蘭黎明

摘? 要：聲波透射法是目前在樁基檢測中極為常見的檢測方法之一，然而由于工況復(fù)雜且檢測人員經(jīng)驗(yàn)不足，嚴(yán)重影響了檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度和正確性。為此，本文分析了聲波透射法在基樁檢測中的應(yīng)用原理，探討了聲波透射法在基樁檢測中的應(yīng)用方法，同時(shí)提出了樁基檢測中聲波透射法的應(yīng)用策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：樁基檢測;聲波透射法;實(shí)踐應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU473.1+6??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）02-0000-00

0 引言

樁基礎(chǔ)工程施工環(huán)境較為復(fù)雜，同時(shí)也受到施工技術(shù)和設(shè)備的多方面影響，其工程質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)項(xiàng)目主體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)安全性會(huì)產(chǎn)生威脅。故而，進(jìn)行樁基檢測是排查施工安全質(zhì)量的重要前提。聲波透射法是目前較為常見的樁基檢測方法之一，然而在實(shí)際工況中，聲波透射法的應(yīng)用策略并不完全相同，經(jīng)驗(yàn)不足更會(huì)導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差。鑒于此，有必要深入探討樁基檢測中聲波透射法的實(shí)踐應(yīng)用策略。

1 聲波透射法在基樁檢測中的應(yīng)用原理

聲波透射法在樁基檢測中較為常用，其檢測原理是利用超聲波脈沖源透過混凝土，激發(fā)出高頻率的彈性脈沖信號(hào)，而后再利用高精度接受設(shè)備，對(duì)返回的脈沖信號(hào)波動(dòng)性特征做出數(shù)據(jù)分析。聲波從發(fā)出到返回，能量必然發(fā)生波動(dòng)，而能量強(qiáng)弱變化，亦或是波形和頻率的變化，正是判斷樁基情況的客觀依據(jù)。可以通過聲波透射法，來判斷混凝土內(nèi)部的實(shí)際密實(shí)度。

2 聲波透射法在基樁檢測中的應(yīng)用方法

（1）平測法。平測法是通過兩個(gè)轉(zhuǎn)換器分別在同一測量高度發(fā)出雙向信號(hào)，以接收信號(hào)和發(fā)射信號(hào)的同標(biāo)高度測定樁基內(nèi)部完整度。平測法主要用于檢測樁基內(nèi)部混凝土微小缺陷，尤其對(duì)于樁身缺陷長度的判斷更為精準(zhǔn)。但是如果樁身主要缺陷產(chǎn)生在水平位置時(shí)，平測法則很難測出，即便測出存在缺陷，也很難判斷該水平方向上的缺陷位置。

（2）斜測法。斜測法主要是將兩個(gè)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行高低不同的落差分布，在接收和發(fā)射信號(hào)的斜面中檢測樁基缺陷。在檢測過程中，兩個(gè)轉(zhuǎn)換器始終保持統(tǒng)一高度差值，在水平方向上檢測出樁基混凝土可能存在的缺陷。當(dāng)預(yù)設(shè)高度差較大時(shí)，檢測樁基水平方向缺陷的精度相對(duì)更高。但是在外部干擾信號(hào)較強(qiáng)時(shí)，高度差越大檢測值的精確度越低，對(duì)樁基缺陷的判斷也更容易出現(xiàn)巨大誤差。所以，測試過程中，為了保證接收信號(hào)的穩(wěn)定性，通常會(huì)選擇小于40°的水平夾角范圍做出檢測。如果超過40°，則可能直接影響檢測結(jié)果。在實(shí)際工況中，斜測法一般是作為平測法的補(bǔ)充性檢測。在檢測過程中，斜側(cè)法需要完成兩次檢測數(shù)據(jù)對(duì)比。第一次檢測時(shí)可以選擇接收器高于發(fā)射器，第二次檢測時(shí)以上一次的高度差為基礎(chǔ)上調(diào)發(fā)射器高于接收器。而后再通過兩次檢測的對(duì)比結(jié)果，來最終判斷樁基缺陷的大致水平范圍。

