声波透射法与反射波法在基桩检测中的应用

窦艳飞 卢 俊 詹 健

(安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院，安徽 合肥 230088)

声波透射法与反射波法在基桩检测中的应用

窦艳飞 卢 俊 詹 健

(安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院，安徽 合肥 230088)

阐述了声波透射法与反射波法的检测原理，研究了两种检测法的相同点与不同点，并对两种检测法在基桩检测中的优缺点进行了比较分析，以合理选取检测方法，确保基桩的施工质量与安全。

声波透射法，反射波法，基桩检测

随着我国工程建设的快速发展，基桩广泛的应用在房屋建筑、桥梁、港口码头等基础设施建设中，并成为了工程建设的一种基础形式。基桩通常位于地下或水下，工程比较隐蔽，使得它的施工条件受到很大的限制，这也不可避免的会影响基桩的质量。基桩的好坏在很大程度上决定了整个工程的质量，也直接关系到人们的生命财产安全。因此，在工程施工中，对基桩的质量检测显得尤为重要，这就要求人们合理选用检测方法，能够准确的检测出基桩存在的缺陷以及它的具体位置，确保基桩的质量与安全，这样才能够及时消除工程中存在的安全隐患问题。声波透射法与反射波法是人们在基桩检测中常用的两种方法，因此本文就对这两种方法进行了研究分析。

1 基本原理

1.1 声波透射法的检测原理

采用声波透射法来检测桩身质量的基本原理是：将声测管预埋到检测通道中，灌注一定的清水将其作为耦合剂，确保这些清水不外漏，在桩的两侧同时对超声波信号进行发射和接收，在检测过程中，发射探头所发出的超声波信号将会直接穿透待测的混凝土桩，再通过接收探头将其转化为电信号。根据超声波在混凝土中所传播的时间、波形、频率等各种参数进行综合分析，就能够掌握和了解桩身混凝土内存在问题的性质、大小、位置的情况。桩身混凝土中如果存在不密实、断裂、离析、夹泥等缺陷，在超声波检测过程中，阻抗值将明显下降，它的传播速度也会随之变小，相对于完整的桩身混凝土，接收到的声时值、频率等参数都会出现异常。根据对这些参数的分析判断，就能够检测出基桩的质量和完整性。

1.2 反射波法的检测原理

反射波法指的是应力波在桩身中的传播反射特征为理论的一种方法。在应用这种方法的情况下，需要将桩看成是具有连续弹性的一维均质杆，同时不考虑周土体传播的应力波对沿桩身造成的一些影响。在测试过程中，在桩顶进行纵向振动，弹性波将会沿着桩身向下进行传播，一旦桩身出现较大的波阻抗变化波动或桩身截面积改变，就会发射反射波，将它进行相应的接收、滤波、放大以及数据的处理，根据接收到的信号就能够识别各个部位的反射信息，通过专业的数据软件对这些反射信号进行综合分析判断，就能够判断出桩身的完整性。

2 声波透射法与反射波法的特点对比

目前，我国应用声波透射法与反射波法进行检测是比较广泛的，不同的地区地质条件有所不同，不同的工程建筑中桩长桩径也会有所不同，因此在选用检测的方法时也会存在较大的比例差距。

2.1 两种检测法的相同点

1)在进行工程应用时具有较好的优势。应用声波透射法与反射波法进行工程检测，两者使用的检查仪器重量轻、体积小，能够在野外使用，便于检测，同时还具有检测效率高的特点，在很大程度上能够节约成本，所以在通常情况下都会选用这两种检测方法对基桩进行检测。2)检测模式具有相似性。这两种检测方法都是属于半直接法，也就是在实地检测中，同时应用相关的理论假设并结合工作人员的经验对其进行综合分析，最终判断出该工程基桩的质量检测情况，这两种方法都需要相关的物理参数对桩身质量进行判断。

