超声法检测技术在钻孔灌注桩完整性检验中的应用研究

2014-04-04

河南科技 2014年1期

（苏州恒信建设技术开发检测有限公司，江苏苏州 215006）

林涛

（苏州恒信建设技术开发检测有限公司，江苏苏州 215006）

在当今建筑业飞速发展的形势下，钻孔灌注桩技术也取得了飞速的发展，其使用也正在变得非常广泛，然而，因为钻孔灌注桩在成桩过程中需要耗费许多施工工序，并且很难搞好其质量控制工作，因此，非常容易产生事故，这就要求对于钻孔灌注桩进行完整性检验。由此看来，进行超声法检测技术在钻孔灌注桩完整性检验中的应用研究具有非常重要的意义。

超声法检测技术；钻孔灌注桩；完整性检验；应用

超声法检测技术在混凝土质量的无破损检测工作中的应用已经有了很长的历史，而超声法检测技术在钻孔灌注桩完整性检验中的应用，则是在最近一些年才开始出现的。超声法检测技术在钻孔灌注桩完整性检验中的应用只需要简单轻便的仪器、具备非常强的抗干扰能力、具备非常高的观测准确度、能够取得非常直观准确的检测结果、可以在桩身中上下移动测试，与此同时，能够准确地查明桩内部缺陷的性质、深度位置、范围大小、严重程度等，由此看来，超声法检测技术在钻孔灌注桩完整性检验中的应用存在着众多的优势，有必要对其进行深入地推广应用。

1 超声法检测技术在钻孔灌注桩完整性检验中的应用的基本原理

超声法检测技术在钻孔灌注桩完整性检验中的应用的基本原理就是在钻孔灌注桩内预埋纵向声测管道，在声测管之中放置超声脉冲发射和接收探头，同时，在声测管中装入清水作为耦合剂，通过仪器发出周期性的电脉冲，并且借助于发射探头发射，同时将混凝土穿透，被接收探头接收之后，转换得到电信号。应用仪器中的测量系统，能够测量得到超声脉冲穿过桩体需要花费的时间、接收波幅值、接收脉冲主频率、接收波形及频谱等一系列的参数。在此基础上，可以利用数据处理系统中的判断软件来整体判断和分析接收信号的各方面的参数，从而能够对混凝土中的内部缺陷的性质、大小、位置进行科学有效的判断，同时也能够得到混凝土总体均匀性和强度等级的评价指标。

2 钻孔灌注桩超声法检测技术的主要设备以及技术性能要求

在现阶段，钻孔灌注桩超声法检测装置主要包括以下的两种：

第一种装置的主要设备包括一般超声检测仪、发射探头、接收探头等几个部分。探头在声测管内部的移动是通过人工的方式来实现的，能够在读出数据之后将其输入到计算机之中进行处理。这种装置虽然使用起来比较简单，但需要二人同时操作，而且它的检测精度受到人为因素影响较大，不同的检测人员操作同样的设备检测同样的桩，会存在细微的误差。

第二种装置是全自动智能化测桩专用的检测装置。这种装置的主要设备包括超声发射及接收装置、探头自动升降装置、测量控制装置、数据处理计算机系统等几个部分。相对于第一种装置，具有全程封闭检测的特点，受到人为因素影响小、效率高，一人即可操作。缺点在于设备成本较高。

钻孔灌注桩超声法检测装置的技术性能必须符合下面的条件：具有实时显示和记录接收信号的时程曲线及频率测量或频谱分析功能；声时测量分辩力优于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB；声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为 200～1 000V。

与此同时，钻孔灌注桩完整性检测所应用的换能器的构成材料是压电材料，在现阶段，建议选择柱状径向振动的换能器，这是由于它在径向没有指向性，能够使两个测点之间的声场实现覆盖。它的主要技术指标包括下面的几点：圆柱状径向换能器，沿径向无指向性；外径小于声测管内径，有效工作面长度不大于 150mm；谐振频率宜为 30～50kHz；水密性满足 1MPa水压下不渗水，也就是说，必须确保在100米的范围之内能够进行正常检测。

3 钻孔灌注桩内部声测管的预埋

在超声法检测技术在钻孔灌注桩完整性检验中的应用的过程中，声测管是换能器进入桩体的关键通道，是灌注桩超声脉冲检测系统的关键组成成分，由此看来，钻孔灌注桩内部声测管的预埋方式及其在桩的横截面上的布置方式会使得检测结果受到非常直接的影响。鉴于此，为了保证检测结果的准确性，在设计钻孔灌注桩的过程中，必须将声测管的布置和埋置方式在图纸上明显地标注出来，在施工的过程中，必须对于埋置的质量进行严格的控制，通过这种方式，保证钻孔灌注桩完整性检验工作正常开展。

在选择声测管的材质的过程中，主要要求就是具备较大的透声率，能够方便地进行安装，不需要花费较多的资金等。在现阶段，钢管、钢质波纹管、塑料管这三种材质是经常选取的。具体来说，钢管的主要优势就是安装简单方便，能够用电焊焊在钢筋骨架上，也能够代替部分钢筋截面，同时，在埋置之后也能够保持其平行度和平直度，然而，选取这种材质需要耗费较多的资金。相对来说，钢质波纹管是一种较好的声测管材料，存在着管壁薄、省钢材、抗渗、耐压、强度高及柔性好等一系列的优势，能够将其直接绑扎在钢筋骨架上。另外，塑料管的热膨胀系数与混凝土相差悬殊，在检测的过程中经常会导致发生误判。