超声波法在桥梁桩基检测中的应用

超声波法在桥梁桩基检测中的应用

刘雪峰罗尚敏

刘雪峰罗尚敏

云南航天工程物探检测股份有限公司云南昆明650106

摘要：在工程建筑中，桩基的建设是最为重要的一个环节，而对桩基的检测又是重中之重。如何保证工程桩基的质量已经成为工程行业要解决的首要问题。超声波法是桩基检测中最具优势、检测准确率最佳的一种。文章就当前我国在对桥梁桩基检测进行相关阐述，探究超声波法在桥梁桩基检测中的一些相关原理及其正确的使用方法，以便能更好的使用超声波法在桥梁桩基检测中的作用，确保桥梁桩基的质量，以此保证整座桥梁的质量。

关键词：超声波法；桩基工程；应用；研究

1导言

超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程，检测的结果真实可靠，可以体现出超声波无损检测技术的应用性，超声无损检测技术发展迅速，在国内外被广泛应用，成为当前发展较快的无损检测技术之一。由此可见桥梁桩基的重要性，我们一定要做好桥梁桩基检测，以确保桩基的建设质量。超声波检测法是当前最为常用、精确的检测桥梁桩基的方法，下面笔者就超声波法在桥梁桩基检测中的应用进行相关探究。

2超声波法检测桥梁桩基概述

2.1原理分析

根据传播方式和接收方式不一样，超声波法可以分为两种方法，一种是超声波透射法，另一种是超声波回波法。超声波回波法主要运用于材料介质比较均匀，而且介质对超声波阻碍和影响都比较小的材料，比如金属材料的检测。超声波透射法相比回波法，它的抗干扰能力比较强，而且对材料介质没有过多的限制，所以在桥梁桩基检测中，运用更为普遍的是超声波透射法。超声波透射法检测桥梁基桩的原理，首先是通过预先在基桩内部安装若干根的声测管，把能超声波发射和接收的探头分别放入声测管中，并用清水把声测管灌满以作耦合剂。然后把探头中的脉冲信号器发出的电脉信号冲加到发射换能器电压体上转变成超声波脉冲，通过超声脉冲信号穿过整个基桩来测量基桩的相关系数，然后通过连接接收器信号，查看超声波信号。关于超声波接受器所显示的信号信息，检测人员可以根据接收超声波脉冲信号所用时间的长短、超声波的波动幅度、超声波脉动频率以及超声波的形状频谱等数据参数来判断桥梁基桩所用混合凝土质量是否充实以及基桩混凝土出现离析、蜂窝等缺陷的具体位置及大致分布范围，从而对桥梁基桩的总体强度和均匀性做出质量等级评判。

2.2优缺点

其优点是灵敏度高、检测的厚度大、成本低、速度快、不会对人体造成伤害，可以定位和定量缺陷。第一，开展桩基质量检测时，无损检测技术的使用不会破坏到桩基使用性能和受力性能。第二，检测设备科技含量比较高，开展无损检测技术之后，能够在不基于破坏桩基基础上，实现建筑物全方面检。无损检测技术较为简单，检测时间较短，不会影响工序执行。第三，无损检测技术还可以对建筑物深部混凝土有检测功效。对内部存在的缺陷，实现全方位检查。一般而言，无损检测技术主要应用于：第一，当桥梁需进行规范化设计时，需进行重新修订，有大量的缺陷需及时补充完整。第二，桩基承载的负荷非常大，需要加强检测。第三，桩基是建筑物的基础，桩基质量高低影响整个建筑的建设。

虽然超声波无损检测技术近年来被广泛应用于各工程的质量检测中，且有着诸多的优点，但超声波无损检测技术最大的缺点是它在对具有着复杂性状的物体或是不规则性状的物体进行检测时，数据的准确率是较低的。超声波无损检测技术虽然能够对被检测物体内的缺陷进行准确定位，但如果需要定量性的数据信息，仍需要工作人员进行更细致的研究。另外，如果被检测物体中含有晶质物体，则检测出的结果会受到不同程度的影响。在检测中如果采用手工脉冲型方法，检测出的结果也会产生较大差异。

