超声波技术在路桥桩基检测中的应用研究

超声波技术在路桥桩基检测中的应用研究

龙涛

重庆渝建国有资产经营有限公司   400000

摘要：在对桩基础施工过程中，由于作业管理、施工水平、工程地质条件以及施工工艺等多方面的影响，会使路桥桩基出现夹杂泥沙、混凝土离析、断裂以及缩颈等问题，这样不但会使桩基础的承载力受到影响，严重的还会导致工程安全事故。因此，施工单位应对路桥桩基检测管理进行控制，合理运用无损检测技术，对桩基的状态实施科学的评估，使桩基的施工质量得到保障，从而达到提高路桥整体安全性的目的。

关键词：超声波技术；路桥桩基；检测；应用

0引言

超声波透射法可通过声波的有效传输，透过桩基的建筑材料进行全面的数据传递，将声波传输所形成的关键信息反馈给工作人员进而了解更多内容。此方式便于了解建筑材料的稳定性和坚韧程度，利用声波频率和速度真实呈现出材料结构，一方面可以查看建筑完整程度，另一方面，可以发现桩基结构存在的不足。

1路桥桩基工程检测的重要性

路桥桩基础目前是建筑工程最常用的基础形式。桩基础的作用是将荷载传至地下较深处承载性能好的土层或岩层，以满足承载力和沉降的要求。桩基础的承载能力高，能承受竖直荷载和水平荷载，能抵抗上拔荷载和承受振动荷载，是应用最广泛的基础形式。桩基检测工作是确保桩基工程施工质量至关重要的环节，检测工作质量、检测方法及结果直接关系到建筑工程的实体安全和正常使用。

2声波透射法检测原理

声波透射法检测混凝土桩基是根据“穿透法”，采用发射换能器重复发射超声波脉冲，让超声波在所检测的桩基混凝土中传播，然后由接收换能器所接收。超声波在穿透混凝土介质的传播过程中，会在桩身缺陷处发生绕射、折射和多次反射，接收换能器接收到声波信号后，经过声波检测仪接收、处理并自动生成桩基检测参数（如声速、波幅、频率、声时）及相关检测图形（如声时与波幅波形图、波列图，等等），动态地反映桩基混凝土基本质量及有关缺陷状况。

3超声波透射法在桩基检测中的应用

3.1桩基内单孔透射法

只有一个孔道时进行的实时监控，若一项工程完成钻孔取芯后需要明确周围混凝土的质量，此时，单孔检测法就是钻芯检测的补充方式。采取单孔检测可以将一个换能器摆放在孔内，随即采取专门的双收式换能器或者使用隔声材料对其进行隔离。超声波从开始发射换能器后经过耦合水进入混凝土表面或者孔内部，在混凝土上滑行一定距离后，再次经过耦合水进而路过两个换能器，就能测量出超声波平沿着孔壁进行传播时的各类数据参数。使用此方式还需注意使用信号分析技术尽量将测量内壁的干扰因素排除，钢管会影响声波在孔壁混凝土中的绕行方式，如果孔道中有钢管等材料，就不可以使用此方式。

3.2桩基内跨孔透射法

桩身质量检测的主要形式包含桩内跨孔透射法，在桩内颈上安装两根以上的声测管后装满清水，把具有发生和接收两种功能的换能器放在其中。桩基检测时使用透射法超声波从发射换能器开始，连续穿过两个声测管之间的混凝土就会被相应的接收器接收，脉冲声波从发射换能器回到接收换能器所辐射到的面积就是得到实际的有效检测范围。此外，跨孔检测法可以根据两个换能器之间的高度差异而划分为扇形扫描检测、平面扫描检测和交叉倾斜检测等方式。结合桩基的实际情况选择不同高度测试方式，依据声学参数值及波形图的变化进行桩身混凝土强度和质量的判断，以灵活的形式促使工程完成得更好。

4超声波技术的检测程序

4.1基本要求

在进行路桥桩基检测时，应以每个路桥墩台为一个检测单元，每检测单元应一次性连续检测完毕。开始检测时间：需待桩基混凝土强度达到设计强度的70%且不应低于15MPa时方可进行检测。

