蔡思憲 （福建華誠(chéng)工程研究院有限公司，福建 泉州 362000）

關(guān)鍵字：聲波透射法；樁基檢測(cè)；實(shí)踐探討

聲波透射法應(yīng)用于樁基檢測(cè)具有準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，可以檢測(cè)出樁基是否存在缺陷和缺陷的具體部位，特別是現(xiàn)在建筑施工越來(lái)越復(fù)雜，因此對(duì)于樁基的質(zhì)量要求更高，樁基關(guān)系到建筑施工質(zhì)量和安全性，且施工具有隱蔽性特點(diǎn)，因此檢測(cè)存在一定的難度，應(yīng)該進(jìn)一步注重加強(qiáng)樁基檢測(cè)的質(zhì)量。現(xiàn)在越來(lái)越多的建筑工程中使用聲波透射法來(lái)加強(qiáng)對(duì)于樁基的檢測(cè)，本文就對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)了具體的分析。

1 聲波透射法的概念以及內(nèi)涵

聲波透射法是指通過(guò)聲波的聲時(shí)、聲速、波幅及主頻等的改變來(lái)分析樁基樁身完整性的一種檢測(cè)方法，一般需要提前進(jìn)行聲測(cè)管的預(yù)埋工作，聲測(cè)管應(yīng)該呈現(xiàn)出平行的狀態(tài)，同時(shí)在聲測(cè)管中注滿清水，需要安裝收發(fā)換能器和超聲波發(fā)射器，利用超聲波發(fā)射器發(fā)射聲波，并且聲波能夠穿過(guò)需要檢測(cè)的樁基，被換能器準(zhǔn)確的接收并且能夠根據(jù)樁基內(nèi)部具體情況和質(zhì)量的不同，呈現(xiàn)出不同的波形或者幅度的改變，從而準(zhǔn)確反應(yīng)樁基的檢測(cè)質(zhì)量。聲波透射法應(yīng)用于樁基檢測(cè)一般檢測(cè)比較全面，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，同時(shí)受樁基長(zhǎng)度影響較小，缺點(diǎn)是操作過(guò)程比較麻煩，需要提前進(jìn)行聲測(cè)管的預(yù)埋工作，不僅增加了施工難度，同時(shí)增加了施工的成本，檢測(cè)效率也比較低，增加了檢測(cè)的時(shí)間間隔[1]。

2 聲波透射法用于樁基檢測(cè)的具體操作方法和步驟

2.1 儀器設(shè)備檢測(cè)

由于建筑樁基質(zhì)量對(duì)于建筑質(zhì)量的安全具有重要的影響，因此應(yīng)該首先對(duì)于聲波透射法中的檢測(cè)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證其安裝位置的準(zhǔn)確性和檢測(cè)的準(zhǔn)確度，一般需要進(jìn)行聲波發(fā)射器、換能器和聲波檢測(cè)儀等儀器的檢測(cè)。首先，聲波發(fā)射器和換能器應(yīng)該呈現(xiàn)圓柱狀徑向振動(dòng)，同時(shí)徑向沒(méi)有明確的偏離，外徑應(yīng)該小于內(nèi)徑，盡量將有效工作段長(zhǎng)度控制在15cm 以內(nèi)，水的壓力盡量保持在1MPa，且不應(yīng)該出現(xiàn)滲水的情況。需要注意的是，換能器的有效工作面長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，會(huì)對(duì)缺陷的結(jié)果產(chǎn)生影響，一般會(huì)造成缺陷尺寸過(guò)大，影響最終的評(píng)估結(jié)果。同時(shí)換能器的諧振頻率也會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果，換能器的諧振頻率越高，對(duì)于缺陷的檢測(cè)結(jié)果越準(zhǔn)確，因此，在選擇換能器時(shí)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇需要的換能器。聲波檢測(cè)儀應(yīng)該在接收信號(hào)的過(guò)程中保信號(hào)的連續(xù)性，并且能夠測(cè)量信號(hào)的頻率和幅度，同時(shí)，最小采樣的間隔時(shí)間應(yīng)該控制在0.5μs，可以記錄聲波發(fā)射器和換能器的位置[2]。

2.2 聲波透射法準(zhǔn)備工作

首先應(yīng)該預(yù)埋聲測(cè)管，需要注意的是聲測(cè)管的內(nèi)徑與換能器的外徑存在較大差異時(shí)，會(huì)導(dǎo)致聲波耦合性誤差的增大，而相差過(guò)小，則會(huì)影響換能器的工作，因此應(yīng)該使換能器的外徑小于聲測(cè)管的內(nèi)徑，同時(shí)盡量保持在10mm左右為適中，同時(shí)應(yīng)該注意聲測(cè)管的材料材質(zhì)或者管壁的厚度，能夠承受灌注后混凝土的壓力，防止出現(xiàn)變形的情況。這也要求聲測(cè)管需要具有一定的徑向剛度，同時(shí)聲測(cè)管的溫度系數(shù)盡量與土壤的溫度系數(shù)保持一致，減少混凝土與聲測(cè)管脫離的概率，聲測(cè)管應(yīng)該保持位置的平行，以增加檢測(cè)的準(zhǔn)確度，聲測(cè)管的數(shù)量應(yīng)該結(jié)合樁基的內(nèi)徑進(jìn)行設(shè)置。確定系統(tǒng)的檢測(cè)延遲時(shí)間，一般采用率定法，同時(shí)需要在樁頂測(cè)量好聲測(cè)管外壁間的凈距離，將聲測(cè)管注滿水后，檢查聲測(cè)管的通暢情況[3]。

