摘要：近年来，随着我国各项建设的发展，各种建筑物，尤其一些大型建筑物，采用的基础是隐蔽的桩基础，桩基础的质量问题关系着人民的生命和财产安全。作为桩基检测的常规手段，桩基超声波法检测具有测点准确，数据可信度高等优点，目前在各种建筑的桩基检测中应用范围很广。本文就桩基检测中超声波检测方法的应用进行分析。
关键词：桩基检测；超声波；方法
前言
随着我国基础建设的迅速发展，桩基础已成最常用的基础形式。由于其成桩质量受地质条件、工艺、机械设备、施工人员、管理水平等诸多因素的影响，较易产生质量缺陷，危及主体结构的正常使用与安全，甚至引发工程质量事故。因此如何测定缺陷的位置，并准确地对其进行评价成为基桩质量检测的一个核心问题。
1桩基超声波检测法的原理分析
我国的桩基大多为多相非均匀材料构成，有混凝土、水、空气孔隙等，还可能会存在着疏松、空洞等瑕疵，这些瑕疵都会使得混凝土声阻降低。而声波属于一种弹性波，如果将桩基的混凝土介质看作是一个弹性体，那么声波在混凝土中的传播必然会遵循弹性波的传播规律。将透射法应用于桩基检测的主要原理是，施工阶段时在桩基内事先预埋好检测管，以此作为超声波法检测过程中超声波的检测通道，并且在检测管中充满一定量洁净水来充当检测的耦合剂。当做好这一系列前期准备工作之后，把检测设备的超声波发射探头和接收探头分别放在铺设好的声测管两端，超声波脉冲在经过被检测的桩基之后就会被接收器接收，采集并记录超声波脉冲经过桩基所需时间、超声波穿过被检测桩基之后产生的波幅以及超声波的主频率、波形等后续分析所需要的数据。超声波传播的过程中，其强度会受到混凝土等桩基组成物质的影响，产生散射、被吸收、扩散、衰减，所得到的数据会因此发生一系列的改变，超声波检测法就是以这些数据为依据，对混凝土桩基的施工质量、缺陷位置等开展判断与分析，并作出最终的质量评判。其主要检测声参数主要包括：声时T，也就是混凝土测距间声波传播所需时间；波幅A以及频率F。简单来说，超声波在桩基检测中的应用可以通过下图表示：
2超声波法桩基检测方法
2.1桩基健康状况评定
2.1.1对桩基及其构件裂缝深度进行检测
桩基及其构件出现裂缝主要是受到不合理的设计、不够规范的施工管理、自然灾害等因素影响，使得混凝土结构在施工的时候或者机械运行的过程中已经出现裂缝，这将会直接影响桩基后期耐久性、整体结构的承重能力等。要想对这些裂缝采取行之有效的修补、加固方式，必须在对其裂缝的性质、深度、宽度等全面了解的基础上才能进行，而既不破坏桩基现有混凝土结构，又对其裂缝进行有效检测的首选的方法就是超声波法。超声波法又可详细分为单面平测法、双面斜测法、钻孔对测法等，视桩基及其混凝土部件的裂缝所在部位、裂缝深度等实际情况，选择最为合适的裂缝深度检测方法。例如，当桩基及其混凝土构件裂缝部位只存在一个可测表面并且裂缝深度大约不超过500毫米时，则可以选择单面平测法。在使用单面平测法时还需要将布置测量的点尽可能地避开钢筋，避免测量结果因受到钢筋影响产生误差。
2.2.2对桩基混凝土强度进行检测
对桩基混凝土结构强度进行检测主要是以强度与超声波在混凝土中的传播参数之间的关系为基础，所指的传播参数一般包括声速、衰减系数等。当超声波从桩基混凝土结构中穿过之后，在混凝土的微区就会产生一种拉伸压缩或者是剪切的应力应变的过程。然而，由于混凝土强度检测需要较多的参数，这些参数受到很多因素影响，建立超声波传播与混凝土强度之间的简单关系比较困难。因此，该方式尚在试验中阶段，并未大范围推广使用。
2.2超声波法在桩基质量判断中的应用
其对桩基进行检测的主要内容有桩的尺寸、位置、类型、施工工艺、场地条件、桩身受力强度、变形等多方面，其中最为重要的是桩基强度的检测。桩基质量的好坏直接决定了桩基出现事故的可能性，以及事故发生的频繁程度。在实际工作中可以看到，桩基发生事故的原因可能是在初期地形勘察、施工设计、施工工艺、检测工作中的某个或某几个环节存在着问题，也可能是在完成之后受到周围环境的影响，桩基基础遭到损坏。而超声波法能够在桩基质量检测中发挥重要作用，可分为桩身完整性检测以及桩基承载力的检测两种。
