摘要：随着桥梁建设的发展，桥梁桩基的检测也受到了广泛的重视，其中的超声波检测法是目前常用的检测方法，我们应该要掌握超声波对桥梁桩基检测的基本原理，正确运用超声波检测的方法，在此基础上进行数据的分析和处理，并要注意一些问题，让超声波法的应用更加准确。
关键词：超声波；桥梁桩基；检测；
1．概 述
桩基是结构物的主要承重部分，其质量直接关系到结构物使用的安全性及长久性，因此，其质量检测显得尤为重要。目前，桩基检测手段较多，超声波透射法是主要检测方法之一。
声波透射法是利用声波的透射原理，对桩身混凝土介质状况进行检测，适用于已经预埋了两根或两根以上声测管的基桩。通过在预埋声测管之间发射、接收声波，得到实测声波在混凝土介质中传播的声时、波幅和频率等声学参数的相对变化，从而判断桩身完整性的一种检测方法。
2．超声波检测技术工作原理
超声波检测技术工作原理：通过超声脉冲发射源，向混凝土内部发射高频弹性脉冲波，利用高精度接收系统，对脉冲波在混凝土内部传播过程中的波动特性进行记录；在混凝土内如存在不连续或破损界面时，这些缺陷面会对脉冲波形成波阻抗界面，在脉冲波到达阻抗界面时，会出现波反射及投射现象，从而使接收到的透射波能量下降；在混凝土中如存在孔洞、蜂窝等严重质量缺陷时，脉冲波会出现绕射及散射现象；根据波发射时间及到达时间，脉冲波能量衰减特征、波频变化与波形变化程度等特征，可以获得被测混凝土内密实度参数；通过记录不同高度、不同侧面的超声波测量特征，在数据处理后，便可以对混凝土中存在的质量缺陷的大小、空间位置及性质进行判断，最终对桩基础整体质量作出评估。
3。超声波检测方法
3.1超声波检测方法
按照发射与接收换能器相对高程，可以将超声波检测技术的检测方法分为三种，包括平测法、斜测法、扇形扫测法，在实践中，平测法与斜测法应用较为广泛。
3.2超声波检测准备工作
在进行超声波检测之前，需要做好准备工作：调查并收集桩基资料，如桩基尺寸、标高、成桩工艺、地质资料、设计参数、混凝土参数等信息；制定超声波检测方案，在桩基预埋声测管数量的基础上，确定检测剖面的数量，并进行编号；其他准备，如超声波设备、仪器等校准工作。
3.3超声波现场检测
超声波技术现场检测技术：于桩顶对相应声测管外壁间净距离进行测量；检查声测管通畅状况；向管内灌满清水；通过深度标志，将超声波发射与接收换能器放置于声测管测点位置；将超声波发射与接收换能器保持固定高差进行同步升降，测量间距应控制在250mm范围内；做到实时显示并记录接收信号的时程曲线，实时读取波峰值及周期值，并显示频谱曲线；对于桩身容易出现质量缺陷的位置，进行复测。
4。超声透射法在桥梁桩基检测中接收数据的分析
4.1基于声速的数据分析。我们要设置一个判定缺陷的标准V0，即用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差的关系，来判断我们所测定的位置是否有缺陷。如果在测定某侧测点时，Vi≤V0，那么就说明这一处是存在缺陷的。
4.2基于波幅的数据分析。通过长期以来的试验研究，在众多的声学参数中，波幅是最能反映桩基质量的参数，是最具有代表的参数。波幅异常判断也是设定一个标准Am，即波幅平均值，根据这一临界值就能够判断桩身有无缺陷以及缺陷的程度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当某测点的波幅值Api3、PSD判据。PSD（power spectral density 每赫兹的瓦特数 功率谱密度）判据突出对声时的变化，对缺陷的敏感度，减小了因声测管不平行造成的测量误差对分析的影响。对于由声速和波幅确定的异常区，可以结合PSD曲线分析，采用斜率法作为辅助异常判据，当PSD在某测点附近出现明显变化时，应将其作为可疑缺陷区。
