论文; 缺陷论文; 过程中论文; 波形论文; 剖面论文; 《基层建设》2018年第4期论文;