彭 嶼

(貴州黔程弘景工程咨詢有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

1 引 言

在橋梁工程下部結(jié)構(gòu)施工中，施工區(qū)域地理形勢比較復(fù)雜，因此混凝土樁基結(jié)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛?；炷翗痘Y(jié)構(gòu)強度大，穩(wěn)定性好，并且能夠有效提升橋梁工程抗震能力，樁基結(jié)構(gòu)能夠?qū)蛄汗こ躺喜拷Y(jié)構(gòu)所承受的荷載傳遞至下部持力層中，進而緩解基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不均勻沉降。在橋梁工程混凝土樁基施工中，由于是隱蔽工程，地質(zhì)條件、施工技術(shù)水平等均會對施工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，混凝土樁基質(zhì)量隱患較多。為了對混凝土樁基施工質(zhì)量進行檢測分析，亟需對超聲波檢測技術(shù)在橋梁工程混凝土樁基施工中的應(yīng)用方式和效果進行深入研究。

2 超聲波檢測技術(shù)概述

在橋梁工程樁基結(jié)構(gòu)成樁檢測中，常用技術(shù)包括低應(yīng)變檢測技術(shù)、高應(yīng)變檢測技術(shù)、靜荷載試驗以及超聲波檢測技術(shù)。在利用超聲波技術(shù)進行樁基檢測時，超聲波能夠在介質(zhì)中傳播，并產(chǎn)生彈性振動，檢測儀器可發(fā)出脈沖信號，發(fā)射探頭能夠?qū)⒚}沖能量轉(zhuǎn)化為機械振動，而接收探頭能夠?qū)C械振動轉(zhuǎn)化為電磁振動能量，介質(zhì)水將發(fā)射的超聲波進行放大和耦合，使其顯示在檢測儀屏幕上，進而形成波形曲線數(shù)據(jù)，檢測人員通過對曲線變化形式進行分析，即可判斷混凝土樁基結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷和均勻性。在超聲波檢測技術(shù)的實際應(yīng)用中。

3 橋梁樁基混凝土施工常見缺陷

樁基是橋梁工程的承重基礎(chǔ)，通過加強樁基結(jié)構(gòu)施工技術(shù)控制，能夠有效提升樁基結(jié)構(gòu)質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在橋梁工程混凝土樁基檢測中已形成完善的技術(shù)體系，在橋梁工程混凝土樁基、PCC樁基以及鋼板樁基施工中，可結(jié)合實際需要選用適宜的檢測技術(shù)。

在橋梁工程混凝土樁基施工中，常見質(zhì)量問題主要包括以下幾點：第一，混凝土樁基樁徑縮??；第二，樁基沉渣現(xiàn)象；第三，混凝土施工材料離析、混凝土攪拌不均勻所造成的骨料懸浮問題；第四，樁身斷裂。由于橋梁工程樁基施工工藝復(fù)雜，并且容易受到各類因素的影響，因此，為了保證樁基施工質(zhì)量，避免對橋梁工程整體質(zhì)量造成不良影響，不僅需加強施工環(huán)節(jié)控制，同時在樁基施工完成后，還可采用超聲波檢測技術(shù)對施工質(zhì)量進行檢測，不僅檢測效率高、無損，而且還可保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

4 橋梁樁基混凝土超聲波檢測技術(shù)要點

4.1 嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)制作聲測管

在超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用中，聲測管是由鑄鐵管等材料制作的，在聲測管制作過程中，必須嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對鑄鐵管壁厚度、接頭焊接質(zhì)量等進行仔細(xì)檢查和控制，確保聲測管內(nèi)部有充足空間能夠滿足換能器自由伸縮要求。在聲測管安裝環(huán)節(jié)，不可采用焊接施工方式，要求綁扎在鋼筋籠主筋上，在綁扎過程中，可選擇鉛絲，沿樁長方向每間隔3 m進行綁扎，而對于主筋與聲測管接頭，可采用點焊方式進行連接。

4.2 合理設(shè)置聲測管

對于聲測管，可采用平行對稱的方式進行埋設(shè)，確保探頭能夠在聲測管中自由伸縮，根據(jù)橋梁工程樁基直徑確定聲測管數(shù)量。在超聲波檢測技術(shù)的實際應(yīng)用中，樁徑小于或等于800 mm時，不少于2根聲測管，和樁基中心點成一條直線；樁徑大于800 mm且小于或等于1 600 mm時，不少于3根聲測管，形成60°角的等邊三角形擺放；樁徑大于1 600 mm時，不少于4根聲測管，成90°角正方擺放；如果樁基直徑在2 500 mm以上，則應(yīng)結(jié)合實際情況適當(dāng)增加聲測管埋設(shè)數(shù)量。