5.通过对于超声波透射法在桥梁桩基检测中的原理及数据分析，浅析相关注意事项。
5.1确定一般的分析步骤。首先以波速值进行概率统计法统计判断，得到低于临界值的异常点位置和深度，再分析振幅大小的变化，将上述两者都偏低的测点定位为异常部位；再进一步进行细测和斜测，确定缺陷的范围和大小；最后，根据施工情况综合判定缺陷的种类和性质，判定桩身完整性类别。
5.2超声波透射法检测对桩基龄期的要求。原则上应满足28天，但有时根据工期紧的情况下，可适当缩短时间至14天，最短不得低于7天，且混凝土强度不小于15MPa。因为如果桩基龄期不符合要求，它可能会对信号以及超声波的波形造成影响，信号的传递可能就会发生变化，甚至造成信号减弱从而导致接收信息错误，波形缺失，无法得到准确的图像，对后期的分析产生重大影响。
5.3超声波透射法对声测管的要求。考虑到混凝土的水化热作用及施工过程中外力作用较大，容易使声测管变形、断裂，影响换能器上下运行的畅通，以选用强度较高的内径50-60mm的金属管为宜；声测管是在混凝土施工之前埋入的，下端封闭、上端加盖、管内无异物，它的放置必须是平行安装，固定稳定，防止浇筑时移位，如果未形成平行势必导致声测管之间的距离产生变化，从而导致检测时的声时值、声速值产生较大误差，对最终的分析相关均方差、离散系数、平均声速结果形成连锁误差，影响最终的测量值；声测管的埋设数量与桩径大小有关，桩径D≤800mm埋设两根，800mm2000mm不少于4根。
6．超声波法在桥梁桩基检测中应用的注意事项
6.1地质含水量
如果桩身在浇筑过程中产生了空洞且空洞位置在地下水位之下时，地下水便会进行孔洞。因为，在运用超声波进行检测时，超声波穿射中会穿射地下水，这样会大大影响到桩基缺陷检测的准确率
6.2声测管的布局
在运用超声波进行桩基检测时，声测管的布局主要包括三种方式：对于桩身的直径小于一米时，声测管的布局可以在桩身内采用椭圆形即两端安装的布局，这样可以检测出桩基的缺陷；对于桩身的直径等于或者大于一米时，在桩基内，声测管的分布可以采用三角形分布，有三个端点，这样检测的准确率会大大提高；当一些桩基的直径过大时，桩身内声测管的分布要采用四边形的分布，要有四个端点，这样覆盖率更大，更有利于信号的接收，提高检测率。因此，对待不同的桩基类型要有不同的声测管布局，这样才能做到节省投入和提高准确率的统一。
6.3桩基的期龄
对超声波检测时的信号以及波形影响较大的还有桩基的期龄，按照理论上的要求，桩基的期龄必须达到十四天再进行检测，及时做到时间紧迫，不能达到十四天，最低也要有一周的时间，如果不按照这个规范操作的话，时间过短，这会影响到超声波检测时的信号以及波形，会导致信号过弱，波形衰减，影响检测结果。
结语
超声波的检测方法可以较好的反应桩身的缺陷，准确率较高，而且操作较为简单，这都让超声波检测法广泛的在桥梁桩基的检测中得到应用。我们在进行超声波检测时一定要掌握其工作原理，正确运用超声波检测技术的方法，在此基础上对数据进行分析和处理。但是不可忽视的是在超声波检测方法的运用时还要考虑一些注意事项，提高超声波检测的准确率。
参考文献：
[1]毛俭.超声波法在桥梁桩基检测中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（21）.
论文作者:赵云
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/23
标签：超声波论文; 桩基论文; 缺陷论文; 混凝土论文; 波幅论文; 声速论文; 波形论文; 《基层建设》2018年第18期论文;