呂子釧 謝劍鋒

摘要：橋梁樁基混凝土采用超聲波檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)混凝土的完整性和強(qiáng)度指標(biāo)，可以為公路橋梁的驗(yàn)收提供科學(xué)依據(jù)，橋梁樁基施工具有高度的隱蔽性，施工質(zhì)量缺陷極不容易被發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量事故的處理成本較高、技術(shù)難度也較大。橋梁樁基檢測(cè)是樁基施工質(zhì)量控制的必要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：橋梁混凝土;超聲波檢測(cè)技術(shù);樁基檢測(cè);應(yīng)用分析

引言

無損檢測(cè)技術(shù)通常采用物理檢測(cè)的方法，因此檢測(cè)過程中通常不會(huì)對(duì)所檢測(cè)工件造成損傷，因此叫做無損檢測(cè)技術(shù)。在橋梁樁基的檢測(cè)中就可以使用這種技術(shù)，可以有效的檢測(cè)出樁基中是否有氣孔、裂紋等現(xiàn)象，或者工程工藝是否符合要求。無損檢測(cè)技術(shù)不但能夠在檢測(cè)中保持橋梁樁基不被破壞，還具有簡(jiǎn)單方便、節(jié)約檢測(cè)成本等優(yōu)點(diǎn)。

1超聲波檢測(cè)原理

超聲波透射法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：樁內(nèi)預(yù)埋若干檢測(cè)管作為檢測(cè)通道，將發(fā)射探頭和接受探頭置于聲測(cè)管中，管內(nèi)充滿清水作為耦合劑。由儀器中的脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出一系列周期性電脈沖，加在發(fā)射換能器的壓電體上，轉(zhuǎn)換成超聲脈沖，該脈沖穿過待測(cè)的樁體混凝土，并為接受換能器所接受，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由儀器中的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)出超聲脈沖穿過混凝土所需的時(shí)間、接受波幅值（或衰減值α）、脈沖主頻率、波形及頻譜等參數(shù)，然后由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按判斷軟件對(duì)接受信號(hào)的各種參數(shù)進(jìn)行綜合判斷和分析，即可對(duì)混凝土各種內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小、位置做出判斷，并給出混凝土總體均勻性和強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2樁基檢測(cè)技術(shù)組成及分類

橋梁樁基的成樁檢測(cè)方法按橋梁檢測(cè)規(guī)范有低應(yīng)變、高應(yīng)變、靜載荷載試驗(yàn)和超聲波檢測(cè)，其中超聲波檢測(cè)是應(yīng)用較為廣泛和有效的檢測(cè)方法。超聲波檢測(cè)樁基技術(shù)是利用超聲波在介質(zhì)中傳播質(zhì)點(diǎn)的彈性振動(dòng)過程，測(cè)試儀器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)激勵(lì)發(fā)射頭，發(fā)射探頭將脈沖能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)，接收探頭再將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電磁振動(dòng)能量，發(fā)射的超聲波經(jīng)過介質(zhì)水的耦合和放大，從而顯示在檢測(cè)儀的屏幕上，成為可以直觀觀察和讀取的波形曲線數(shù)據(jù)，通過曲線判斷樁身混凝土的均勻性、缺陷性質(zhì)和缺陷部位。

3橋梁樁基中應(yīng)用到的無損檢測(cè)技術(shù)方法和其優(yōu)缺點(diǎn)

3.1超聲波檢測(cè)在橋梁樁基中的應(yīng)用

（1）超聲波檢測(cè)原理超聲波是一種具有較高頻率的機(jī)械振動(dòng)波。超聲波檢測(cè)技術(shù)中運(yùn)用到的原理是超聲波的傳播震動(dòng)的反射原理，因此可以將檢測(cè)到的超聲波在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀的反映出來，通過反射的超聲波波動(dòng)圖的振幅、振動(dòng)頻率等特性，對(duì)所檢測(cè)部件的情況進(jìn)行推測(cè)和判定。在對(duì)橋梁樁基的檢測(cè)時(shí)主要是通過向樁基混凝土結(jié)構(gòu)中發(fā)射超聲波，通過對(duì)波的傳播特征的分析，檢測(cè)樁基是否存在缺陷。如果超聲波在計(jì)算機(jī)模擬圖上顯示出較為均勻的波動(dòng)趨勢(shì)，則表明樁基中不存在較為明顯的缺陷。（2）優(yōu)點(diǎn)和局限性超聲波檢測(cè)技術(shù)除了能夠保持橋梁樁基不在檢測(cè)過程中收到損傷外，還具有檢測(cè)較為全面、檢測(cè)速度比較快、檢測(cè)所需成本比較低的特點(diǎn)。此外超聲波檢測(cè)比較適用于厚度比較大的檢測(cè)物體，因此在橋梁樁基的檢測(cè)較為適用。但這種技術(shù)只能在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)就對(duì)超聲波圖的判斷得出直接的檢測(cè)結(jié)果，無法使檢測(cè)依據(jù)保留下來。

3.2低應(yīng)變法在橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用

（1）低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)原理顧欣在低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁基的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)運(yùn)用到的是對(duì)樁基頂端施加一個(gè)快速的作用力時(shí)有振動(dòng)波的產(chǎn)生，此振動(dòng)波在沿著樁基向下傳播過程中如果遇到不正常的波段時(shí)會(huì)受到此異常波段的阻礙作用，從而產(chǎn)生的反射波被信號(hào)接收器接受和處理，從波形的變化情況上判斷出樁基質(zhì)量是否具有完整性。（2）優(yōu)點(diǎn)和局限性該種檢測(cè)方法所具有的比較突出的特點(diǎn)是其使用時(shí)的較為快速方便且節(jié)約成本，在工程的建設(shè)當(dāng)中不會(huì)應(yīng)為監(jiān)測(cè)工作而影響其施工進(jìn)度。因此作為一種在實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的檢測(cè)方法一直在我國(guó)各類的樁基檢測(cè)中被廣泛應(yīng)用。但是低應(yīng)變檢測(cè)方法的局限性在于振動(dòng)波在傳播時(shí)對(duì)于較遠(yuǎn)距離的檢測(cè)會(huì)出現(xiàn)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，在對(duì)高度較大的樁基的檢測(cè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問題。因此目前只適用于一般高度樁基的完整性檢測(cè)中。

