广州市盛通建设工程质量检测有限公司
【摘 要】随着科学技术的进步，这一领域的理论研究和工程运用都得到了较大的发展。但桩基检测是一项复杂的系统工程，无论在理论上还是实践中，目前都存在很多问题值得进一步探讨和研究，如何快速准确地检测工程桩的质量是目前土木工程界十分关心的问题。
【关键词】桩基检测；声波透射法；运用
声波透射法检测桩基是评价桩基工程是否合格的依据，同时也是对不合格桩进行补强的基础。本文结合工程实例应用声波透射法进行桩基质量检测，通过此实例，说明声波透射法在工程桩检查中的实用性。
一、声波透射法检测原理
混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。对于正常的混凝土，声波的传播速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土中的缺陷时，如松散、空洞、夹泥、严重蜂窝和密实度差等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低，波幅减小，波形畸变，利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，就可分析和判断，确定桩身混凝土缺陷的范围、程度及空间位置，从而推断和评定桩身混凝土质量。
声波透射法的试验装置包括超声检测仪、声波换能器（同时发射及接收）、换能器深度计数器、数据处理计算机等。声测管应焊接或绑扎在钢筋笼内侧埋设到桩底；为便于检测，管口应高出检测工作面100mm以上，管口高度宜一致。声测管管底、管口及接头必须密封，保证声测管畅通，管壁光滑。声测管在桩中位置应等分桩的圆周；声测管之间应保持平行、间距应基本保持均匀。在桩基础完整性检测中，声波透射法的检测范围可覆盖整个桩身的各个断面，无检测盲区，并且不受桩长、桩径及场地的限制，检测快捷方便。这种方法的缺点在于需要在基桩中事先预埋声测管，增加了工程造价，且不能有效检测出扩颈和轻微的缩颈缺陷，以及桩底持力层的情况等。
二、声测管的埋设与要求
声波透射法检测桩基，声测管是径向换能器所用的通道仪器，因此，声测管埋设数量对于桩基的检测剖面数量以及检测精度有着非常大影响。声测管一般都是采用金属制作，其内径比换能器的外径要大15mm，最为常见的是内径为50mm左右的声测管。我国现行《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106）对埋设声测管提出了具体的要求：D≤800mm（D为桩径，下同）时，埋设两个声测管；800mm<D≤1600mm时，埋设三根声测管；D>1600mm时，埋设四根声测管。
声测管在具体的使用中，需要对声测管及其剖面进行编号。这是因为声波透射法检测其本身是作为一类无损检测方法存在的，检测完成以后需进行数据分析和处理。若对所得出的检测数据或者数据结果存在异议，就需要对受检桩复检或验证。通过对声测管的编号，可以使各个不同的检测剖面得以准确的区分，方便进行比较。同时，在桩身存在缺陷的情况下，有编号的声测管能够方便以检测数据为基础对缺陷方位进行准确的判断，从而为验证和桩身补强的处理提供必要的基础。在具体的编号确定方式上是以正北方向作为起点，顺时针的方向编号为A、B、C与D。四根声测管的剖面编号分别为AB、BC、CD、DA、AC与BD，三根管为AB、BC和CA，两根管则为AB。
1、声测管在应用声波透射法时要满足的要求如下：
1.1声测管间应确保平行。声测管通过两根管组合的方式形成检测剖面，以桩长方向为基础存在着多个测点，在进行检测时用桩顶面的两声测管间所确定的边缘距离当作剖面的测距，在进行检测时，检测人员应避免将混凝土质量存在的差别检测当作导致测距变化的声学参数，这种错误会给检测与分析结果带来不利影响。
从影响上来看测距变化和混凝土的质量差距两者之间存在着一定的区别。在声学特征上主要表现在前者所导致的声速可能是变小，也可能会出现声速变大，而后者则只有声速变小。同时，前者对波形所产生的影响相对来说较小，而后者的波形较差，影响很大。声测管其所出现的倾斜与变形仅仅会对声测管所相关检测剖面产生影响，不同剖面之间的声速影响具有互补性的特点，而且产生的波速和波形变化为缓变型；而混凝土缺陷可能到时多个检测剖面的波速和波形发生变化，而且变化较为剧烈。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.2声测管在连接上要满足牢固、密闭与光滑通畅的要求。这些要求指的是声测管在其连接处应有满足要求的强度和刚度，强度和刚度应保证声测管在进行具体的施工时不会因为受力而导致出现弯折与脱落的情况。同时还应满足声测管在进行混凝土的浇筑时不能在进浆或进行检测时出现漏水的情况。除此以外，还应确保声测管的连接方式不会影响管径，从而确保换能器实现自由提升，并确保检测能够进行的顺利。