4.3 放置聲測管

在橋梁工程混凝土樁基施工完成28 d后，即可采用超聲波檢測技術(shù)。在具體的檢測過程中，首先挖開樁頭，要求管口高于混凝土頂面100 mm以上，同時還需對管口表面做好抹平處理。在破除樁頭時，應(yīng)注意避免對樁體中的聲測管造成損壞，同時還應(yīng)避免雜物落入至聲測管中，最后將探頭放置在樁基底部。

4.4 校正換能器精度

超聲檢測設(shè)備是由換能器、數(shù)據(jù)采集裝置等所組成的，在各類檢測設(shè)備應(yīng)用前，首先需對設(shè)備參數(shù)進行檢測和校對。在實際檢測中，可采用律定試驗對聲時以及波形準(zhǔn)確性進行檢測，同時還需根據(jù)成樁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對換能器精度進行調(diào)節(jié)控制。如果檢測條件允許，可采用重量較大的換能器，并且必須確保換能器高度能夠與收放動作保持一致。

4.5 充分考慮各種因素提高頻譜解析準(zhǔn)確性

在獲得超聲頻譜后，要求解析不同頻率分量、不同幅度，然后對主頻率最大幅度進行分析，截取不同波列長度，進而獲得頻譜曲線圖。超聲檢測技術(shù)人員在對頻譜進行分析時，要求綜合考慮漏波、疊加波因素以及分辨率因素，確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性。

4.6 科學(xué)選擇采樣頻率

在對樁基質(zhì)量進行檢測分析時，應(yīng)選擇適宜的采樣頻率，對波頻譜特征進行科學(xué)合理的分析，提升頻譜信號準(zhǔn)確性，盡量避免頻域以及時域?qū)︻l譜分析結(jié)果的準(zhǔn)確性造成不良影響。

5 橋梁混凝土樁基超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用實例

5.1 工程概況

在某高速公路橋梁工程施工中，建設(shè)區(qū)域地勢平坦，但有大量沖溝，相對高差在150 m～350 m之間。該橋梁工程長度為256 m，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，而下部構(gòu)造是由柱式橋墩以及肋板式橋臺所組成的，在橋梁樁基施工中，采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)。根據(jù)施工現(xiàn)場勘查成果，綜合考慮該橋梁工程建設(shè)要求，在樁基中共有60根橋墩樁以及24根橋臺樁，在樁基施工中，采用水下混凝土灌注施工技術(shù)。在對樁基結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量進行檢測時，對于每根樁基，均采用3根聲測管以三角形布置形式進行測量。

5.2 檢測結(jié)果分析

在本次樁基檢測中，應(yīng)用超聲檢測儀時，采樣時間間隔為1.1 μs，延遲時間200 μs，采用連發(fā)的觸發(fā)方式，發(fā)射脈寬20 μs，發(fā)射電壓500 V，檢測方向向下，換能器為壓電陶瓷式徑向換能器，直徑為3 cm，發(fā)射頻率為50 kHz。在具體的檢測過程中，檢測目標(biāo)為樁基礎(chǔ)0#臺右幅樁基0#～4#樁，樁基長度為26 m，樁徑為1.5 m。聲測管布置形式如圖1所示，用聲波透射法進行剖面分析，AB剖面測試結(jié)果如圖2～圖4所示。

圖1 聲波透射法聲測管布置示意圖

圖2 聲時-波幅曲線圖

圖3 聲時—PSD曲線圖

圖4 聲速—波幅曲線圖

在獲得超聲檢測結(jié)果后，對聲速、聲時測據(jù)進行分析。聲速測據(jù)均為臨界值以上，波形波動規(guī)律，檢測結(jié)果正常；而聲時測據(jù)低于臨界值，波幅出現(xiàn)紊亂，檢測結(jié)果異常。由圖中的圖形變化可以初步分析出，AB剖面樁施工質(zhì)量較好，但是部分測點聲速比較小，主要原因在于在該樁基檢測中，樁基混凝土強度沒有達到設(shè)計強度要求。通過對聲幅進行分析，在AB剖面5～6 m深度位置有質(zhì)量缺陷，其余部分施工質(zhì)量較好，產(chǎn)生缺陷的原因主要是在于聲測管接口位于剖面5～6 m深度，聲測管接頭有殘留焊渣，并混入至混凝土樁體中，導(dǎo)致聲幅測值異常。

6 結(jié) 語

綜上所述，本文主要結(jié)合實例，對超聲檢測技術(shù)在橋梁工程混凝土樁基施工質(zhì)量檢測中的應(yīng)用方式進行了詳細(xì)探究。與常規(guī)檢測技術(shù)相比，超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，所需設(shè)備簡單，并且操作方式便捷。超聲波穿透能力強，能夠?qū)Τ蟪叽缁炷翗痘|(zhì)量進行檢測，查明質(zhì)量缺陷以及樁基強度，并且檢測結(jié)果精度具有可控性，值得推廣應(yīng)用。