鉆孔灌注樁的超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用

何鵬哲 張愛平

摘要：混凝土鉆孔灌注樁是基礎(chǔ)工程中目前最基本、最普遍的一種深基礎(chǔ)，技術(shù)成熟，操作簡便，設(shè)備投入不大。因此，被廣泛應(yīng)用在房屋建筑、高聳結(jié)構(gòu)、鐵路及橋梁等各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。但是，由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，其質(zhì)量和內(nèi)部缺陷，尤其是樁身的完整性及混凝土強度，成為成樁后的質(zhì)量檢測中必不可少的環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌樁； 混凝土； 超聲波； 檢測

1 超聲檢測樁基

1.1 基本原理

混凝土灌注樁聲透射法檢測的主要工作原理： 在樁身中預(yù)埋若干根聲測管、聲測管材質(zhì)可以是鐵管或 PVC 管、管內(nèi)充滿水作為聲耦合劑。然后將超聲脈沖發(fā)射器和接收傳感器分別置于聲測管中同一水平高度。測試中，兩個傳感器保持同步移動，發(fā)射傳感器發(fā)射超聲脈沖通過樁身混凝土到達(dá)接收傳感器接收。由于超聲脈沖發(fā)射源在混凝土內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波，并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過程中表現(xiàn)的波動特性； 當(dāng)混凝土內(nèi)存在不連續(xù)或破損界面時，缺陷面形成波阻抗界面，波達(dá)到該界面時，產(chǎn)生波的透射和反射，使接收到的透射波能力明顯降低； 如果混凝土中存在松散、蜂窩、孔洞等內(nèi)部缺陷，聲波將產(chǎn)生散射或繞射； 依據(jù)波的初至?xí)r間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變等，可以獲取測區(qū)范圍內(nèi)混凝土的密實度參數(shù)。測試記錄不同側(cè)面、不同高度上的超聲波動特性，經(jīng)過處理分析就能判別內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。

根據(jù)樁身完整性的判據(jù)，將樁身質(zhì)量分成 4類。

Ⅰ類樁： 樁身完整。樁身沒有缺陷，波速比較均勻，異常處的波速大于檢測樁身平均值，波幅無明顯差異。

Ⅱ類樁： 樁身有輕微缺陷，但不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮。某一聲測剖面?zhèn)€別測點的聲速、波幅略小于臨界值，但波形基本正常。

Ⅲ類樁： 樁身有輕微缺陷，但不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮。某一聲測剖面連續(xù)多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值小于臨界值，PSD 值變大，波形畸變。

Ⅳ類樁： 樁身存在嚴(yán)重缺陷。某一聲測剖面連續(xù)多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值明顯小于臨界值，PSD 值突變，波形嚴(yán)重畸變。

1.2 檢測判別

1.2.1 波速判據(jù)

1.2.2 波幅判斷

1.2.3 PSD 判斷

2 結(jié)語

（1） 采用超聲波透射進(jìn)行灌注樁完整性檢測能夠準(zhǔn)確判斷出樁基是否完整，是一種非常直觀、可靠的樁基缺陷檢測方法。依據(jù)透射波的初至?xí)r間、波幅能量的衰減程度和波形是否發(fā)生畸變可以達(dá)到判斷樁身的均勻性和完整性的目的。

（2） 在現(xiàn)有的超聲波檢測樁基的評價方法的基礎(chǔ)上，運用綜合評價方法可以對樁基混凝土質(zhì)量檢測評價，且可以同時考慮多個參數(shù)的共同作用，實現(xiàn)對混凝土樁基的準(zhǔn)確判斷。

（3） 從檢測過程可以看出，聲測管發(fā)生傾斜、彎曲會直接影響檢測結(jié)果，從而影響對樁身質(zhì)量的判斷，采用曲線擬合的方法對發(fā)生彎曲的聲測管管距需進(jìn)行修正后方能使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏志. 超聲波檢測技術(shù)在工程中的應(yīng)用[J]. 橋隧工程，2010（ 6） ： 226 - 229.

[2]吳輝琴，馬瑞彥，黃柳云，等. 多種檢測方法在工程基樁中的綜合應(yīng)用與分析[J]. 混凝土，2012（ 4） ： 119 -121.

[3]韓亮. 基樁聲波透射法檢測新技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 工程力學(xué)，2007（ 6） ： 141 - 145.

[4]傅偉一，鄧正宇，彭仕明. 聲波透射法在大直徑灌注樁檢測中的應(yīng)用[J]. 勘察科學(xué)技術(shù)，2003（ 5） ： 52 - 55.

[5]劉利民，舒翔，能巨華，等. 基樁工程的理論進(jìn)展與實踐工程[M]. 北京： 中國建材工業(yè)出版社，2002.

[6]劉德志. 聲波透射法準(zhǔn)確判定樁身完整性的應(yīng)用研究[D]. 蘭州： 蘭州交通大學(xué)，2012.

（作者單位：鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測中心）