1.3声测管需要承受包括混凝土浇筑等诸多施工因素而导致的侧压力，因而需要其管壁具有一定的刚度。通过检测结果分析，发现有部分工地之所以存在着声测管不通的原因就是因为进行混凝土浇筑的情况下声测管被挤扁而造成的。
三、龄期要求
最科学可靠的龄期应该是桩身混凝土满28天后应用声波透射法进行检测，但是在实践中由于受工期等诸多客观原因的限制，一般都不会在这个龄期以下进行检测。现行《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106）对受检桩的混凝土强度提出了要求，要求不应低于设计强度的70%，且不应低于15MPa。一般来说，混凝土达到设计强度的70%大约需要15天左右的时间。
但从工程建设的实际情况来看，会出现由于工期或者其它原因而将检测提前的情况。如在施工进程中发现存在着异常情况的桩，就需要将检测时间提前，实践中最短的时间是五天。从检测的要求来看，对于没有达到规范的要求而进行检测的桩，如果在检测过程中发现存在异常情况时，应在达到规定的要求后应进行复测。通常情况下把检测时间提前的原因如下：
1、声波透射法中声波对混凝土所产生的作用力较小，其是作为无损检测方法存在的，该方法在混凝土龄期前不会导致混凝土结构被破坏。
2、运用声波透射法对桩身完整性进行检测时，通过相对比较法对声学参数进行判别，混凝土强度在不同的阶段存在着相关性，但由于内因而导致的缺陷随期间的变化并不大。
某桩在混凝土灌注的4天后检测桩身在12.5～13.7米处，声速小、密实度差，满龄期检测情况不变。
从结果能够进行对比的角度出发，以某地铁高架段柱墩中直径1.8米的桩为基础，对根桩的声速和龄期之间关系的进行研究。从结果来看，声速与龄期间由于受诸多因素的影响，相关性较弱，离散性相对较大，龄期短与单个桩的声速小不是必然联系。
四、现场检测
1、平测普查。步骤如下：
把各声测管注满清水，并保证声测管在检测的过程中均保持满水。把声波换能器放置在声测管内并确保在相同标高。从桩底向上同步提升，声测线间距不应大于100mm。提升过程中，应校核换能器的深度和校正换能器的高差。为了确保测试波形的稳定性，提升速度不宜大于0.5m/s。在同一桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。如果出现异常时，作法是降低移动的步距，作水平加密检测。
2、缺陷密测和斜测
通过对平测普查数据的分析，根据声速、波幅等声学参数的相对变化及实测波形的形态，可以找出可疑测区。对可疑测区，首先进行加密检测，核实可疑测区的异常情况，并确定异常部位的纵向范围，再用斜测法对异常区域做进一步的探测。斜测法就是让发射、接受换能器保持一定的高程差，在声测管内以相同的步长同步提升进行测试。斜测又可以分为单项斜测与交叉斜测。在桩顶或者桩底斜测范围受限制时，扇形检测可以作为一种辅助手段。扇形检测就是将一只换能器固定在某高程不动，另一只换能器逐点移动，测线呈扇形分布。由于扇形检测中各测点测距不等，波速需要换算，且波幅可比性较差，所以并不常用。
结语
采用声波透射法对灌注桩桩身进行完整性检测，具有准确度高、逐点整桩全断面检测的优点，不易漏判缺陷部位，检测结果直观反映了桩身各个部位混凝土的均匀性和存在缺陷的准确位置、缺陷的严重程度等方面的信息，而且检测不受桩长和桩径影响，是检验桩基桩身混凝土质量的一种科学的方法，但工程实际中影响因素众多以期能使声波透射法在桩基检测中得以更好的应用。
参考文献
[1]万凌辉，声波透射法在桩基检测中的应用[J]江西煤炭科技，2010.05
[2]王述红，声波透射法检测大直径灌注桩试验研究[J]东北大学学报，2011.06
论文作者:刘晓斌
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第7期
论文发表时间:2016/8/23
标签：声波论文; 混凝土论文; 声速论文; 桩基论文; 剖面论文; 缺陷论文; 波形论文; 《低碳地产》2015年第7期论文;