2.2 两种检测法的不同点

1)检测原理不同。声波透射法的基本原理是应用声波透射过混凝土，主要是对声学的各个参数变化进行分析，从而判断出被测混凝土的缺陷；而反射波法则是把桩假设为一维弹性杆状体，一旦混凝土“杆件”中的波阻抗发生较大的差异，波就在该处发生反射，产生一种反射波，对其进行相关的综合分析就能够判断出桩身的完整性。2)波长方面不同。声波透射法的应力波的波长是通过cm来进行计算的，波的传播方向通常都是桩身的横向剖面，该法检测出的波长可以将其看作成体波波速；反射波法的应力波波长通常都是通过m进行计算的，波的传播方向是沿着基桩的纵轴线进行的，所以这就需要桩的长度大于桩径，且至少要大于5倍以上，这时检测到的声速将与杆的波速相近。3)对桩身缺陷的灵敏度不同。受检测原理的限制，反射波法只可以从广义上的扩径与缩径进行相关判断，却不能够判断出桩身缺陷的具体情况，不能灵敏的对桩身截面渐变的桩进行判断。如果该桩存在多处缺陷，这种反射波法通常只能检测出桩身向下的第一处缺陷，而很难确定出其他的缺陷。而声波透射法，在进行检测时根据声测管的长度进行的，即使桩身有多处缺陷，都可以通过测得参数分析出缺陷的位置、大小及性质。

3 声波透射法与反射波法的优缺点比较

3.1 声波透射法

1)优点。声波透射法能够有效的对大型桩的完整性进行检测，它不要求桩长，适用于桩径在0.8 m以上不同类型的灌注桩。在桩身中即使存在多个缺陷，对检测都不会造成影响，都能够检测出各个缺陷。能够准确的判断出桩身缺陷的位置、性质以及严重程度。在判断桩身缺陷过程中，不会受到地质地貌的影响，只会受实测声学参数的影响，因此就很容易判断缺陷的性质。2)缺点。要求预埋声测管，在一定程度上提高了成本，也会给施工带来一些麻烦。检测结果会受到预埋声测管的影响，这就对声测管的预埋提出了较高的要求，如果出现堵管问题，就不能够对其检测，这就对基桩缺陷的判断造成直接影响。在现场进行检测，需要处理大量的数据，工作人员工作量大且效率偏低。

3.2 反射波法

1)优点。在进行桩的施工时不需要增添其他工序，也就不用预埋声测管，这也就不会增加工程的造价成本。可以快速的对数据进行处理，能够快速的判断基桩质量，及时发现基桩中存在的缺陷。如果桩身缺陷所处位置较浅，反射波可以检测存在的缺陷。现场检测工作量小，工作效率高。2)缺点。它是按照波抗阻的变化来对扩径和缩径进行判断的，因此只能够检测出大概位置，却不能准确掌握桩身缺陷的性质、大小、程度等情况。反射波法在进行缺陷多的桩和长大桩的检测过程中，它测出结果的可靠性和准确性都不高。

4 结语

声波透射法与反射波法在基桩检测中都各具优缺点，为实现优势互补，很多工程在实际检测中，都会将这两种检测方法进行联合，实现对基桩的高效、科学、合理的检测。反射波法也用于对中短桩的检测，也可以对基桩进行快速的检查。同时，为了确保基桩质量，就可以应用声波透射法，准确了解和掌握基桩缺陷的位置、性质和严重程度。在检测过程中要同时重视检测的效率和质量，在工程的实际检测中同时运用多种检测方法，实现优势互补，确保工程质量。

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The application of sound wave transmission method and reflected wave method in pile foundation detection

Dou Yanfei Lu Jun Zhan Jian

(HuaiRiverWaterResourcesCommissionWaterConservancyScienceResearchInstitute,AnhuiWaterResourcesMinistry,Hefei230088,China)

This paper elaborated the detecting principle of sound wave transmission method and reflected wave method,researched the similarities and differences of two kinds of detection methods,and compared and analyzed the advantages and disadvantages of two kinds of detection methods in pile foundation detection,so as to reasonable selection of detection methods,ensured the pile foundation construction quality and safety.

sound wave transmission method,reflected wave method,pile foundation detection

2015-10-12

窦艳飞(1990- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)36-0074-02

TU473.16 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A