2.3 選擇檢測(cè)方法

采用聲波透射法主要有三種檢測(cè)方法：樁內(nèi)單孔透射法、樁外孔透射法、樁內(nèi)跨孔透射法。樁內(nèi)單孔透射法一般只有一個(gè)孔道供檢測(cè)使用，同時(shí)當(dāng)樁內(nèi)有金屬結(jié)構(gòu)時(shí)不能夠采用此種檢測(cè)方法。另外樁外孔透射法一般是在樁外的土層中另鉆一個(gè)檢測(cè)通道進(jìn)行檢測(cè)，但是由于超聲波在土壤中傳播信號(hào)衰減較快，因此對(duì)于檢測(cè)結(jié)果具有較大的局限性，同時(shí)對(duì)于樁長(zhǎng)也具有一定的要求。樁內(nèi)孔透射法是現(xiàn)在建筑工程中經(jīng)常采用的一種測(cè)量方法，一般需要在樁內(nèi)埋兩根或者兩根以上的聲測(cè)管，在聲測(cè)管中注滿清水，由超聲波發(fā)射器發(fā)射聲波，并且聲波可以被換能器接收，根據(jù)波形頻率和形狀的變化對(duì)于樁基進(jìn)行檢測(cè)這種方法也是目前被建筑行業(yè)廣泛采用的一種聲波透射檢測(cè)方法[4]。

2.4 樁基檢測(cè)中聲波透射法的檢測(cè)步驟

首先，應(yīng)該將聲測(cè)管以兩根為一個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行組合，將聲波換能器安置于聲測(cè)管中，發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)從樁底向上保持固定的高度平面進(jìn)行同步提升，同時(shí)聲測(cè)線間距不應(yīng)大于100mm；提升過(guò)程中應(yīng)校核換能器的深度和校正換能器的高差，并確保波形的穩(wěn)定性，提升速度不宜大于0.5m∕s。對(duì)于反映檢測(cè)情況的聲波曲線進(jìn)行記錄和接收，同時(shí)留意關(guān)鍵的指標(biāo)，對(duì)于存在質(zhì)量問(wèn)題的樁身應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)一步的復(fù)測(cè)，從而確定缺陷的具體位置、類型、范圍。在對(duì)同一根樁進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中應(yīng)該保持電壓和儀器參數(shù)設(shè)置情況相同，加強(qiáng)可比性[5]。

2.5 檢測(cè)報(bào)告的結(jié)果讀取

結(jié)合聲測(cè)管布置圖和獲取的聲速-深度曲線和波幅-深度曲線，對(duì)于樁基的質(zhì)量進(jìn)行分析，當(dāng)出現(xiàn)無(wú)聲速或者聲速低于極限值應(yīng)該引起注意，并且結(jié)合具體的情況進(jìn)行分析，若出現(xiàn)輕微的異常如波幅降低或者波形出現(xiàn)輕微的改變，則樁身存在輕微的缺陷，若是樁身存在較大的缺陷，如存在斷層、局部夾層的情況，則波形出現(xiàn)明顯的較大變化，甚至成為一條直線不能出現(xiàn)規(guī)律的波形曲線。

3 聲波透射法應(yīng)用于具體的建筑工程中樁基檢測(cè)的實(shí)踐

3.1 選擇聲波透射法的具體方法

一般現(xiàn)在建筑工程中多采用樁內(nèi)孔透射方法對(duì)于樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，樁內(nèi)孔透射方法一般檢測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確，同時(shí)檢測(cè)過(guò)程中受外界情況干擾較小，因此是建筑工程樁基中首選的檢測(cè)方法。

3.2 對(duì)于建筑工程具體的分析

在建筑工程中采用聲波透射法進(jìn)行樁基檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該對(duì)整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)有一個(gè)詳細(xì)的了解，如建筑結(jié)構(gòu)的施工高度、施工面積、建筑工程的水文以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)、樁基的數(shù)量、對(duì)于哪些部分的樁基進(jìn)行檢測(cè)等，從而為進(jìn)行樁基檢測(cè)打下良好基礎(chǔ)。

