某桥梁工程基桩超声波透射法检测研究

杨晓强

1 工程概况

某新建桥梁工程桥梁宽12 m，其中机、非混合车道8 m，道路两侧各设置人行道2 m，桥梁跨径为(17.75+22+17.75)m。基桩设计参数:钻孔灌注桩，桩径1200 mm，3根桩长14 m(0-1，0-2，0-3)，3根桩长 15 m(3-1，3-2，3-3)，共 6 根桩，桩身混凝土强度C30。

根据委托单位提供的设计及施工资料，各检测桩的情况见表1。

表1 检测桩的设计、施工资料

2 超声波透射法

2.1 基本原理

超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:由超声脉冲发射源向混凝土内发射高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特性;当混凝土内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低;当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射;根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内混凝土的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内混凝土存在缺陷的性质、大小及空间位置。

2.2 检测仪器

采用武汉岩海工程技术开发公司生产的RS-ST01C一体化数字超声仪，包括φ35双孔径向换能器等。

2.3 检测步骤

本工程单个基桩共设3根测管，共3个剖面。

1)将发射与接收换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处;2)发射与接收声波换能器以相同标高同步上升，测点间距为250 mm;3)实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，并同时显示频谱及主频值;4)在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点;5)对另外的两个剖面进行上述步骤检测。

表2 超声波透射法桩身质量完整性检测结果表

2.4 桩身完整性判定

根据桩身混凝土的均匀性，是否存在缺陷及缺陷的严重程度，将桩身的完整性按四类划分:Ⅰ类桩:各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常;Ⅱ类桩:某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常;Ⅲ类桩:某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常;两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常;局部混凝土声速出现低于低限值异常;Ⅳ类桩:某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常;两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常;桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波，接收信号严重畸变。

3 检测结果

超声波透射法检测各桩结果汇总于表2。本次检测共检测6根桩，其中Ⅰ类桩6根，占所测桩数的100%;没有Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类桩。

4 结语

本次检测共检测6根桩，其中Ⅰ类桩6根，占所测桩数的100%;无Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类桩，满足工程设计要求，检测结果可供类似工程参考。

[1]JGJ 106-2003，建筑基桩检测技术规范[S].

[2]JGJ 94-2008，建筑基桩技术规范[S].

[3]GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[S].

[4]CECS 21∶2000，超声波法检测混凝土缺陷技术规程[S].