钻孔灌注桩的超声波检测技术应用

钻孔灌注桩的超声波检测技术应用

混凝土钻孔灌注桩是基础工程中目前最基本、最普遍的一种深基础，技术成熟，操作简便，设备投入不大。因此，被广泛应用在房屋建筑、高耸结构、铁路及桥梁等各种基础设施建设中。但是，由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程，其质量和内部缺陷，尤其是桩身的完整性及混凝土强度，成为成桩后的质量检测中必不可少的环节。

标签：钻孔灌桩；混凝土；超声波；检测

1 超声检测桩基

1.1 基本原理

混凝土灌注桩声透射法检测的主要工作原理：在桩身中预埋若干根声测管、声测管材质可以是铁管或PVC 管、管内充满水作為声耦合剂。然后将超声脉冲发射器和接收传感器分别置于声测管中同一水平高度。测试中，两个传感器保持同步移动，发射传感器发射超声脉冲通过桩身混凝土到达接收传感器接收。由于超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特性；当混凝土内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波达到该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能力明显降低；如果混凝土中存在松散、蜂窝、孔洞等内部缺陷，声波将产生散射或绕射；依据波的初至时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变等，可以获取测区范围内混凝土的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特性，经过处理分析就能判别内部缺陷的性质、大小及空间位置。

根据桩身完整性的判据，将桩身质量分成4类。

Ⅰ类桩：桩身完整。桩身没有缺陷，波速比较均匀，异常处的波速大于检测桩身平均值，波幅无明显差异。

Ⅱ类桩：桩身有轻微缺陷，但不会影响桩身结构承载力的正常发挥。某一声测剖面个别测点的声速、波幅略小于临界值，但波形基本正常。

Ⅲ类桩：桩身有轻微缺陷，但不会影响桩身结构承载力的正常发挥。某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值小于临界值，PSD 值变大，波形畸变。

Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值明显小于临界值，PSD 值突变，波形严重畸变。

1.2 检测判别

1.2.1 波速判据

1.2.2 波幅判断

1.2.3 PSD 判断

2 结语

（1）采用超声波透射进行灌注桩完整性检测能够准确判断出桩基是否完整，是一种非常直观、可靠的桩基缺陷检测方法。依据透射波的初至时间、波幅能量的衰减程度和波形是否发生畸变可以达到判断桩身的均匀性和完整性的目的。

（2）在现有的超声波检测桩基的评价方法的基础上，运用综合评价方法可以对桩基混凝土质量检测评价，且可以同时考虑多个参数的共同作用，实现对混凝土桩基的准确判断。

（3）从检测过程可以看出，声测管发生倾斜、弯曲会直接影响检测结果，从而影响对桩身质量的判断，采用曲线拟合的方法对发生弯曲的声测管管距需进行修正后方能使用。

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