工程基桩检测声波透射法浅析

摘要：随着"新基建"概念的提出，我国建设工程又迈向了一个新的发展阶段，工程项目产品生产建设中逐渐增强了各环节的工程质量检测。桩基作为一项隐蔽工程，具有工序复杂、难度大、不确定因素多的特征，施工过程中容易出现安全隐患，因此桩基检测工作十分关键.基于此，本文就超声波透射法的实际应用概述出发，阐述超声波透射法在桩基检测中的应用，包括桩基内跨孔透射法、单孔透射法、桩基桩外孔透射法，以供参考。

关键词：跨孔透射法;单孔透射法;桩基桩外孔透射

引言

声波及超声波测试技术是近年来发展非常迅速的一项新技术。它的基本原理是用人工方法在混凝上介质中激发一定频率的弹性波，该弹性波在介质中传播时，遇到混凝土介质缺陷会发生反射、透射、绕射，由接收换能器接收的波形，对波的到时、波幅、频率及波形特征进行分析，就能判断混凝土桩的完整性及缺陷的性质、位置、范围及缺陷程度。声波透射法以其鲜明的技术特点成为目前混凝土灌注桩（尤其是大直径灌注桩）完整性检测的重要手段，在工业与民用建筑、水利电力、铁路、公路和港口等工程建设的多个领域得到了广泛应用。

1、检测原理：

声波透射法的基本工作原理：在被测桩内预埋若干根竖向相互平行的声测管做为检测通道，将发射换能器与接收换能器置分于声测管中，管中注满水作为介质。由仪器中发射系统发出一系列的电脉冲，加在发射换能器的压电体上，转换为脉冲声波，声波在桩身砼中传播后到达另一个声测管，并被安置其中的接收换能器所接收，再转换成电信号。仪器中的数字信号采集系统（A/D）将声信号转换成离散化的数字信号送到显示系统。由人工（或自动）判读出超声波穿过砼的声时、接收首波的波幅等参数。

超声波信号在砼的传播过程中因发生绕射、折射、多次反射及不同的吸收衰减，使信号在砼中传播的时间、振动幅度、波形及主频等发生变化，这样接收信号就携带了有关传播介质（即被测桩身砼）的密实、缺陷情况、完整程度等信息。由仪器计算机的数据处理与判断分析软件对接收信号的各种声学参数进行综合分析，即可对桩身砼的完整性、内部缺陷性质、位置以及砼总体均匀性等级等做出判断，完成检测工作。

2、检测技术

2.1声波透射法检测混凝上灌注桩的几种方式

按照声波换能器通道在桩体中不同的布置方式，声波透射法检测混凝土灌注桩可分为三种方式：桩内跨孔透射法、桩内单孔透射法和桩外孔透射法。

1.桩内跨孔透射法

在桩内预理两根或两根以上的声测管，把发射、接收换能器分别置于两管道中。检测时声波由发射换能器出发穿透两管间混凝土后被接收换能器接收，实际有效检测范围为声波脉冲从发射换能器到接收换能器所扫过的面积。根据两换能器高程的变化又可分为平测、斜测、扇形扫测等方式。当采用钻芯法检测大直径灌注桩桩身完整性时，可能有两个以上的钻芯孔。如果我们需要进一步了解两钻孔之间的桩身混凝土质量，也可以将钻芯孔作为发、收换能器通道进行跨孔透射法检测。

2.桩内单孔透射法

在某些特殊情况下只有一个孔道可供检测使用，例如钻孔取芯后，我們需进一步了解芯祥周围混凝土质量，作为钻芯检测的补充手段，这时可采用单孔检测法，此时，换能器放置于一个孔中，换能器间用隔声材料隔离（或采用专用的一发双收换能器）。声波从发射换能器出发经耦合水进人孔壁混凝土表层，并沿混凝土表层滑行一段期间后。再经期合水分别到达两个接收换能器上.从而测出声波沿孔璧混凝士传播时的各项声学参数。

单孔透射法检测时，由于声传播路径较跨孔法复杂得多，须采用信号分析技术，当孔道中有钢质套管时，由于钢管影响声波在孔壁混凝上中的统行，故不能来用此方法。单孔检测时，有效检测范围般认为是一个波长左右（8～1cm）.

3.桩外孔透射法

当桩的上部结构已施工或桩内没有换能器通道时，可在桩外紧贴桩边的土层中钻一个孔作为检测通道，由于声波在土中衰减很快，因此桩外孔应尽量靠近桩身。检测时在桩顶面放置一发射功率较大的平面换能器，接收换能器从桩外孔中自上而下慢慢放下，声波沿桩身混凝土向下传播，并穿过桩与孔之间的土层，通过孔中耦合水进入接收换能器，逐点测出透射声波的声学参数。当遇到断桃或夹层时，该处以下各点声时明显增大，波幅急剧下降，以此为判断依据。这种方法受仪器发射功率的限制。可测桩长十分有限，且只能判断夹层、断桩、缩径等缺陷，另外灌注桩桩身剖面几何形状往往不规则，给测试和分析带来困难。

上述三种方法中，桩内跨孔透射法是一种较成熟可靠的方法，是声波透射法检测灌注桩混凝土质量最主要的形式，另外两种方式在检测过程的实施、数据的分析和判断上均存在不少困难，检测方法的实用性、检测结果的可靠性均较低。

但应注意，当桩径小于0. 6m时，声测管的耦合误差使声时测试的相对误差增大，因此桩径小于0. 6m时应慎用本方法。同时当出现下列情况之时，也不得采用声波透射法对整桩的桩身完整性进行评定：

（1）声测管未沿桩身通长配置;

（2）声测管堵塞导致检测数据不全;

（3）声测管埋设数量不符合规范要求的情况。

结束语

准确高效的基桩检测不仅能更好的控制工程质量，同时也使工程的安全性、可靠性、耐久性大大提高，为工程建设节约成本，基桩的缺陷呈现复杂多样位置难以确定，单一的检测方法不能准确的确定缺陷的程度，所以结合多种检测方法，检测手段能够更高效准确的确定基桩质量，同时应综合考虑各种方面的影响，在实践中积累经验，提高水平，才能够确保检测结果精准、可靠、科学，提高桩基质量的检测效率。

参考文献

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[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.

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作者简介：胡科（1994，03，10），男，汉族，湖北孝感人，本科，单位：武汉新业人力资源服务有限公司，研究方向：工程检测，单位所在的省市：湖北省武汉市，邮编：430063。