声波透射法在桥梁桩基检测工作中的应用

季晓满

摘 要：声波透射法是一种重要的桩基质量检测方法，在桥梁工程中有广泛应用。实践证实，通过技术应用可以及时发现和解决桩基存在的质量问题和安全问题，确保桩基施工的整体质量。文章以声波透射法的应用机理为切入点，重点对其在桥梁桩基检测中的应用要点进行探讨。

关键词：桥梁桩基；质量检测；声波透射法；应用要点

中图分类号：U443.15 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）36-0168-02

Abstract： The sonic transmission method is an important method to detect the quality of pile foundation， which is widely used in bridge engineering. It is proved by practice that the quality and safety problems of pile foundation can be found and solved in time through the application of technology， and the overall quality of pile foundation construction can be ensured. Based on the application mechanism of the sonic transmission method， this paper mainly discusses the application of the sonic transmission method in the detection of bridge pile foundation.

Keywords： bridge pile foundation； quality inspection； sonic wave transmission method； application essentials

1 概述

樁基是桥梁工程的主要承载结构，需要承受上部的荷载力，一旦其出现承载力不足等问题，那么可能会造成桥梁基础不均匀沉降、断桩等问题，影响了桥梁工程的可靠性与安全性。在当下桥梁桩基质量检测中，声波透射法具有很高的检测准确性，同时操作便捷，经济性比较强，具有很强的应用和研究价值。

2 声波透射法在桥梁桩基检测工作中的应用机理

如图1为声波透射法应用的示意图。在桥梁桩基检测工作中应用声波透射法的时候，主要以声波特性作为主要的检测依据，具体就是先在被测桩内预埋2根及以上数目的声测管（它们之间保持竖向相互平行状态）来构成检测通道，在其中注入清水当成耦合剂。之后在声测管中搁置超声波脉冲发射/接收换能器，这样就可以使超声仪激励发射换能器所产生可以穿过桥梁桩基桩体混凝土的超声波，待经过换能器接收后借助显示器将所检测的超声波波形进行显示。然后根据显示出的超声波形即可对其穿越混凝土后的首波声时、接收波主频率以及波幅等关键的声参数等进行判读。

通过上述流程，可以通过对桥梁桩基础桩身缺陷问题所造成的超声波形或相关参数变化等来对桩身是否存在缺陷问题进行检测。如果桩身混凝土内部存在孔洞、蜂窝或松散等质量缺陷问题，那么所产生的超声波会出现绕射或散射变化；根据超声波的初至到达时间以及能量衰减特性、波形畸变程度和频率变化等，可以对测量区域当中混凝土的密实度参数等进行准确测定。如图2所示，对于完整桩基和存在缺陷的桩基，它们在声波透射法下所得到的波列图会有所不同，从而可以借此来确定桥梁桩基是否存在质量缺陷。

对于桥梁桩基存在的桩身缺陷质量问题，选用基于平测法的超声波透射法，可以对存在缺陷的桩基位置进行准确判定，但是该种方法无法进一步对其缺陷的具体范围进行测定，可以借助斜测法进行测定，即要使收探头和发探头二者之间控制合理的高差。考虑到在铅垂面上安置的径向换能器本身具有一定指向性，所以相应的收发探头高差要小于收发探头之间的水平距离。在通过该缺陷部位的时候，超声波信号就会出现畸变，配合两探头间的高差以及异常区域范围，就可以近似地判断桩身缺陷的范围。如果相应的桩身缺陷比较轻，如声测管附近存在夹泥情况等，这时会使得信号的畸变范围缩小，反之则会使信号畸变范围扩大。此外，还可以采用扇形扫测法更加精确地划分桩身缺陷部位。

3 声波透射法在桥梁桩基检测工作中的应用要点

3.1 声测管埋设要点

首先，在声测管埋设的过程中，施工单位需要严格按照规定的施工要求和标准进行各项操作。桥梁桩基直径<1.5m，那么所设置的声测管数量应该控制在3根；如果桥梁桩基直径>1.5m，那么为了确保声测管埋置的科学性和合理性，声测管埋设的数目应该控制在4根。其次，在埋设完声测管后，需要借助钢板来焊接声测管的底部，期间需要合理控制焊接施工的具体工艺，确保焊接的整体质量，避免实际施工中出现漏浆等影响施工质量问题的行为。最后，在钢筋笼内部焊接声测管的过程中，要确保所设置各个声测管之间保持平行状态，且借助焊接方式处理各段接头位置，之后再将其埋置于桩底位置处。考虑到声测管制作所用的管材比较小，如果所使用管材的直径比较大，那么为了顺利地开展施工作业，一般需要采取分段连接管材的施工工艺。