3.3高應(yīng)變檢測(cè)在橋梁樁基中的應(yīng)用

（1）高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)肌理此種技術(shù)在進(jìn)行檢測(cè)工作時(shí)運(yùn)用到的原理是通過自由落體下來的重錘對(duì)單個(gè)樁基施加壓力以檢驗(yàn)其承載能力。主要通過信號(hào)接收器接收到的結(jié)果來對(duì)其承載能力做出判斷。（2）優(yōu)點(diǎn)和局限性高應(yīng)變檢測(cè)方法在樁基檢驗(yàn)中使用歷史較長(zhǎng)的一種方法。此檢測(cè)方法主要對(duì)橋梁樁基的橫向承載能力極限進(jìn)行檢驗(yàn)，從而判斷其質(zhì)量是否能夠達(dá)到要求的水準(zhǔn)。高應(yīng)變檢測(cè)能夠?qū)鶚吨写嬖诘母鞣N缺陷例如有細(xì)小的縫隙等進(jìn)行檢查和檢測(cè)，能夠比較方方便的檢測(cè)出橋梁樁基在豎直方向是否具有滿足要求的抗壓能力，此外利用這種方法還能在檢測(cè)過程中對(duì)橋梁樁基中存在的缺陷及時(shí)檢查出來。但是這種方法在我國(guó)的樁基的檢測(cè)中由于一些局限性運(yùn)用并不廣泛。

3.4鉆芯無損檢測(cè)在橋梁樁基中的應(yīng)用

（1）應(yīng)用原理鉆芯無損檢測(cè)法是運(yùn)用特定的鉆具對(duì)樁基混凝土進(jìn)行鉆進(jìn)，將完整的鉆芯取出保存并標(biāo)明序號(hào)放進(jìn)取樣箱中，通過對(duì)芯樣的抗壓性檢測(cè)和性能上的判斷從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基性能的判斷。（2）優(yōu)點(diǎn)和局限性采用鉆芯檢測(cè)時(shí)不會(huì)受到施工場(chǎng)地和環(huán)境的約束，而且對(duì)于樁基的直徑比較大時(shí)用此種方法進(jìn)行檢測(cè)也不會(huì)受到限制，因此對(duì)于施工場(chǎng)地環(huán)境較為不好的情況較為適用，這也是鉆芯檢測(cè)技術(shù)所具備的獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)。但此種檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)速度上不如其他幾種檢測(cè)快，且成本也較高。

4超聲波檢測(cè)樁基的注意事項(xiàng)

超聲波聲測(cè)管埋設(shè)時(shí)必須保證各聲測(cè)管之間相互平行對(duì)稱，探頭可以在聲測(cè)管內(nèi)同步自由的伸縮，橋梁聲測(cè)管埋設(shè)根數(shù)與樁基的直徑密切相關(guān)，公路橋梁工程中樁徑小于 800 mm 時(shí)聲測(cè)管一般為 2根，樁徑大于 1 600 mm 時(shí)聲測(cè)管一般不少于 4 根，樁徑在 800 mm ～1 600 mm 時(shí)聲測(cè)管宜采用 3 根，采用儀器檢測(cè)時(shí)每 2 根聲測(cè)管為一組分別進(jìn)行檢測(cè)。聲測(cè)管應(yīng)與鋼筋籠的主筋牢固的綁扎在一起，禁止采用焊接形式與主筋焊接在一起，沿樁長(zhǎng)每隔不超過3 m 采用鉛絲綁扎一道，聲測(cè)管口接頭處與主鋼筋點(diǎn)焊連接，聲測(cè)管采用鑄鐵管制作，鑄鐵管壁厚滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，要特別注意鑄鐵管接頭處的焊接質(zhì)量，保證聲測(cè)管的內(nèi)徑有足夠空間，換能器能夠在聲測(cè)管內(nèi)部自由伸縮。超聲波的頻譜分析通過各頻率的分量幅度解析，找出幅度最大的主頻率，在頻譜分析時(shí)截取不同的波列長(zhǎng)度將得到不同的頻譜曲線，在頻譜分析中要考慮分辨率和漏波對(duì)檢測(cè)精度的影響，同時(shí)考慮疊加波對(duì)檢測(cè)的不利影響。

結(jié)語

超聲波樁基檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作快捷方便的特點(diǎn)，超聲波測(cè)試儀的穿透能力較強(qiáng)，特別適用于對(duì)樁基混凝土的檢測(cè)和驗(yàn)收，超聲波技術(shù)可以適用于超大尺寸混凝土灌注樁的檢測(cè)，也可以檢測(cè)樁基混凝土內(nèi)部的質(zhì)量缺陷和強(qiáng)度情況，超聲波測(cè)試時(shí)需要操作人員具有一定的工作經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)精度的高低與試驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷密切相關(guān)，超聲波檢測(cè)技術(shù)能夠得到某些測(cè)線上的混凝土質(zhì)量信息，利用超聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算分析，其成像結(jié)果是精確可控的。

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（作者身份證號(hào)碼：1? 330322198310081211;2? 332523198604113118）