（蘇州恒信建設(shè)技術(shù)開發(fā)檢測(cè)有限公司，江蘇 蘇州 215006）

超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究

林 濤

（蘇州恒信建設(shè)技術(shù)開發(fā)檢測(cè)有限公司，江蘇 蘇州 215006）

在當(dāng)今建筑業(yè)飛速發(fā)展的形勢(shì)下，鉆孔灌注樁技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展，其使用也正在變得非常廣泛，然而，因?yàn)殂@孔灌注樁在成樁過程中需要耗費(fèi)許多施工工序，并且很難搞好其質(zhì)量控制工作，因此，非常容易產(chǎn)生事故，這就要求對(duì)于鉆孔灌注樁進(jìn)行完整性檢驗(yàn)。由此看來，進(jìn)行超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究具有非常重要的意義。

超聲法檢測(cè)技術(shù)；鉆孔灌注樁；完整性檢驗(yàn)；應(yīng)用

超聲法檢測(cè)技術(shù)在混凝土質(zhì)量的無破損檢測(cè)工作中的應(yīng)用已經(jīng)有了很長(zhǎng)的歷史，而超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用，則是在最近一些年才開始出現(xiàn)的。超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用只需要簡(jiǎn)單輕便的儀器、具備非常強(qiáng)的抗干擾能力、具備非常高的觀測(cè)準(zhǔn)確度、能夠取得非常直觀準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果、可以在樁身中上下移動(dòng)測(cè)試，與此同時(shí)，能夠準(zhǔn)確地查明樁內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、深度位置、范圍大小、嚴(yán)重程度等，由此看來，超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用存在著眾多的優(yōu)勢(shì)，有必要對(duì)其進(jìn)行深入地推廣應(yīng)用。

1 超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用的基本原理

超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用的基本原理就是在鉆孔灌注樁內(nèi)預(yù)埋縱向聲測(cè)管道，在聲測(cè)管之中放置超聲脈沖發(fā)射和接收探頭，同時(shí)，在聲測(cè)管中裝入清水作為耦合劑，通過儀器發(fā)出周期性的電脈沖，并且借助于發(fā)射探頭發(fā)射，同時(shí)將混凝土穿透，被接收探頭接收之后，轉(zhuǎn)換得到電信號(hào)。應(yīng)用儀器中的測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量得到超聲脈沖穿過樁體需要花費(fèi)的時(shí)間、接收波幅值、接收脈沖主頻率、接收波形及頻譜等一系列的參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，可以利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的判斷軟件來整體判斷和分析接收信號(hào)的各方面的參數(shù)，從而能夠?qū)炷林械膬?nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小、位置進(jìn)行科學(xué)有效的判斷，同時(shí)也能夠得到混凝土總體均勻性和強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2 鉆孔灌注樁超聲法檢測(cè)技術(shù)的主要設(shè)備以及技術(shù)性能要求

在現(xiàn)階段，鉆孔灌注樁超聲法檢測(cè)裝置主要包括以下的兩種：

第一種裝置的主要設(shè)備包括一般超聲檢測(cè)儀、發(fā)射探頭、接收探頭等幾個(gè)部分。探頭在聲測(cè)管內(nèi)部的移動(dòng)是通過人工的方式來實(shí)現(xiàn)的，能夠在讀出數(shù)據(jù)之后將其輸入到計(jì)算機(jī)之中進(jìn)行處理。這種裝置雖然使用起來比較簡(jiǎn)單，但需要二人同時(shí)操作，而且它的檢測(cè)精度受到人為因素影響較大，不同的檢測(cè)人員操作同樣的設(shè)備檢測(cè)同樣的樁，會(huì)存在細(xì)微的誤差。

第二種裝置是全自動(dòng)智能化測(cè)樁專用的檢測(cè)裝置。這種裝置的主要設(shè)備包括超聲發(fā)射及接收裝置、探頭自動(dòng)升降裝置、測(cè)量控制裝置、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等幾個(gè)部分。相對(duì)于第一種裝置，具有全程封閉檢測(cè)的特點(diǎn)，受到人為因素影響小、效率高，一人即可操作。缺點(diǎn)在于設(shè)備成本較高。

