邵红杰
天津市金艾城建工程检测中心 天津市 300000
摘要：随着我国国民经济的发展和城市化进程的加快，我国对交通运输的需求也与日俱增，近年来我国建设了大量的高等级公路，大型高速公路桥梁结构物也越来越多。而桩基作为桥梁基础的一种重要形式，在很多工程中都有应用。在这类工程中，桩基是桥梁的主要承重结构，它的质量好坏对结构物使用的可靠性、耐久性具有决定性的作用。故桥梁桩基的检测在桩基的质量控制、使用功能保证中起着举足轻重的作用。本文主要分析探讨了超声波法在桥梁桩基检测中的应用情况，以供参阅。
关键词：超声波法；桥梁桩基检测；应用
引言
桩基是各类桥梁最普遍的基础类型，其承载能力强，同时具有较好的抗震性能，可以把桥梁上部结构的受力合理地转移到地基基础中去，提高桥梁的稳定性，有效避免桥梁基础的沉降问题。但是桩基工程施工过程中经常遭受项目地质环境、施工工艺、操作水平和施工管理等多个因素综合干扰，使得桥梁桩基发生缩颈问题、断裂、混凝土离析或者其它夹杂泥沙等现象，削弱了工程桩基的承载力，导致桥梁出现质量、安全问题。所以，一定要注重桥梁桩基无损检测工作，科学准确把握桥梁桩基完整性情况，保证桩基施工质量和桥梁整体构造的安全稳定。
1超声波法进行桩基试验检测的基本原理
采用超声波法进行桩基检测，根据超声波的传播以及接收途径不同，可以分为回波法以及透射法两种形式。回波法主要适用于均匀的介质，例如对于金属等结构的检测。对于主要由非均匀的混凝土以及钢筋等材料组成的桩基，主要是采用透射法进行试验检测。利用透射法检测桥梁桩基的原理为在桥梁桩基工程施工阶段，在混凝土桩基内事先预埋检测管作为超声波法的检测通道，并在检测管内灌注足量的清水作为试验检测的耦合剂，然后将超声波检测设备的超声波发射探头与接收探头置于声测管的两侧，超声波检测设备所发出的超声波脉冲在经过需要检测的桩基后，由接收器接收，进而得到超声波脉冲经过桩基的时间、超声波穿过后的波幅、超声波的主频率、超声波波形以及频谱等一系列的参数。由于超声波在混凝土传播的过程中，超声波的强度会发生散射、吸收或者是扩散衰减，因而可以通过这些参数作为判断分析的依据，对混凝土桩基的施工质量以及存在缺陷的位置进行判断分析，并对桩基混凝土的强度以及均匀性作出最后的评价。
2超声波透射法试验检测具体操作
第一，必须把发射换能装置和对应的接收换能装置在配置扶正器后放在声测管内部，同时保证其可以在声测管中自由的调整位置。第二，改变超声波试验检测装置的现场参数，保证接收信号满足指定程度的信噪比，其波幅可以在对应的显示器中予以人为确认。第三，试验测点的间距不宜大于250mm，一旦在现场检测作业中发生异常故障，必须及时对试验测点完成加密处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第四，发射和接收换能装置必须在相同高度或者是间隔指定的高度完成检测作业，试验操作尽量按照声测管的下端从下到上的顺序进行，在对超声波自身的波幅大小、行声时长度以及接收波的频率大小等数据完成测量时，如果出现其它非正常的波形必须及时完成记录，同时考虑借助部分斜测、平测、适度双向斜测和扇形扫测等形式完成加密检测。第五，如果出现多根声测管的桩基，按照两根声测管作为一组，同时进行分组桩基质量的试验检测。按照声速、声幅以及声时判据可对检测桩作出评估：如果借助不同的判据获取所有测点的判据曲线都符合要求时，那么该测位置的桩身性能合格；如果通过声幅为判据检测出某个测点位置有缺陷但是借助声时以及声速为判据测出该位置没有缺陷的情况时，可评定该位置没有缺陷。引发此类现象的因素是：借助声幅充当判据时，其判据太过苛刻，经常会引发重判问题产生。一般在对桩基所有声测管现场检测完成后，应进行随机的、重复性的检验，抽检样本数量必须保证在桩基试验现场检测数量的10%~20%范围，尽量把声时相对标准差控制在5%区域内，规定波幅的相对标准差控制在10%区域内，如果声时和波幅出现显著异常的问题必须完成重复测试检测，保证桩基检测质量。