（3）扇形測法。當(dāng)樁基內(nèi)部混凝土缺陷嚴(yán)重時(shí)，為了進(jìn)一步校準(zhǔn)缺陷位置和大小，通常也會(huì)選擇使用扇形檢測法。該方法是先固定一個(gè)轉(zhuǎn)換器，用另一個(gè)轉(zhuǎn)換器的高低位移和水平位移構(gòu)建出一個(gè)扇形的檢測區(qū)域。在該區(qū)域內(nèi)，接收器和發(fā)射器并未始終保持同一水平高度，所以檢測范圍也被適當(dāng)放大。

3 樁基檢測中聲波透射法的實(shí)踐應(yīng)用策略

（1）規(guī)避聲測管干擾。杭州市某改造工程，全線長918.76m。主線高架標(biāo)準(zhǔn)寬度為25m。一座半互通式立交。高架橋基礎(chǔ)采用大直徑鉆孔灌注樁，樁徑為250cm、150cm、120cm、100cm四種，主要樁徑為120cm。由于該工程項(xiàng)目臨近高速公路，采用聲波透射法檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)了來自聲測管的波動(dòng)性干擾。尤其是在樁基底部6m以下，聲波回收信號(hào)異常嚴(yán)重。參考全線施工標(biāo)準(zhǔn)，以及施工方提供的早期設(shè)計(jì)指標(biāo)，如出現(xiàn)大規(guī)模樁基缺陷，實(shí)際工程不可能順利完工。在經(jīng)過多方檢查后發(fā)現(xiàn)，聲測管內(nèi)部出現(xiàn)較為嚴(yán)重的油漬污垢，最終判斷是由于防銹油過量，導(dǎo)致檢測過程中灌水后聲測管積水嚴(yán)重，才干擾了檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度。

（2）排除聲測管接頭影響。根據(jù)《超聲回彈綜合法檢測強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程CECS 02：2005》和《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：2000》對(duì)聲波檢測法提出的檢測標(biāo)準(zhǔn)，必須在檢測過程中排除聲測管接頭影響。由于部分工程項(xiàng)目的樁基檢測中，需要同時(shí)連接數(shù)節(jié)聲測管才能接觸到樁基檢測范圍。然而檢測管如果采取焊接，連接處螺紋就可能產(chǎn)生深度不同的螺絲紋。超聲檢測設(shè)備只能回收檢測管發(fā)出的信號(hào)源，但是如果轉(zhuǎn)換器恰好處于兩管之間的接觸位置，就可能會(huì)直接影響檢測結(jié)果。由于檢測時(shí)產(chǎn)生巨大噪聲，以至于聲速嚴(yán)重降低，首次接收到的波形也會(huì)呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。所以，檢測數(shù)據(jù)才會(huì)出現(xiàn)時(shí)高時(shí)低的不穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)檢測結(jié)果的正確性產(chǎn)生極大干擾。為此，在應(yīng)用聲波檢測法時(shí)，為了最大限度地避免檢測結(jié)果誤差，就需要排除掉聲測管接頭的不利影響?？梢栽讷@得檢測數(shù)據(jù)后，對(duì)深淺不一的波幅曲線進(jìn)行等間距的規(guī)律性判斷，如果發(fā)生波形突變，則可能已經(jīng)受到管接頭影響，可參考測管安裝記錄做出輔助性的檢測結(jié)果判斷。