3.3 根據(jù)樁基的情況配置合適的聲測(cè)管

聲測(cè)管的安裝是聲波透射法進(jìn)行樁基檢測(cè)的基礎(chǔ)，因此應(yīng)該根據(jù)樁基的數(shù)量和質(zhì)量選擇合適的聲測(cè)管，一般要考慮聲測(cè)管材料、樁基的內(nèi)徑和聲測(cè)管之間的距離。根據(jù)樁內(nèi)徑選定聲測(cè)管的數(shù)量，從而加強(qiáng)整體的檢測(cè)性，同時(shí)需要注意換能管的外徑與聲測(cè)館內(nèi)徑的距離，保證換能器在聲測(cè)管內(nèi)部能夠正常進(jìn)行升降。聲測(cè)管的埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定：樁徑小于或等于800mm時(shí)，不得少于2根聲測(cè)管；樁徑大于800mm且小于或等于1600mm 時(shí)，不得少于3 根聲測(cè)管；樁徑大于1600mm 時(shí)，不得少于4根聲測(cè)管；樁徑大于2500mm，時(shí)宜增加預(yù)埋聲測(cè)管數(shù)量。

3.4 樁基檢測(cè)

根據(jù)聲波透射法的原理和實(shí)施路徑對(duì)于需要的樁基進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，同時(shí)總結(jié)出檢測(cè)的結(jié)果和數(shù)據(jù)，查看樁基是否出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于異常的樁基進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)，通過(guò)與取芯相結(jié)合，確定樁基的缺陷類型，從而根據(jù)實(shí)際的需要采取補(bǔ)救的方案，加強(qiáng)樁基的質(zhì)量控制，增強(qiáng)建筑工程質(zhì)量。

3.5 聲波透射法的注意事項(xiàng)

一般聲波透射法原則上是在樁身混凝土完成后28d以后進(jìn)行檢測(cè)是合理的，但是這樣容易增加工程的施工時(shí)間，延長(zhǎng)工期，增加施工成本，因此一般都在混凝土硬化并且強(qiáng)度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)后運(yùn)用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)，以便于能及早發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行樁基施工質(zhì)量的改善。聲波透射檢測(cè)法對(duì)于樁基基本上沒(méi)有損壞，同時(shí)混凝土樁基內(nèi)部存在的缺陷并不會(huì)因?yàn)闃痘┕r(shí)間的延長(zhǎng)出現(xiàn)明顯的改善，因此，在利用聲波透射法進(jìn)行樁基完整性檢測(cè)時(shí)，一般以受檢樁混凝土強(qiáng)度的70%以上，且不低于15MPa 時(shí)可進(jìn)行檢測(cè)。在進(jìn)行樁基檢測(cè)的過(guò)程中應(yīng)該注意換能器在水中受到一定的浮力，受浮力的影響在下沉?xí)r有可能會(huì)出現(xiàn)電纜松弛的情況，導(dǎo)致?lián)Q能器的位置出現(xiàn)偏差，因此，必須從樁底開(kāi)始對(duì)于換能器進(jìn)行同步的提升才能夠保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。因此，在建筑施工過(guò)程中預(yù)埋聲測(cè)管時(shí)應(yīng)該合理分析各個(gè)數(shù)據(jù)和參數(shù)，然后保證聲測(cè)管和換能器的安裝準(zhǔn)確到位，從而加強(qiáng)樁基檢測(cè)的準(zhǔn)確性。對(duì)于樁基檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)應(yīng)該再次進(jìn)行復(fù)測(cè)，應(yīng)該從平測(cè)或者斜側(cè)等角度進(jìn)行進(jìn)一步的加強(qiáng)檢測(cè)，注意平測(cè)時(shí)發(fā)射與接收的聲波換能器始終保持相同的深度，而斜測(cè)時(shí)發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)該始終保持固定的高度差。在換能器的提升過(guò)程中首先應(yīng)該根據(jù)樁長(zhǎng)對(duì)換能器進(jìn)行高差的校正，提高樁基測(cè)試的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑工程也越來(lái)越多地向高層建筑和智能建筑方向發(fā)展，因此，對(duì)于施工質(zhì)量要求越來(lái)越高，而樁基的質(zhì)量對(duì)于建筑工程質(zhì)量有重要的影響，為了提高建筑質(zhì)量的安全性，應(yīng)該重視對(duì)于樁基的檢測(cè)，現(xiàn)在建筑行業(yè)通常采用聲波透射法來(lái)加強(qiáng)建筑行業(yè)的樁基檢測(cè)，聲波透射法檢測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確，同時(shí)對(duì)于樁基內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本上不會(huì)產(chǎn)生損壞作用，但是會(huì)導(dǎo)致施工周期的延長(zhǎng)或者施工周期成本的增加。聲波透射法需要提前進(jìn)行聲測(cè)管的預(yù)埋工作，因此在建筑工程具體應(yīng)用于樁基檢測(cè)時(shí)應(yīng)該注意各個(gè)細(xì)節(jié)控制，從而提高檢測(cè)的完整性和準(zhǔn)確性。