声波透射法在桩基检测中的应用探析

声波透射法在桩基检测中的应用探析
摘要：城镇化进程的加快，建筑工程的增多，社会对建筑工程质量的要求也在
提高。

桩基施工是关系到建设工程整体质量的重要施工环节，而当今建筑工程伴
随无损检测技术的应用与推广，为保证桩基施工质量奠定了坚实的基础。

而作为
无损检测技术中应用最为广泛的声波透射法，为工程建设环节中确保桩基质量提
供了前提条件。

因此，为使我国建设工程质量得到有效保障，对声波透射法在桩
基检测中的应用进行探析显得尤为重要。

本文就声波透射法在桩基检测中的应用
展开探讨。

关键词：声波透射法；桩基质量检测；工程应用
引言
桩基检测主要包括桩身完整性的检测及桩基承载力的检测。

其中桩基主要起
到承载力的大小的作用，并对其上部荷载加以承受与传递。

对桩基进行质量检测，主要目的在于对其中存在的可能对桩基承载力的缺陷加以找出，从而保证桩基的
耐久性，将安全隐患加以极大程度的减小。

当前主要采用声波透射法对桩基质量
进行检测，这一检测手段的优势在于信息量丰富、具有较广的覆盖范围，操作简单，桩长与桩身不会对其应用产生限制等。

1声波透射法在桩基质量检测中的原理分析
声波透射法的原理主要是通过在桩的一侧发射探头把电能迅速转化成声波等
机械能，利用探头发出的超声波可穿透混凝土桩的性质，在混凝土桩的另一侧，
用接收探头接收超声波并将超声波还原处理成电信号同时做放大处理到可在示波
器上清晰显示的程度，数码显示器可清晰显示声波的历时并将打印数值。

结合所
探测的混凝土厚度、发射与接收探头的距离及超声波脉冲发出与到达时间，可以
计算得到超声波在混凝土桩内的传播声速。

利用计算得到的超声波声速可以对桩
身混凝土的质量进行直接判断，得到的超声波波速越大说明混凝土越密实；声速
越小则说明混凝土越松散，或是声波脉冲传输路径中存在缺陷，如孔洞、裂缝、
离析等。

通过这一方式能够对桩身混凝土的完整性与质量加以较好的检验。

声波
透射法检验桩身质量的主要内容是将测管预埋在桩身中并将测管的下端口密封。

利用声波投射法进行测试时，首先把耦合剂（通常采用水或机油）灌入管内并充满，随后将声波发生探头和声波接收探头分别放置在预测管内不同高度，保持一
定的高度差。

测试中保持2个探头同时下降或上升。

测试可以选择自动法或者手
动法，若选择自动法，则需要将声波探头沿桩长提升或下降1次；如果选择手动法，则需要在探头提升一定距离后进行1次检测，以取得波速沿桩长的变化曲线。

在正常混凝土桩中声波的传播速度是：3200~4000m/s，如果传播过程中遇到的混
凝土存在一些缺陷，那么声波就会出现衰减的情况，有些声波会跳过缺陷传播，
这就在一定程度上延长了传播时间，使波速减小，这种情况可称之为漫射现象。

如果传播过程中遇有空洞的空气界面，就会出现反射和散射，这会减小声波传播
的波幅。

导致混凝土无法连续的这些缺陷最终导致声波的传播路径复杂化，波形
畸变。

因此，超声波在存在孔洞、裂缝等缺陷的混凝土中传播时，则超声波波幅
会较正常波幅大幅减小，声时会加大，波形发生畸变情况。

2声波透射法在桩基检测中具体应用分析
2.1具体测试方法
声波透射法在桩基检测中的具体应用，首先，进行大范围的粗测量，工作人
员将两探头同时放在相同的深度层面上，以此调整仪器，仪器屏幕上出现正常波
形，则开始调整增减倍数，保证仪器所接收波首波幅值大于极限值。

