韶关市翔和公路工程质量检测有限公司 512000
摘要：对超声波透射法在基桩检测中的发展史及基本原理、现场检测中出现问题进行分析研究，提出桩身混凝土缺陷部位及类别的各种判定法，说明声波透射法在基桩完整性检测的应用效果。
关键词：灌注基桩 声波透射法 完整性检测
01 引言
在我国，超声透射法被用于混凝土结构检测的历史不算很长，在20世纪30年代，用锤击作振源来测量声波在混凝土中的传播速度并粗略的判断混凝土质量。20世纪40年代后期，采用超声脉冲波法（超声波法）来对混凝土进行质量检测。1949年，超声波技术用于检测结构混凝土，开辟了混凝土超声波检测的新领域。所以在20世纪50年代，该方法开始在中国研究，自20世纪60年代以来，超声波透射法在检测得到应用，国产超声仪也开始生产，20世纪70年代短短十年，无损检测技术被广泛应用到我们各种土建工程中。
超声波透射法是利用高频超声（20kHz~500kHz）作为信息的载体检测混凝土构件的方法。由于该方法的频率和波长较高，因此具有较高的分辨率和对缺陷的敏感性。当混凝土的组成材料、工艺条件，均质性以及试验距离都确定时，超声波传播的速度，第一波振幅和接收信号频率等尺度参数应基本一致。与传统检测方法相比，超声检测技术具有材料的结构和微观结构的无损性能中。超声波检测技术测试简单方便、快速迅捷、检测范围大，能在工程结构中重复测试。随着电子技术、声学理论、计算机技术的发展，超声波无损检测技术具有越来强大生命力和发展前景。
02超声波透射法的检测
2.1基桩检测的仪器和探头等装置
灌柱桩超声波检测法的检测装置由超声探头、超声仪、控头升降装置及桩内预埋的声测管等组成[1]
2.2探头
用于测量桩的探针是一种能量传感器，具有圆柱形的径向振动。探测器的主要频率为25~50kHz，长度一般小于30厘米，有时为了提高换能器的灵活性，能常在换能器中安装前置放大器，电流放大器带宽一般为5-60kHz。由于前置放大器安装在传感器中，放大器的当前频率为5~60kHz。由于换能器一般在水中工作，所以在1mp水压下，换能器的水紧度应满足无泄漏，且能正常工作。测桩所用的探头是柱状径向振动的换能器，大多数探头电缆都应该有刻度，以指示探头在声管中的位置。如图2.1为基桩检测过程中所用的探头。
2.1 桩基检测时所用的探头
用于超声波检测桩的超声波仪器的基本性能如下：超声波系统的传输系统应能输出250~1000v的脉冲电压，压电体的脉冲波可以是一步脉冲或矩形脉冲。接收系统的频率宽度一般为5-200kHz。如果增益大于100分贝，衰减器应为0-60（或80）分贝。衰减器的分辨率应为1分贝，误差应小于1%。仪器的时间测量范围应大2000us，定时精度应高于0.5us。在工程检测中采用的是武汉岩海公司生产的RS-UT01C超声检测仪器如图2-2。
2-3声测管布置与编号
03 工程现场检测的要求
3.1混凝土龄期的要求
为了保证检测结果的可靠性，同时考虑到混凝土在龄期14d后的超声波波速等特性变化已经趋于平缓，因此超声波检测时混凝土的龄期不应早于14d。
3.2对声测管的要求
3.2.1基桩内的声测管应保持平行状态，如果不平行会对检测造成很大影响，严重的会导致检测方法的失效。
3-5声速-深度曲线图（左边探头深度相同，右边探头深度不同）
探头不在同一水平面上，深度不相同，所得的结果不能真实反应基桩的内部情况。所以在人工升降探头时深度必须保持一致。
3.4 对耦合剂的要求
根据《公路工程基桩动测技术规程》规定，声测管中浑浊水将明显甚至严重加大声波衰减和延长传播时间，给声波检测结果带来误差。因此检测前应冲洗检测管并灌满清水做为耦合剂。
04工程现场的检测
4.1在检测管中注满清水，将径向换能器放入管中，从上至下逐段检测。检测间距为20~50cm。每两根声测管组成一对检测面，如AB、BC、CA。测定参数为声时和振幅同时注意观察波形，如图6.10。在发现声学参数反常的部位应缩小测试间距，以10~`20cm的间距进行加密测量。同时进行斜交叉测量以确定缺陷的性质、范围和部位，如图4-1。
a） b） c）
4-2灌注桩的斜交叉测量
a）局部缺陷； b）层状缺陷（断桩）； C）缩颈或声测管附着泥团
4.2阴影重叠法
通过将测线在检测剖面图上标出，正常测线为实线，异常浊线为红虚线中。阴影区为异常测线穿过的区域。阴影区分为平测阴影区和斜测阴影区。正常区域在阴影区以外。阴影重叠法【4】是指所有阴影区域进行叠加，交叉重叠所形成的区域，便是检测缺陷的范围。
4.2.1声测管周围局部缺陷的判断
4.6桩基层状缺陷的判断
4.3 声测法检测灌注桩的体会
4.3.1现场检测中，当一切就绪后，如果仪器没有显示正常的波或者仪器开始显示的波是正常的，接着发生了突更，首先检查声管是否充满水，探头深度是否相同，探头跟仪器的接头是否接对，如果这一切正常，那就考虑有可能是基桩的问题，有缺陷的基桩要多检测几遍，再做决定，以免错判。
4.3.2在检测前应了解基桩的类型，桩长，桩径，施工方法及施工日期，要对基桩周围所处的地地质条件了解。这有利于正确判断基桩试验结果。
4.3.3斜测的重要性，声测管处常挂泥团，通过斜测可避免误判为成层状缺陷。
4.3.4波形反相：探头靠声测管壁会发生这种情况，应加扶正器。
05 结语
本篇介绍了超声波透射法在桩基检测中的工作原理和注意事项，包括其适用的范围，以及其在实际工作中的使用情况。运用了一定的篇幅分析了超声波透射法检测结果中常见的出现气缺陷的几种情况，将实际工作中容易出现的几种情况进行了较为全面的说明。具有一定的理论价值和实践意义。
参考文献
【1】王正君.超声法检测灌注桩混凝土强度的研究，2005，8-10
【2】蔡林根.超声波法检测桥梁桩基的试验研究[J].山西建筑，2007，33（1）：206-261
【3】郝一明，钱立军.声波透射法基桩检测技术探讨[J].科技情报开发与经济，2006，16（22）：287-288
【4】牛润明，张玉娥.钻孔灌柱桩桩身常见缺陷分析与处理[M].应用技术，2003，（11）：44-47
论文作者:梁佩珍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/9
标签：超声波论文; 混凝土论文; 缺陷论文; 声波论文; 超声论文; 阴影论文; 桩基论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;