鉆孔灌注樁超聲法檢測(cè)裝置的技術(shù)性能必須符合下面的條件：具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線及頻率測(cè)量或頻譜分析功能；聲時(shí)測(cè)量分辯力優(yōu)于或等于0.5μs，聲波幅值測(cè)量相對(duì)誤差小于5%，系統(tǒng)頻帶寬度為1～200kHz，系統(tǒng)最大動(dòng)態(tài)范圍不小于100dB；聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖，電壓幅值為 200～1 000V。

與此同時(shí)，鉆孔灌注樁完整性檢測(cè)所應(yīng)用的換能器的構(gòu)成材料是壓電材料，在現(xiàn)階段，建議選擇柱狀徑向振動(dòng)的換能器，這是由于它在徑向沒有指向性，能夠使兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的聲場(chǎng)實(shí)現(xiàn)覆蓋。它的主要技術(shù)指標(biāo)包括下面的幾點(diǎn)：圓柱狀徑向換能器，沿徑向無指向性；外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作面長(zhǎng)度不大于 150mm；諧振頻率宜為 30～50kHz；水密性滿足 1MPa水壓下不滲水，也就是說，必須確保在100米的范圍之內(nèi)能夠進(jìn)行正常檢測(cè)。

3 鉆孔灌注樁內(nèi)部聲測(cè)管的預(yù)埋

在超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用的過程中，聲測(cè)管是換能器進(jìn)入樁體的關(guān)鍵通道，是灌注樁超聲脈沖檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成成分，由此看來，鉆孔灌注樁內(nèi)部聲測(cè)管的預(yù)埋方式及其在樁的橫截面上的布置方式會(huì)使得檢測(cè)結(jié)果受到非常直接的影響。鑒于此，為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在設(shè)計(jì)鉆孔灌注樁的過程中，必須將聲測(cè)管的布置和埋置方式在圖紙上明顯地標(biāo)注出來，在施工的過程中，必須對(duì)于埋置的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通過這種方式，保證鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)工作正常開展。

在選擇聲測(cè)管的材質(zhì)的過程中，主要要求就是具備較大的透聲率，能夠方便地進(jìn)行安裝，不需要花費(fèi)較多的資金等。在現(xiàn)階段，鋼管、鋼質(zhì)波紋管、塑料管這三種材質(zhì)是經(jīng)常選取的。具體來說，鋼管的主要優(yōu)勢(shì)就是安裝簡(jiǎn)單方便，能夠用電焊焊在鋼筋骨架上，也能夠代替部分鋼筋截面，同時(shí)，在埋置之后也能夠保持其平行度和平直度，然而，選取這種材質(zhì)需要耗費(fèi)較多的資金。相對(duì)來說，鋼質(zhì)波紋管是一種較好的聲測(cè)管材料，存在著管壁薄、省鋼材、抗?jié)B、耐壓、強(qiáng)度高及柔性好等一系列的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)⑵渲苯咏壴阡摻罟羌苌?。另外，塑料管的熱膨脹系?shù)與混凝土相差懸殊，在檢測(cè)的過程中經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致發(fā)生誤判。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文根據(jù)筆者進(jìn)行超聲法檢測(cè)的實(shí)際工作，進(jìn)行了超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究，希望能夠?yàn)閺氖麓隧?xiàng)工作的同仁提供一定的借鑒，推動(dòng)超聲法檢測(cè)技術(shù)在鉆孔灌注樁完整性檢驗(yàn)中的應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，最大限度地提高鉆孔灌注樁的質(zhì)量。

[1]劉秀,賈艷敏.多年凍土地區(qū)鉆孔灌注樁回凍初期承載力的計(jì)算[J].森林工程，2007(03).

[2]袁銅森,向洪,楊春林,胡柏學(xué),戴國(guó)亮.超聲法檢測(cè)灌注樁混凝土強(qiáng)度的應(yīng)用研究[J].公路工程，2009(05).

[3]袁銅森,向洪,楊春林,胡柏學(xué),戴國(guó)亮.超聲法檢測(cè)灌注樁混凝土強(qiáng)度的應(yīng)用研究[J].公路工程，2009(05).

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