其次，在初
次桩基数据之后，需要借助使用相应的桩基数据处理软件进行处理，有效抛除数
据处理中存在的人为、机器等导致数据存在不合理的问题。

然后，选择经验丰富
的桩基检测工作人员对桩基数据进行评估分析，并且判定桩基是否完整，得出相
应的结论，如果在评估判读过程中，发现存在异常问题，则再次对异常部位进行
检测。

而在以上工作完成后，工作人员需要再次对桩基完整性进行细测。

首先，
根据桩径的长度，选择合理的、配套的探讨。

一般而言，当前在桩身检测中，如
果桩径在1.0到1.2m的范围内，那么则选择频率大于40kHz的探头，且探测点的设置一般在5cm、10cm左右最为合适。

其次，进行加密斜测工作时，工作人员
在保证整个声波信号接受强度足够大的情景下，结合检测需求，保证波幅满足正
常的测试需求，在这一测试过程中错位高度越大的情景下，缺陷范围确定更加准确。

在以上两个检测工作中，工作人员调整收发换能器连线水平角保持在30°到40°范围内，以此在混凝土质量检测过程中，工作人员在参数相同情景下，进行有效比较判断，以此判断桩基本身存在的缺陷。

整体上而言，检测工作进行过程中，工作人员必须确定固定发射电压、固定衰减、固定换能器的位置，以此进行一系
列的检测工作。

2.2声波透射检测桩基质量数据处理
首先，关于声波透射检测桩基质量处理中的声速分析。

由于声速大小与介质
密度关系密切，而桩基为了保证自身质量，在建设时不仅要保证混凝土所使用的
材料属于同一种型号，且对建筑材料配比要求也较为严格，使得声波在桩基内并
不会受到混凝土介质较大的影响，因此声速在桩基内部并不会出现较大波动。

可见，针对桩基质量单纯采用声波声速变动进行分析，并无法得出科学有效的结论，只能作为参考指标合理应用。

其次，关于声波透射检测桩基质量处理中的波幅分析。

对桩基质量进行检测时，接收波首波波幅变化情况是分析混凝土桩基质量的
主要依据，同声速相比波幅在混凝土内运动过程所表现出来的变动更为明显，而
接收数据稳定性相较于声速来讲要稍差一些。

这是因为获取波幅数据需要保证接
收仪器质量和耦合状态良好以及测量桩长在既定范围等多种客观因素均保持在良
性运行范畴，一旦有些因素出现质量偏差将直接影响波幅接收结果，并影响桩基
质量判定正确性。

分析波幅是否可以正常反映混凝土桩基质量的依据为，当波幅
变化与桩基内部结构分布吻合则表明波幅信息科学合理，可以正确反映混凝土质量。

虽然，在使用声波透射检测法对桩基质量进行检测时，波幅对混凝土质量反
映较为敏感，但是总结桩基质量情况时，仍应结合多种声学指标、数据变化来进
行综合分析，确保桩基质量符合工程实际需求。

最后，关于声波透射检测桩基质
量处理中主频判据的分析。

当声波作用在桩基内时，会出现一系列的反射与折射
现象，使得声波在运动过程中接收主频会出现漂移而产生衰减现象，而主频衰减
程度与桩基内部质量有直接关系，因此主频衰减现象可成为混凝土质量分析的主
要依据及评价标准，即声波主频衰减越明显，则混凝土质量越差。

此外，鉴于主
频数据相较于波幅数据获取来讲稳定性稍差，因此在对桩基进行质量检测时主频
数据可作为波幅变动分析的主要依据，而不能独立成为质量分析凭据。

结语
在我国建筑行业中声波透射法属于桩基检测中最为普遍的检测手段，对于这
项技术的应用，相关人员必须细致分析、全面了解、准确使用，从而将这一技术
在桩基质量检测中的作用加以全面发挥，取得较为理想的效果。

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