桩基检测中声波透射法检测的应用

桩基检测中声波透射法检测的应用
摘要：现阶段，随着我国经济的不断发展，大型建设项目逐渐增多，对桩基的
设计加工质量和无损检测技术要求越来越高。

数以百万计的桩基量级，加上桩基
混凝土结构复杂，一般的检测技术难以满足施工方的技术需要。

因此，声波透射
法检测逐渐成为桩基无损检测技术中最主要的检测手段。

下面笔者就对此展开探讨。

关键词：桩基检测；声波透射法检测；应用；
超声波是一种高频波，方向性强，可以在介质中直线前进。

但超声波同样具备波的特性，在
传播过程中遇到断面会发生波的反射、折射和散射等现象。

因此，当桩基中出现损伤、变形、中空等介质不均匀情况时，在介质缺陷交界面上，超声波会发生反射、绕射、折射现象，进
而可以通过仪器进行辨别。

桩基检测的环节同样需要考虑环境因素的影响，土质环境的差异，也会造成检测结果的不一致。

传播路径不同，声学参数也不同，从而可以根据超声在混凝土
中的速度、振幅、PSD值等参数变化来判断。

当声学参数超过某临界值时，可以认为其存在
缺陷，进而对桩基质量进行判断。

但在检测过程中，也会遇到不同判据得到结果互相矛盾的
情况，此时就需要新的判据来对缺陷情况进行辨别。

本文在传统判据的基础上，引入数学概
率模型，对有争议的缺陷进行辅助辨别，提高缺陷鉴别的准确度，对于重大建筑工程的可靠
性和安全性来说具有重要的意义。

1 声波透射法的概述
1.1 基本概念与检测原理
超声波有着较强的透射能力，在利用超声波进行桥梁桩基的检测时，如果桥梁桩基工程
存在缺陷，超声波透射过程中波幅、时间以及频率、波形等重要参数将会出现明显的变化。

检测人员通过上述参数的变化情况，就能对桩基混凝土可能存在的缺陷与问题作出判断。

具
体检测过程中，首先需要在检测通道中进行声测管的预埋。

之后，要对声测管进行严格的清洗，清洗结束后需要在声测管内灌注一定量的清水介质，以起到耦合剂的作用。

需要注意的是，清水灌注期间不能出现外漏的问题。

上述工作结束之后，需要启动超声波发射装置，并
且借助发射探头和接收探头，对桩基两侧的超声波信号进行同时的发射与接收。

检测工作结
束之后，工作人员通过对频率、波形等参数进行综合分析，就能准确掌握桥梁桩身混凝土相
关缺陷的性质、位置等信息。

比如，如果待测的桥梁桩基混凝土存在着断层、离析等问题，
超声波在传递期间将会出现阻抗值明显减少的现象，同时超声波的传播速度也会降低。

这种
情况下，接收探头所接收的超声波频率、声时值等参数将出现异常，检测人员通过数据的分析，就可判别桩基混凝土存在的缺陷。

图1为声波透射法检测示意图。

图1 声波透射法检测
1.2 优缺点分析
一方面，利用声波透射法进行桥梁桩基的检测有着强大的优势。

比如，应用该技术可以
对大型桩基（桩径在0.8m以上）的完整性作出精确的检测，检测期间不受桩长、桩径等因
素的限制。

同时，即使待测桩基的桩身中存在着多个问题与缺陷，也不会对检测工作造成影响，并且能够全面测出桩基内部的各个缺陷。

该方法应用期间，还能准确定位出桩基缺陷的
位置、性质，并且可以对缺陷的严重程度检测。

另一方面，声波透射法也存在着一定的缺陷。

比如，检测过程中需要进行声测管的预埋，因此增加了检测工作的成本，并且会给施工工作
带来相关的麻烦。

此外，声测管的预埋效果将对检测结果产生影响。

因此，声波透射法应用
期间，要对声测管的预埋质量进行严格的控制，避免堵管等问题的发生。

另外，检测期间会
形成大量的数据，因此后期数据处理的工作量相对较大。

相对应变反射波法等检测技术而言，声波透射法的操作简单、方便，检测数据更加精确、可靠。

2 桩基检测中声波透射法检测步骤与检测数据判定
2.1 现场检测步骤
利用换能器准确地放置2根声测管，并在其中布置测点，保证其可以升降同步，记录并
显示曲线信号，同时可以准确读出声波时间和其他数据，并显示主频率值。