3.2 收发换能器安装与使用要点

在实际桥梁桩基检测中应用声波透射法期间，检测人员需要先将扶正器安装好，在安装完毕的声测管中安置发射换能器和接收换能器，且要在安装完毕后详细地检查换能器的安装情况，确保其在后续的使用过程中可以始终保持正常升降的工作状态。在实际的桥梁桩基检测工作中，为了增强信号检测的性能，需要对检测仪所设定的各种参数进行合理确定，同时需要在检测期间做好检测的关键参数控制工作，确保最终显示器可以对超声波的波幅等进行清晰显示。

在检测点设置期间，一般需要将检测点的间距控制在0.2～0.5m范围内，如果发现了异常情况，或者检测结果存在不清晰的情况，那么在后续的桩基检测作业中，必须结合实际的桥梁桩基检测情况，适当地对检测点进行加密处理，确保各项处理工作得到妥善处理。在接收换能器和发送换能器应用过程中，需要按照自上而下的检测顺序，详细地记录波形、发射波和接收波等各项检测内容。此外，如果发现所观察和记录波形存在异常情况，那么可以灵活应用斜测法、扇形扫测法和平测法等超声波形检测法来开展超声波测量工作。特别是桥梁桩基检测中涉及到比较多的声测管，那么可以应用分组处理方式，以分组形式来完成相应的桥梁桩基检测工作。待桩基分组完毕后，可以按照随机检测方式对声测管的安置及应用情况进行检测。

3.3 桥梁桩基缺陷处理要点

在桥梁桩基缺陷处理中应用声波透射法的过程中，相应的要点主要体现在如下几个方面：其一，要灵活应用斜测法、平测法以及扇形扫测法等检测方法来判断桥梁桩基缺陷的程度和范围。在实际的测试过程中，同步测试具有快速特征，所以这可以将其作为桩身缺陷排查的一个重要依据。虽然当下所采用的检测技术可以在采样间隔控制在0.1m，能够确保检测结果的准确性，且不需要进行加密检测处理。但是在检测桩基桩身混凝土缺陷范围的时候，会降低检测结果的准确率，所以要在灵活应用斜测法或扇形扫测法等的基础上，科学制定检测方案。其二，在桥梁桩基检测工作中，可能会因为声测管倾斜问题而影响剖面声速值检测结果的准确性，这时可以借助软件来对声测管偏差能力进行纠正，但是要对声速变化的有序性进行控制，避免一味地盲目纠偏操作而造成检测结果失真问题。其三，要结合桥梁桩基缺陷的实际情况和建设部和交通部等的相关检测规范，科学划分桩身的完成情况，依据检测剖面的声学参数异常点和偏离情况，准确地判断桩身类别情况。特别需要注意的是，除了要确保其灌桩的密实性，更要始终基于实际的情况来进行综合判断。

3.4 检测现场问题处理要点

在声测透射法应用的过程中，检测现场可能会出现信号突然消失、设备故障以及接受故障问题等，所以实际的现场应用中要结合实际情况进行科学判断和分析。对于信号的突然消失问题，主要是由于設备系统故障或声测管内无水，需要检查声测管内是否存在水，并对设备系统是否存在故障进行排查，确保及时处理和解决异常情况；对于发射换能器或接收换能器等设备运行故障问题，要及时做好设备的检修维护工作，在发现问题后要及时进行更换；针对接收换能器存在的接收问题，如果声测管提出后相应波形恢复正常，那么就意味着换能器存在故障问题，这时候及时替换出现故障问题的接收换能器，之后再进行声波透射法检测，确保检测结果的准确性。

4 结束语

总之，在桥梁桩基检测工作中应用声波透射法，可以显著提升桩基质量检测的质量和效率。为了顺利地应用声波透射法，需要结合实际的桥梁桩基检测情况以及施工标准和要求，做好声波管埋置、换能器等设备安装和使用，妥善处理桥梁桩基缺陷，另外还要做好检测现场问题处理，确保可以增强检测结果的准确性。

参考文献：

[1]马辉.声波透射法基桩检测的综合判读实例[J].城市地理，2015（22）：242-243.

[2]封承九.基桩施工质量检测探讨[J].重庆建筑，2014（9）：47-49.

[3]董承全，胡在良.声波透射法测管管距修正方法研究[J].科技创新与应用，2016（15）：3-4.

[4]林国章.声波透射法测在桩基检测中的应用探析[J].河南建材，2017（6）：9-10.