4.2安装声测管

在利用超声波技术开展路桥桩基检测工作前，技术人员需要先安装声测管，声测管可直接采用内径50-70mm的钢管，将其固定在桩基钢筋笼骨架的内部位置，确保声测管的稳定性。钢笼架上的声测管可以确保声测探头的平稳运动，同时还要清除声测管内部的杂物，防止开展桩基检测的过程中受到影响。通常在一个桩基础上安装三到四个声测管（根据桩基础直径大小而定），在测试过程中，技术人员可以将任意两个声测管当成超声测试组，形成不同的测试组合，从而全面检测路桥桩基混凝土的质量。

4.3测试实施程序

超声波技术在实际应用中需要做好相应的测试工作才能够减少由于技术人员操作不当带来的误差，所以，将其应用于路桥桩基检测当中时需要严格测试程序，确保超声波技术相关操作能够有序落实到具体工作当中。技术人员需要以初步检测和加密测量为主，从多个方面凸显超声波技术在桩基检测当中的实效性。在实施初步检测工作时，技术人员可以将探头放置在两个充满水的声测管当中，将探头放在相同的高度逐点测量。在正常情况下，测试的间隔需要控制在25-50cm的范围内。需要注意的是，在测量当中可能会受到其他因素的干扰，所以技术人员要对其中的影响因素进行分析，以手动测量模式为主，确保测量间隔保持一致。在完成初步检测工作之后，如果发现超声波在传播的过程中产生异常，就需要开展加密测量，以二次测量的方式提高测量准确性。加密测量可以在初步测量的基础上精准定位质量上的问题，对桩基存在的缺陷进行分析。所以，技术人员要掌握超声波技术的不同表现方法，按照规范的程序完成相应的工作内容。

5．超声波法在桥梁桩基检测中应用的注意事项

5.1地质含水量

如果桩身在浇筑过程中产生了空洞且空洞位置在地下水位之下时，地下水便会进行孔洞。因为，在运用超声波进行检测时，超声波穿射中会穿射地下水，这样会大大影响到桩基缺陷检测的准确率

5.2声测管的布局

在运用超声波进行桩基检测时，声测管的布局主要包括三种方式：对于桩身的直径小于一米时，声测管的布局可以在桩身内采用椭圆形即两端安装的布局，这样可以检测出桩基的缺陷；对于桩身的直径等于或者大于一米时，在桩基内，声测管的分布可以采用三角形分布，有三个端点，这样检测的准确率会大大提高；当一些桩基的直径过大时，桩身内声测管的分布要采用四边形的分布，要有四个端点，这样覆盖率更大，更有利于信号的接收，提高检测率。因此，对待不同的桩基类型要有不同的声测管布局，这样才能做到节省投入和提高准确率的统一。

5.3桩基的期龄

对超声波检测时的信号以及波形影响较大的还有桩基的期龄，按照理论上的要求，桩基的期龄必须达到十四天再进行检测，及时做到时间紧迫，不能达到十四天，最低也要有一周的时间，如果不按照这个规范操作的话，时间过短，这会影响到超声波检测时的信号以及波形，会导致信号过弱，波形衰减，影响检测结果。

6结束语

总而言之，在对路桥桩基进行检测时，超声波法是较为常用的无损检测方式，该种方式具有操作便捷、设备简单等特点。由于超声波测试仪具有较强的穿透能力，因此其可对路桥桩基的实际情况进行有效的检测，使桩基的检测效率进一步提高。在使用超声波法进行检测时，应安排经验丰富的检测人员进行检测，保障检测的精准度，与此同时，检测人员应熟悉其工作原理，了解各项参数与缺陷之间的关系，对数据进行科学的处理与分析，使缺陷判断更加准确，最后，检测人员还应该结合低应变检测法以及钻芯法，对缺陷种类进行判断，从而达到保障路桥桩基质量的目的。

参考文献

[1]周武.超声波透射法在建筑桩基缺陷检测中的应用[J].科学技术创新,2021(26):159-163.

[2]刘冰.超声波检测技术在路桥桩基检测中的应用[J].智能城市,2019,5(14):44-45.

[3]盛春辉.超声波检测技术在路桥桩基检测中的应用[J].交通世界,2019,{4}(11):115-116.

[4]潘龙.超声波检测技术在路桥桩基检测中的应用[J].科技创新与应用,2018,{4}(13):172-173.

[5]毛俭.超声波法在桥梁桩基检测中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（21）.