（3）規(guī)避彎曲聲測管干擾。聲波投射檢測設(shè)備，通常采用測樁專用徑向換能器，材質(zhì)為全不銹鋼的探頭導(dǎo)電滑環(huán)（集流環(huán)）接頭，很小幾率出現(xiàn)測量誤差。所以多數(shù)情況下，聲測管出現(xiàn)問題的幾率更大。由于施工環(huán)境復(fù)雜多變，聲測管發(fā)生彎曲變形的情況也并非少見。當(dāng)聲測管彎曲時(shí)，回收信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波形不穩(wěn)定問題。無論是測距增大還是縮小，都無法及時(shí)做出客觀判斷。如果無法保證檢測波形正常，那么對(duì)于檢測結(jié)果的正確性也會(huì)產(chǎn)生諸多干擾。聲測管彎曲的影響，聲測管彎曲導(dǎo)致測距增大或減小，使正?；炷恋穆曈锌赡艹袚?jù)，尤其是聲測管發(fā)生嚴(yán)重彎曲時(shí)，測距也會(huì)隨之縮小，就有可能繞開預(yù)期的檢測范圍，令樁基檢測出現(xiàn)空白區(qū)域。缺陷處回聲必然小于測距，而測線超標(biāo)也在所難免。所以對(duì)樁基缺陷的判斷也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重誤差，不能作為衡量樁基缺陷的客觀標(biāo)準(zhǔn)。所以，檢測前就需要判斷聲測管是否出現(xiàn)情況，從而避免應(yīng)用過程中對(duì)檢測結(jié)果產(chǎn)生干擾。

（4）及時(shí)更新檢測設(shè)備。采用聲波透射法檢測樁基完整性，檢測過程并不十分復(fù)雜，主要依靠檢測人員的以往經(jīng)驗(yàn)。但是檢測設(shè)備卻對(duì)檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度產(chǎn)生巨大影響。尤其是在較為復(fù)雜的工況中，檢測設(shè)備反復(fù)檢查后出現(xiàn)誤差值遞增的情況不在少數(shù)，所以及時(shí)更新檢測設(shè)備也是提高檢測質(zhì)量的重要前提。目前德杜儀器SUT-PIT、中巖科技雙剖面RSM-SY6、自發(fā)自收通道RSM-SY7、武漢建巖科技BR-PST（C）等檢測設(shè)備的應(yīng)用率較高。而且在實(shí)踐應(yīng)用過程中，達(dá)到了工業(yè)級(jí)一體化標(biāo)準(zhǔn)，其發(fā)射電壓保持在500 v/1000 V水平，高通頻率可達(dá)10 KHZ，低通頻率可達(dá)30 KHZ，波形延時(shí)可控制在10～65535.975 us范圍內(nèi)。采用全自動(dòng)深度計(jì)數(shù)器，避免手動(dòng)提升誤差，大幅度提高檢測速度，自動(dòng)判讀功能，首波聲時(shí)、聲副判讀更準(zhǔn)確，內(nèi)置高能鋰電池，滿足野外長時(shí)間工作，同時(shí)預(yù)留外電接口，也更加適合在復(fù)雜工況中使用，值得推廣應(yīng)用并加以普及。

4 結(jié)語

綜上所述，聲波透射法在基樁檢測方法主要采用平測法、斜測法、扇形測法。在實(shí)踐應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)盡量規(guī)避聲測管干擾，同時(shí)排除聲測管接頭影響，并規(guī)避彎曲聲測管干擾，進(jìn)一步更新檢測設(shè)備，以保證檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度和正確性。

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Research on Application of Acoustic Transmission Method in Pile Foundation Inspection

LAN Liming

（China Water Resources and Hydropower Twelfth Engineering Bureau Co.， Ltd.，? Hangzhou? Zhejiang? 311600）

Abstract： Acoustic transmission method is currently one of the most common detection methods in pile foundation detection. However， due to complex working conditions and insufficient experience of the inspectors， the accuracy and correctness of the detection results are seriously affected. For this reason， this paper analyzes the application principle of acoustic wave transmission method in foundation pile detection， discusses the application method of acoustic wave transmission method in foundation pile detection， and proposes the application strategy of acoustic wave transmission method in pile foundation detection for reference.

Keywords： Pile foundation inspection; Acoustic transmission method; Practical application