3超声波法在桩基工程中的应用

3.1超声波无损检测技术对桩基承载力的检测

超声波无损检测技术对桩基工程承载力的检测主要分为两个部分，即：静荷载试验法与高应变动测法。静荷载检测法是在检测桩基纵向承载力时，在桩基的顶端加施静荷载，通过检测所得到的PS曲线参数特征来初步确定桩基承载力，从而更准确地分析出桩基施工的质量。但是，由于静荷载检测法所需的检测时间较长，且成本较高，再加之检测对所需的桩基设计安全系数要求较高，因此很难获得准确的检测结果。高应变检测法是一种对桩基基身完整性及单桩纵向承载力进行检测的方法。在检测中主要以锤重高于桩身重量10％的力度，以自由落体方式击打桩基顶端，从桩基顶端所传导出的超声波来确定相关的动力系数，并以此数据对桩基的承载力进行分析和计算。、

3.2对桩基混凝土强度进行检测

对桩基混凝土结构强度进行检测主要是以强度与超声波在混凝土中的传播参数之间的关系为基础，所指的传播参数一般包括声速、衰减系数等。当超声波从桩基混凝土结构中穿过之后，在混凝土的微区就会产生一种拉伸压缩或者是剪切的应力应变的过程。然而，由于混凝土强度检测需要较多的参数，这些参数受到很多因素影响，建立超声波传播与混凝土强度之间的简单关系比较困难。因此，该方式尚在试验中阶段，并未大范围推广使用。

3.3超声波法进行桩基试验检测的桩体质量判别方法

在混凝土材料上，因为桩基础大部分为多孔非均质的材料，很大程度上成桩质量受多个影响因素的耦合影响，所以在完成了超声波无损检测后，还要进行综合分析检测数据，具体分析方法有以下三类。PSD判别法。由于声测管不是完全平行并且钻孔桩中混凝土均匀性较差，在时值上，超声波声有时会偏离。这会给对桩体非缺陷因素进行排除分析当中带来不利。PSD法的优点是可以排除桩体非缺陷因素影响，且能够将造成桩体界面变化所产生的显著缺陷给如蜂窝般准确呈现出。声速判断法。桩体本身弹性模量等性质和超声波传播速度是有联系的，在内部桩体混凝土结构之类的一些参数对超声波传播速度也有影响。

3.4超声波现场检测的处理

从上述超声波法对桥梁桩基检测的基本原理可知，超声波法是通过在基桩内部预埋声测管进行检测的，而声测管预埋的数量直接关系着检测基桩截面的数量，从而决定检测的精确度。当预埋的声测管数量越多，超声波所能检测到的基桩截面越广范围越大，越能确保基桩缺陷位置的准确性，但是检测截面范围越广，自然会增加相应的检测成本，所损耗的人力物力自然会大。反之，预埋的声测管数量越少，所能检测的基桩截面越小范围约小，对存在缺陷的基桩位置可能难以检测出来，这就减低了超声波检测的精确性和可靠性。所以，在预埋声测管之前，要根据桥梁基桩的直径来确定预埋声测管的数量，这样才能提高超声波法对桩基检测的有效性。

结束语

综上所述，超声波法是目前桥梁桩基无损检测应用的重要方法，技术比较成熟，操作简单易行，可靠有效，可准确地反映桥梁桩基的实际情况，可有效提高桩基试验检测效率，在桩基检测方面有着举足轻重的作用。作为一名工作人员应当在实际工作中不断丰富自身的理论知识，学习如何更好地运用超声波法进行桩基检测，为桩基施工质量控制提供更为科学严谨的依据。

参考文献：

[1]刘强.超声波法在桩基检测中的应用研究[J].现代物业（上旬刊），2015，07：12-14.

[2]姜凡，周东富.浅谈超声波无损检测技术在桩基工程中的应用[J].黑龙江科学，2016，01：37+65.

[3]邬万枫.超声波法在桥梁桩基检测中的应用[J].信息化建设，2016，01：158-159.

[4]邱雪峰.超声波无损检测技术在桩基工程中的应用研究[J].科技创新与应用，2016，07：235.