同时使用2个声
学测量管作为检测配置文件，对多根声测管进行组合，以便对其进行全面测试。

如果某测量
点存在质量问题，可以通过加密测试等方法对其进行缺陷测试，确定缺陷的位置和面积。

需
要注意的是，对同一桩基上进行测试时，相关仪器等参数应保持不变。

为了准确发现桩基混
凝土结构病害，避免由于混凝土结构强度较低而影响测试结果，要求在混凝土结构强度达到
设计要求的70%以上，并且强度达到15MPa后，再对桩基进行检测。

2.2 检测数据分析与判定
如果桩基中没有缺陷，则其声学参数和波形不会发生异常；如果存在一些缺陷，则声学
参数将出现异常，并且波形将发生一定的变化；如果桩基中出现蜂窝状等现象，则其传声时
间会大大增加，同时振幅也会减小；如果桩基中存在夹层现象，声波的传播时间会迅速增加，波幅减小，波形呈现出直线线型。

3 桩基检测中声波透射法检测技术实践
某小高层项目，总计13层，高度为39米，附属楼为2层。

该建筑采用灌注桩基础，共104根。

主建筑桩长在24~28m。

根据地质勘查报告表明，建筑桩基工程所处的地质环境相对复杂，地下水位较高，对于桩基的施工质量有着严格的要求。

另外，靠近山坡地区分布着较
厚的粉土层、淤泥质粘土层。

经过综合分析之后，桩基础决定使用摩擦型钻孔灌注桩，工程
中桩基的长度主要在 5.4~25 m 之间。

检测期间，对于现场大直径、超长的桩基，主要借助声
波透射法对其施工质量进行检测。

3.1 对声测管进行埋设
首先按照声波透射法的相关要求，在桩基中预埋声测管，每根桩都埋设Q、W、E3根声
测管，并摆成等边三角形，并通过高压注浆进行加固。

加固完成后，可以使用声波法进行重
新检测，主要是检测有异常的部分。

重新测试后，如果发现质量问题得到解决，且幅值没有
明显降低，则可以判断为Ⅱ类桩基，可以满足要求，该项目可以正常使用。

3.2 第一次实施检测
按照声波透射法的相应操作规定、步骤、要求和方法，分别对本文中提及的18根桩基
进行检测，得到以下结果：1根桩存在明显的波形变化，波幅降低幅度较明显，通过加密测
试后，获知这个有问题的桩基存在明显的质量缺陷，为Ⅲ类桩，不能在工程施工中使用；其
余桩体的检测波形正常，无质量缺陷，经测定，为I类和II类桩基。

3.3 补强与第二次检测
为了对该桩基的问题进行处理，可以对其进行补强施工，补强措施做完后，应该声波透
射法对桩基进行第二次检测，这次检测，以发生异常的部位为主要检测项目。

通过二次检测，
如果检测结果符合标准，剖面的声时、声速都正常了，波幅也没有明显的减小，则可以判定
其为Ⅱ类桩基，这样就符合建筑工程质量需要。

结束语：
桩基是整个建筑工程项目的基础部分，对建筑物的整体质量和人们的生命财产安全有直
接影响。

声波透射法是目前建筑工程桩基质量检测的主要技术，并在实际应用中日渐成熟，
得到了广泛的应用。

在桩基质量检测过程中，应严格按照每个操作步骤的要求进行，从而保
证检测结果的精准性和科学性。

利用声波透射法进行桩基检测，能够确保检测结果的精准、
可靠、科学，提高桩基质量检测的工作效率。

参考文献：
[1]高德强，刘育先.声波透射法与钻芯法两种桩基检测方法的对比[J].广东土木与建筑，2019（03）：161-162.
[2]郝晓建，李建设，柳晓东.声波透射法在海湾桥建设中的应用[J].辽宁交通科技，2019（06）：156-158.
[3]朱云龙，杨永亮.超声波透射法在桩基完整性检测中的应用[J].江西建材，2019（03）：136-138.。