季曉滿

摘 要：聲波透射法是一種重要的樁基質(zhì)量檢測(cè)方法，在橋梁工程中有廣泛應(yīng)用。實(shí)踐證實(shí)，通過(guò)技術(shù)應(yīng)用可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決樁基存在的質(zhì)量問(wèn)題和安全問(wèn)題，確保樁基施工的整體質(zhì)量。文章以聲波透射法的應(yīng)用機(jī)理為切入點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)其在橋梁樁基檢測(cè)中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：橋梁樁基；質(zhì)量檢測(cè)；聲波透射法；應(yīng)用要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：U443.15 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）36-0168-02

Abstract： The sonic transmission method is an important method to detect the quality of pile foundation， which is widely used in bridge engineering. It is proved by practice that the quality and safety problems of pile foundation can be found and solved in time through the application of technology， and the overall quality of pile foundation construction can be ensured. Based on the application mechanism of the sonic transmission method， this paper mainly discusses the application of the sonic transmission method in the detection of bridge pile foundation.

Keywords： bridge pile foundation； quality inspection； sonic wave transmission method； application essentials

1 概述

樁基是橋梁工程的主要承載結(jié)構(gòu)，需要承受上部的荷載力，一旦其出現(xiàn)承載力不足等問(wèn)題，那么可能會(huì)造成橋梁基礎(chǔ)不均勻沉降、斷樁等問(wèn)題，影響了橋梁工程的可靠性與安全性。在當(dāng)下橋梁樁基質(zhì)量檢測(cè)中，聲波透射法具有很高的檢測(cè)準(zhǔn)確性，同時(shí)操作便捷，經(jīng)濟(jì)性比較強(qiáng)，具有很強(qiáng)的應(yīng)用和研究?jī)r(jià)值。

2 聲波透射法在橋梁樁基檢測(cè)工作中的應(yīng)用機(jī)理

如圖1為聲波透射法應(yīng)用的示意圖。在橋梁樁基檢測(cè)工作中應(yīng)用聲波透射法的時(shí)候，主要以聲波特性作為主要的檢測(cè)依據(jù)，具體就是先在被測(cè)樁內(nèi)預(yù)埋2根及以上數(shù)目的聲測(cè)管（它們之間保持豎向相互平行狀態(tài)）來(lái)構(gòu)成檢測(cè)通道，在其中注入清水當(dāng)成耦合劑。之后在聲測(cè)管中擱置超聲波脈沖發(fā)射/接收換能器，這樣就可以使超聲儀激勵(lì)發(fā)射換能器所產(chǎn)生可以穿過(guò)橋梁樁基樁體混凝土的超聲波，待經(jīng)過(guò)換能器接收后借助顯示器將所檢測(cè)的超聲波波形進(jìn)行顯示。然后根據(jù)顯示出的超聲波形即可對(duì)其穿越混凝土后的首波聲時(shí)、接收波主頻率以及波幅等關(guān)鍵的聲參數(shù)等進(jìn)行判讀。

通過(guò)上述流程，可以通過(guò)對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)樁身缺陷問(wèn)題所造成的超聲波形或相關(guān)參數(shù)變化等來(lái)對(duì)樁身是否存在缺陷問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)。如果樁身混凝土內(nèi)部存在孔洞、蜂窩或松散等質(zhì)量缺陷問(wèn)題，那么所產(chǎn)生的超聲波會(huì)出現(xiàn)繞射或散射變化；根據(jù)超聲波的初至到達(dá)時(shí)間以及能量衰減特性、波形畸變程度和頻率變化等，可以對(duì)測(cè)量區(qū)域當(dāng)中混凝土的密實(shí)度參數(shù)等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。如圖2所示，對(duì)于完整樁基和存在缺陷的樁基，它們?cè)诼暡ㄍ干浞ㄏ滤玫降牟袌D會(huì)有所不同，從而可以借此來(lái)確定橋梁樁基是否存在質(zhì)量缺陷。

