浅谈超声波无损检测技术在桩基工程中的应用

姜凡，周东富

（吉林省地质勘探技术研究所，长春 130103）

浅谈超声波无损检测技术在桩基工程中的应用

姜凡，周东富

（吉林省地质勘探技术研究所，长春 130103）

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。通过分析超声波无损检测技术在桩基工程中的应用，以进一步提高桩基工程施工质量。

超声波无损检测技术；工程施工；应用

1 什么是超声波无损检测技术

超声波无损检测技术主要是利用声波在空气中的传递、反射的条件转换，进行物体的检测。其主要目的是在不损伤或不损害被检测对象使用性能及原本状态的前提下，对被检测对象中是否存在缺陷或不完整、不均匀性进行检测，并准确地检测出被检测物体缺陷大小、具体位置、性状、数量等信息，从而判断出被检测对象目前所处的状态。超声波无损检测技术被广泛应用于航天、航海、建筑工程等众多行业中。

2 超声波无损检测技术的工作原理及优缺点

2.1 超声波无损检测技术的工作原理

超声波无损检测技术的工作原理是利用超声波在被检测物体中的传导性进行检测。它主要的工作原理有以下几点：第一，被检测物体在检测时会产生一定范围内的超声波，并采用相应的技术措施将被检测物体所释放出的声源导入到检测所用的试件中。第二，超声波在试件中进行传导时会与试件本身的材料及与其相关联的被检测物体的缺陷产生相互作用，从而使超声波的传导方向或状态发生改变。第三，被检测物体所释放出的超声波被改变状态后会通过检测设备接收，从而使工作人员能够对其进行分析及处理。第四，工作人员可以根据所接收到的超声波性状特征，评估并验证出试件及被检测物体中是否存在着缺陷或是不均匀性。

2.2 超声波无损检测技术的优点

第一，超声波无损检测技术广泛适用于金属类、非金属类以及复合类材料的检测，且具有穿透力强的特点，比较适用于对厚度范围较大的物体进行缺陷检测。例如：超声波无损检测技术可以对2mm以内的金属物体及材料进行检测，也可以穿透较长的钢管进行检测。第二，超声波无损检测技术对被检测物体的缺陷定位十分准确，较大面积的缺陷检测准确率超过90%。超声波无损检测技术的感知灵敏度很高，对被检测物体中面积缺陷较小的位置也能准确定位。第三，超声波无损检测技术的检测成本低，检测速度很快，对工作人员及周边的环境没有任何损害，适用于工程施工的质量检测。

2.3 超声波无损检测技术的缺点

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 超声波无损检测技术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 超声波无损检测技术对桩基完整性的检测

在对桩基完整性的检测中，低应变动检测技术是最为适用的一种方法，这种方法主要是通过对桩基顶部施加较低的振动能量，从而引起桩基基身及周边土体的共振，当土体共振时，利用适当的仪器和设备对桩基基顶振动的速度进行检测，同时利用超声波振动原理及阻抗理论对超声波所反射的数据参数进行分析和计算，以此来判断桩基整体的施工质量及桩基的完整性，评估出桩基施工时的承载能力。

在对桩基的完整性进行检测时，还可以使用超声波透射法完成。超声波透射法主要是利用超声波在混凝土中的传导声学理论，对所传播的声波参数进行检测，例如：对桩基声波传导中的声速、音频、幅度、频率进行检测，以分辨它们的变化及声波的传导状态，准确地分析出桩基中混凝土的完整性、连续性及断层部分。利用超声波透射法可以准确地判断出桩基缺陷部位及大小状态等因素，从而保证桩基的质量。

4 结语

超声波无损检测技术对保证桩基完整性有着至关重要的作用，超声波无损检测技术可以更准确地判定桩基内部的缺陷及不安全因素，从而最大限度地保证桩基的工程施工质量。

［1］苟智栋.超声波无损检测技术在桩基工程中的应用［J］.高原地震，2015，27 (01):68-72.

［2］范德生.超声波无损检测技术在桩基工程中的应用思考［J］.科学时代，2015，(12):155.

TU473.16

A

1674-8646（2016）01-0037-02

2015-09-13

姜凡（1982-），女，吉林吉林人，学士，工程师，从事地基基础检测研究。