3运用超声波法检测桥梁基桩时要注意的相关事项
应注意的是，相关测试方法具有复杂性，所以不能够完全按照理论事实来实现，注意到以下几个事项后，在实验中会减少不必要的误差：（1）地下含水量。在对桩身进行浇筑水泥的这一过程中，若桩身存在漏洞，且这一漏洞的高度低于地下的水位，则有可能形成地下水穿孔。运用超声波检测法进行检测时，不能够避免水位的影响，会将渗入水后的探测值也包括在最终的结果中，大大影响了缺陷的检测结果。（2）桩基龄期。这一因素对于超声波检测的影响也是不容忽视的，可能会对信号以及波形造成影响。规定龄期在14天，最低应满足于7d周期。龄期应满足于标准，若不符合相关标准，会导致在接收信号这一过程中，产生失误，信号微弱接收不到准确的信息，以及波形的画面有缺损。（3）声测管安装。在安装过程中，应保证安装方式是平行安装，如果安装方式未采用平行方法，则会导致检测时的声时值、均方差、离散系数、平均声速结果形成较大的误差，影响最终的测量值。在使用泥浆进行浇灌建筑物时，由于建筑物体积大，不能保证每一个浇筑物被浇筑的外层结构厚度一致，所以探测到的波幅会不一致，浇筑物外层结构较厚的则探测结果会影响全部测量值。
4工程实例分析
被检测桩为K8+940处某桥梁桩基础1号～3号，桩径1.2m。桩底标高-27m，C20混凝土翻浆灌注。b）所示的三角形布置方式，A—B剖面两声测管外壁距离75cm，A—C剖面两声测管外壁距离78cm，B—C剖面两声测管外壁距离80cm。换能器采用压电陶瓷式径向换能器，其长度约20cm，检测所用声波仪为RSMSY5非金属声波仪。通过检测数据的基本分析，对桩的质量进行初步判断，然后结合声时、声速和声幅的不同判断方法进行桩身质量的综合判断。利用声幅作为判据可以看出在桩身的各个剖面均存在一定程度的缺陷，甚至个别测点处的缺陷还较为严重，而利用声时结合声幅作为判据时，可看出，除了在A—B剖面的0m～3.2m左右的区域内存在缺陷外，在其他部分桩身是基本完好的，只是在部分测点处声速偏小，造成这种情况的原因可归咎于检测时混凝土的龄期较短，部分混凝土的强度尚未完全达到一定的强度值。结合声幅、声速和声时判据可对该桩做出如下判断：当利用不同的判据得出各个测点的判据曲线均满足要求时，则在该测点处桩身质量完好；当利用声幅作为判据得出该测点处存在缺陷而利用声时、声速作为判据得出该处不存在缺陷时，可认为该处不存在缺陷。造成这种现象的原因是用声幅作为判据时，判据过于严格，往往会出现重判现象。当用不同的判据进行判断时，若均出现异常情况，则可断定该处存在缺陷。对于缺陷处应进行重复检测、分析和判断。综合以上分析可看出，除在桩顶及A—B剖面的0m～3.2m左右处存在缺陷外，其余部分桩的质量基本完好。根据《规范》要求，该桩可判为二类桩。由现场钻芯取样并分析结果，上述的判断是基本正确的，因而该检测和分析方法是可行的，可以在实际工程中应用推广。
结束语
总而言之，超声波法是能比较良好的反映出基桩缺陷的桥梁基桩检测方法，而且它操作起来也相对比较简单。只要能掌握好超声波法的基本检测原理，同时选择正确的超声波检测方法，就可以正确对桥梁基桩进行检测。
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论文作者:邵红杰
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第18期
论文发表时间:2019/3/25
标签：桩基论文; 超声波论文; 判据论文; 桥梁论文; 缺陷论文; 声速论文; 波幅论文; 《建筑细部》2018年第18期论文;