浅谈声测管法在灌注桩检测中的应用

杜宜军

钻孔灌注桩在水利、公路、建筑等领域有着广泛的应用，它是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。由于其施工时地下环境比较复杂，施工质量容易受到诸多因素的影响，所以对其成品质量的检测尤为重要。作者在山东省淮河流域平原洼地南四湖片2018年度治理工程桥梁灌注桩成品检测时，采用声测管法对灌注桩成品质量进行了检测，取得了很好效果，现将检测方法及经验作一交流。

一、工程概况

山东省淮河流域重点平原洼地南四湖片治理工程是国务院确定的172项水利重大项目，并被水利部确定为2018年新开工的15项重大水利工程之一。

山东省淮河流域重点平原洼地南四湖片治理工程位于淮河流域北部，主要分布于沿南四湖周边的滨湖洼地和湖西平原洼地，总治理面积3958km²。核定工程概算总投资260031万元，施工工期36个月。工程建成后，将全面提高流域排涝能力，对改善当地生产生活条件，推动地区社会经济可持续发展，保障国家粮食安全等具有重要意义。

主要施工内容：治理辛安河5.46km，西盖站沟、西焦站沟、焦村截流沟6.48km，改建后辛安桥、后辛安东桥、中辛安桥、东周桥、严村桥、李村桥共6座，改建北徐楼站1座，加固辛安站和盖村站2座，改建焦村涵洞1座。现将李村桩基施工过程与质量检测做以下说明。

李村桥位于辛安河桩号3+946处，总长32m，桥梁轴线与河流流向夹角为90°，形式为2×16m先张预应力空心板，全宽7.5m。桥台处设D80型伸缩缝，其余设桥面连续。伸缩缝处支座为GYZF4200*44mm，其他部位支座GYZF200×42mm。桥面设双向1.5%横坡，盖梁顶水平，横坡利用支座垫石调整，保证支座水平安装。桥梁上部结构采用装配式先张法预应力混凝土简支空心板（1m板宽），下部结构采用单排双柱式桥墩、台，基础采用钻孔灌注桩。设计桩径120cm，桥台灌注桩单桩长20m、桥墩灌注桩单桩长23m，桩基基础采用C30水下混凝土。

灌注桩地质结构由上至下依次为壤土、黏土、中粗砂、黏土、中粗砂，砂层厚度为5～6m，给钻孔灌注桩施工带来难度，并对桩基成品质量带来较大风险。因为钻孔灌注桩的地下施工环境极其复杂，所以对钻孔灌注桩施工质量的研究与应用具有重要意义。

二、检测原理与方法

根据《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014），桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等几种。

在桩基成品的质量检测中主要采用声波透射法检测。与其他完整性检测方法相比，声波透射法能够进行全面、细致的检测，且基本上无其他限制条件。该检测方法是获得一组（剖面）声学数据后，对数据进行分析，剔除异常值后计算平均值（声速和波幅），然后再将每个测点的数据与平均值进行比较，超过一定范围（如波幅下降6dB）即认为该点存在缺陷。

测试原理：由超声脉冲发射源激发高频弹性脉冲波，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征；当混凝土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征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内混凝土的密实度参数。测试记录不同剖面、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的内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。

该方法对声测管总体的要求是：接头牢靠不脱开，密封不漏浆；管壁平整不打折，平顺无变形；管体竖直不歪斜；管内畅通无异物。

灌注桩混凝土龄期在14d以后才能进行检测。检测前应将桩头凿至设计标高，并用测绳拴一根32mm长约20cm的钢筋，做成吊锤对声测管进行试探是否畅顺，并向管中注满清水。

在灌注桩检测中，使用智博联多通道超声测桩仪，该测桩仪是一种便携式、使用超声波法对混凝土基桩完整性进行检测的专用仪器。采用多通道自发自收电路，能够同时对多个剖面进行检测，将三只换能器放到声测管中，一次提升即完成三个剖面的全组合测试，大幅度提高了检测效率。测试过程中可随时看到检测结果，并以图形化方式显示出每个剖面的异常点分布情况，同时可显示各剖面的波形图、曲线图、数据列表、影像图等。

仪器主要由四部分组成：主机、径向换能器、记数装置（深度记录滑轮、管口导向滑轮、管口导向锥筒、三角架及信号线）、配件等。

测桩时，声测管外壁内侧净间距数据应准确。使用平测法检测时，要确保各声测管中的换能器所放下的深度相等，匀速提升保证各换能器处于同一水平面上。

三、施工技术要点

在灌注桩钢筋笼制作过程中，靠近钢筋内壁位置等间距预埋3根声测管，用辅助钢筋与灌注桩钢筋绑扎固定，选用声测管外径57mm，壁厚3mm，单根长7m。根据设计桩长度，声测管需进行接长处理，接头处采用钢套管焊接，钢套管外径70mm，壁厚6mm，长度为8cm。声测管底部用外径76mm，壁厚10mm的Q235B钢板封堵焊牢。

图1 声测管布置图

声测管长度从桩底延伸至破桩头顶面15cm（破除桩头部分按0.5m计，要求声测管不漏水，内无异物。浇筑灌注桩混凝土前将其灌满清水，上口用塞子封闭。声测管布置图见图1。

四、结语

利用声波透射法进行桩基检测，能对灌注桩成品质量进行全面的检测，并且不会造成破损，可以保证检测结果更加精准、可靠、科学，尤其是对桩基的缺陷检测优势明显，作为一种新兴的检测技术必将有着更广泛的应用■