3桩基检测中超声波法的应用技术分析
3.1声测管预埋
运用超声波法对桩基进行检测则必须要先在待检测的桩基内预埋声测管，按照桩基直径的不同可将预埋的声测管数量分为以下两种：如果待检测的桩基直径小于1.5m，则埋设声测管的数量一般为三根；如果待检测的桩基直径大于1.5m，为了方便检测，一般需要埋设四根声测管。除此之外，在声测管的选择上还需考虑其材质是否适宜，最好选择金属管做为声测管。管与管之间进行连接时，选择螺纹连接比较合适，并且需要确保声测管内径要比换能器的外径大1.5cm。声测管捆扎方式与钢筋笼捆扎方式相同为宜，并保证声测管的底部是封闭状态，管口比桩基高大约30cm，在管口处加盖。
3.2超声波检测应用步骤
首先，需要以桩基直径的大小为依据选择出最为合适的换能器及其他仪器设备，并设定仪器参数。需要注意的是，在仪器、参数均已确定并正式开始检测之后，不可对其随意改动。此外，还需确保对同一根桩基进行检测时，发射声波的电压必须保持不变。
其次，把接收和发射两个换能器分别放置在两个声测孔的顶部或者是底部，但是需要保持在同一高度，在等距、同步的情况下保持移动，对声学参数逐一测定和记录，并记录下此时换能器所在位置的深度。在这过程中，需要时常校对核定换能器所在位置的高度，并确保同一个换能器前后测点的间距在250mm以内。另外，在相互对测的过程中，发射和接收两个换能器必须要保持相同的标
高并同步升降，随时进行校对，确保其累计相对高差不超过20mm。
再次，测点之间的距离必须要保持在0.2m至0.5m之间，一旦在检测过程中出现异常响动，则必须在适当的测点采取加密措施。在进行检测的时候，尽可能的由下自上进行，对于不正常的波形应当及时记录，并且通过平测、双向斜侧等方式进行加密测量。如果是有多根声测管的桩基，可以按照两根一组的方式进行分组，以组为单位开展检测。
最后，在检测完成之后，还需要对桩基进行随机抽检。抽检量必须保持在桩基试验检测量的10%至20%之间，声时相对标准差和波幅相对标准差要分别控制在5%、10%的范围之内。
4超声波法在桩基检测中检测数据分析方法
在得到一系列的检测数据之后，需要对这些数据进行科学、严谨的分析，主要需分析的数据有以下几种：
4.1对声速值进行判断
声速的计算主要以超声脉冲穿过混凝土首先到达所需要的时间为依据。当桩基混凝土介质均匀，没有质量问题或者内部缺陷的话，则两声测管会是基本平行的，各个截面所测得的声时值会基本一致。反之，如果存在着缺陷，由于缺陷内存在着空气、水等其他物质，测出的声速会远远低于同样条件下，介质均匀完好无损的混凝土桩基所测得的声速，并且超声波通过的时间会显著增加。简而言之，声速的变化具有很强的规律性，声速值能够在很大程度上反映桩基混凝土的质量良好与否，并且判断出是否存在缺陷。而在实际应用的过程中，需要一个声速是否异常的判断点，通常称之为临界点。
4.2对桩基混凝土完整性进行判断
要想准确地进行完整性判断，必须将临界值、声速、波幅衰减临界值等几项指标综合起来进行判定。按照声测管的不同，可以将判断结果分为以下几类：
5结语
总而言之，桩基工程作为隐蔽工程，发现问题难，事故处理难，因此桩基础工程的试验和检测显得尤为重要。超声波法作为一种基桩桩身质量检测手段，可以准确发现基桩缺陷位置以及缺陷范围，对桩基进行综合综合评定。因此有关技术人员应不断加强理论知识的学习，从而将超声波法更好地运用到桩基检测中。
参考文献：
[1]刘德贵，姚勇，王宁．超声波透视法在桩基检测中的应用[J]．路基工程，2009（02）
[2]刘庆生．浅论超声波法检测基桩时声测管的质量控制[J]．华东公路，2010（1）
论文作者:马青青1 张爱静2
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月上
论文发表时间:2016/8/18
标签：桩基论文; 超声波论文; 混凝土论文; 声速论文; 裂缝论文; 声波论文; 缺陷论文; 《建筑建材装饰》2015年8月上论文;