對(duì)于橋梁樁基存在的樁身缺陷質(zhì)量問(wèn)題，選用基于平測(cè)法的超聲波透射法，可以對(duì)存在缺陷的樁基位置進(jìn)行準(zhǔn)確判定，但是該種方法無(wú)法進(jìn)一步對(duì)其缺陷的具體范圍進(jìn)行測(cè)定，可以借助斜測(cè)法進(jìn)行測(cè)定，即要使收探頭和發(fā)探頭二者之間控制合理的高差?？紤]到在鉛垂面上安置的徑向換能器本身具有一定指向性，所以相應(yīng)的收發(fā)探頭高差要小于收發(fā)探頭之間的水平距離。在通過(guò)該缺陷部位的時(shí)候，超聲波信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)畸變，配合兩探頭間的高差以及異常區(qū)域范圍，就可以近似地判斷樁身缺陷的范圍。如果相應(yīng)的樁身缺陷比較輕，如聲測(cè)管附近存在夾泥情況等，這時(shí)會(huì)使得信號(hào)的畸變范圍縮小，反之則會(huì)使信號(hào)畸變范圍擴(kuò)大。此外，還可以采用扇形掃測(cè)法更加精確地劃分樁身缺陷部位。

3 聲波透射法在橋梁樁基檢測(cè)工作中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 聲測(cè)管埋設(shè)要點(diǎn)

首先，在聲測(cè)管埋設(shè)的過(guò)程中，施工單位需要嚴(yán)格按照規(guī)定的施工要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)操作。橋梁樁基直徑<1.5m，那么所設(shè)置的聲測(cè)管數(shù)量應(yīng)該控制在3根；如果橋梁樁基直徑>1.5m，那么為了確保聲測(cè)管埋置的科學(xué)性和合理性，聲測(cè)管埋設(shè)的數(shù)目應(yīng)該控制在4根。其次，在埋設(shè)完聲測(cè)管后，需要借助鋼板來(lái)焊接聲測(cè)管的底部，期間需要合理控制焊接施工的具體工藝，確保焊接的整體質(zhì)量，避免實(shí)際施工中出現(xiàn)漏漿等影響施工質(zhì)量問(wèn)題的行為。最后，在鋼筋籠內(nèi)部焊接聲測(cè)管的過(guò)程中，要確保所設(shè)置各個(gè)聲測(cè)管之間保持平行狀態(tài)，且借助焊接方式處理各段接頭位置，之后再將其埋置于樁底位置處?？紤]到聲測(cè)管制作所用的管材比較小，如果所使用管材的直徑比較大，那么為了順利地開(kāi)展施工作業(yè)，一般需要采取分段連接管材的施工工藝。

3.2 收發(fā)換能器安裝與使用要點(diǎn)

在實(shí)際橋梁樁基檢測(cè)中應(yīng)用聲波透射法期間，檢測(cè)人員需要先將扶正器安裝好，在安裝完畢的聲測(cè)管中安置發(fā)射換能器和接收換能器，且要在安裝完畢后詳細(xì)地檢查換能器的安裝情況，確保其在后續(xù)的使用過(guò)程中可以始終保持正常升降的工作狀態(tài)。在實(shí)際的橋梁樁基檢測(cè)工作中，為了增強(qiáng)信號(hào)檢測(cè)的性能，需要對(duì)檢測(cè)儀所設(shè)定的各種參數(shù)進(jìn)行合理確定，同時(shí)需要在檢測(cè)期間做好檢測(cè)的關(guān)鍵參數(shù)控制工作，確保最終顯示器可以對(duì)超聲波的波幅等進(jìn)行清晰顯示。

在檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置期間，一般需要將檢測(cè)點(diǎn)的間距控制在0.2～0.5m范圍內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)了異常情況，或者檢測(cè)結(jié)果存在不清晰的情況，那么在后續(xù)的樁基檢測(cè)作業(yè)中，必須結(jié)合實(shí)際的橋梁樁基檢測(cè)情況，適當(dāng)?shù)貙?duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行加密處理，確保各項(xiàng)處理工作得到妥善處理。在接收換能器和發(fā)送換能器應(yīng)用過(guò)程中，需要按照自上而下的檢測(cè)順序，詳細(xì)地記錄波形、發(fā)射波和接收波等各項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容。此外，如果發(fā)現(xiàn)所觀察和記錄波形存在異常情況，那么可以靈活應(yīng)用斜測(cè)法、扇形掃測(cè)法和平測(cè)法等超聲波形檢測(cè)法來(lái)開(kāi)展超聲波測(cè)量工作。特別是橋梁樁基檢測(cè)中涉及到比較多的聲測(cè)管，那么可以應(yīng)用分組處理方式，以分組形式來(lái)完成相應(yīng)的橋梁樁基檢測(cè)工作。待樁基分組完畢后，可以按照隨機(jī)檢測(cè)方式對(duì)聲測(cè)管的安置及應(yīng)用情況進(jìn)行檢測(cè)。

3.3 橋梁樁基缺陷處理要點(diǎn)

在橋梁樁基缺陷處理中應(yīng)用聲波透射法的過(guò)程中，相應(yīng)的要點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：其一，要靈活應(yīng)用斜測(cè)法、平測(cè)法以及扇形掃測(cè)法等檢測(cè)方法來(lái)判斷橋梁樁基缺陷的程度和范圍。在實(shí)際的測(cè)試過(guò)程中，同步測(cè)試具有快速特征，所以這可以將其作為樁身缺陷排查的一個(gè)重要依據(jù)。雖然當(dāng)下所采用的檢測(cè)技術(shù)可以在采樣間隔控制在0.1m，能夠確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，且不需要進(jìn)行加密檢測(cè)處理。但是在檢測(cè)樁基樁身混凝土缺陷范圍的時(shí)候，會(huì)降低檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率，所以要在靈活應(yīng)用斜測(cè)法或扇形掃測(cè)法等的基礎(chǔ)上，科學(xué)制定檢測(cè)方案。其二，在橋梁樁基檢測(cè)工作中，可能會(huì)因?yàn)槁暅y(cè)管傾斜問(wèn)題而影響剖面聲速值檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，這時(shí)可以借助軟件來(lái)對(duì)聲測(cè)管偏差能力進(jìn)行糾正，但是要對(duì)聲速變化的有序性進(jìn)行控制，避免一味地盲目糾偏操作而造成檢測(cè)結(jié)果失真問(wèn)題。其三，要結(jié)合橋梁樁基缺陷的實(shí)際情況和建設(shè)部和交通部等的相關(guān)檢測(cè)規(guī)范，科學(xué)劃分樁身的完成情況，依據(jù)檢測(cè)剖面的聲學(xué)參數(shù)異常點(diǎn)和偏離情況，準(zhǔn)確地判斷樁身類別情況。特別需要注意的是，除了要確保其灌樁的密實(shí)性，更要始終基于實(shí)際的情況來(lái)進(jìn)行綜合判斷。

3.4 檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理要點(diǎn)

在聲測(cè)透射法應(yīng)用的過(guò)程中，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)出現(xiàn)信號(hào)突然消失、設(shè)備故障以及接受故障問(wèn)題等，所以實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)判斷和分析。對(duì)于信號(hào)的突然消失問(wèn)題，主要是由于設(shè)備系統(tǒng)故障或聲測(cè)管內(nèi)無(wú)水，需要檢查聲測(cè)管內(nèi)是否存在水，并對(duì)設(shè)備系統(tǒng)是否存在故障進(jìn)行排查，確保及時(shí)處理和解決異常情況；對(duì)于發(fā)射換能器或接收換能器等設(shè)備運(yùn)行故障問(wèn)題，要及時(shí)做好設(shè)備的檢修維護(hù)工作，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后要及時(shí)進(jìn)行更換；針對(duì)接收換能器存在的接收問(wèn)題，如果聲測(cè)管提出后相應(yīng)波形恢復(fù)正常，那么就意味著換能器存在故障問(wèn)題，這時(shí)候及時(shí)替換出現(xiàn)故障問(wèn)題的接收換能器，之后再進(jìn)行聲波透射法檢測(cè)，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，在橋梁樁基檢測(cè)工作中應(yīng)用聲波透射法，可以顯著提升樁基質(zhì)量檢測(cè)的質(zhì)量和效率。為了順利地應(yīng)用聲波透射法，需要結(jié)合實(shí)際的橋梁樁基檢測(cè)情況以及施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，做好聲波管埋置、換能器等設(shè)備安裝和使用，妥善處理橋梁樁基缺陷，另外還要做好檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理，確?？梢栽鰪?qiáng)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬輝.聲波透射法基樁檢測(cè)的綜合判讀實(shí)例[J].城市地理，2015（22）：242-243.

[2]封承九.基樁施工質(zhì)量檢測(cè)探討[J].重慶建筑，2014（9）：47-49.

[3]董承全，胡在良.聲波透射法測(cè)管管距修正方法研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（15）：3-4.

[4]林國(guó)章.聲波透射法測(cè)在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用探析[J].河南建材，2017（6）：9-10.