浅谈声波透射法在基桩质量检测中的应用

陈洪

摘要：声波透射法是在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的一种基桩测试方法。作为一种正在广泛应用的基桩无损检测技术，它具有检测准确性高、现场操作简便、快捷，不受桩长、桩径等条件限制的优点，是其它一些基桩检测方法所无法比拟的。本文从声波透射法基桩检测的基本原理和方法出发，讲述了声波透射发在实际工程中的应用，通过混凝土声学参数如波速、波幅、频率来判断混凝土质量。

关键词：声波透射法；声学参数；基桩；缺陷

近年来，随着我国工程建设的迅速发展，众多的桥梁、高层建筑、重型厂房、港口码头、海上采油平台等基础工程大量采用桩基础，桩基础的应用越来越广泛，已成为我国工程建设中最重要的一种基础形式。桩基础工程的造价通常为工程总造价的四分之一以上。在各种类型的桩基形式中，以混凝土灌注桩的使用最为突出，特别是大直径桩基几乎全部采用混凝土灌注桩。

桩基通常位于地下或水下，属隐蔽工程，施工程序多、技术要求高、施工难度大。对于混凝土灌注桩，由于地质条件、成桩工艺、机械设备等因素的影响易出现各种各样的质量问题，如断裂、空洞、缩径、离析、沉渣过厚、混凝土强度偏低等。桩基础的质量直接关系到整个建筑物（构筑物）的安全，也关系到人民的生命、财产安全。因此，桩基础工程的试验和质量检验尤为重要，设计前、施工中和施工后都要进行必要的试验和检验，能否检测到基桩的缺陷、如何测定缺陷的位置，并准确地对其进行评价成为基桩质量检测的一个核心问题。

对于几种基桩桩身完整性检测方法，钻芯法是较为可靠、直观的检测手段，但该法只能反映局部范围内混凝土的质量，且很难使用于长桩；低应变动测法是目前认为较能准确测定缺陷的方法之一，但是受到浅部盲区、多缺陷和桩长过长等限制，无法测试出桩身浅部缺陷、多个缺陷及深部或桩底缺陷。关于参加全国动测单位资质考核的情况表明，其结果是不容乐观的。低应变测定桩身缺陷准确率最高的是，一根有缩颈缺陷的预制桩，其准确率达到90%；其次是一根全面离析、断桩、夹层物占截面50%以上的钢筋混凝土灌注桩，准确率为70%-80%；而对缩頸、扩颈、扩底判断准确率较低。总的来说，低应变法桩身检测对缺陷程度较小的桩，准确率很低仅为12%，与它形成鲜明对比的是超声波检测的准确率几乎高达100%，运用声波透射法检测桩身完整性以及基桩质量在现代大型的高层建筑、公路、桥梁工程中越来越普及。

1声波透射法基本理论

声波透射法基桩检测技术是发展非常迅速的一项新技术，它是通过观测和分析声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数，解决一系列工程中的有关问题。

声波透射法基桩检测技术[1]是弹性波测试方法中的一种，其理论基础建立在固体介质中弹性波的传播理论上，该方法是以人工激振的方式向介质（岩石、岩体、混凝土构筑物）发射声波，在一定的空间距离上接收介质物理特性调制的声波，通过观测和分析声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数，解决一系列工程中的有关问题。

声波透射法基桩检测具有以下优点：①检测细致，结果准确可靠；②不受桩长桩径限制；③无盲区，声测管埋到什么部位就可检测到什么部位，包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度；④不需桩顶露出地面即可检测，方便施工；⑤可估算混凝土的强度。正因为如此，虽然该方法需预埋声测管，费用较高，但仍然得到广泛采用，特别是桥梁、高层建筑的大型、特大型灌注桩的检测。

声波透射法基桩检测技术是发展非常迅速的一项新技术，它是通过观测和分析声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数，解决一系列工程中的有关问题。目前对混凝土灌注桩的检测主要从两个方面进行，一是桩的承载力、二是桩身完整性。一般在设计无误的前提下，如果桩身完整性达到要求，桩的承载力一般都能达到要求，而承载力合格的桩，其完整性不一定能满足要求。因此，对于混凝土灌注桩来说，完整性检测显得尤为重要。

2测基本程序

声波透射法检测基桩的基本程序如下：（1）首先将预埋在灌注桩中的声测管灌满水；（2）将声测探头放入声测管中，同时连接好超声仪；（3）现场测试；（4）内业处理数据。声测管的布置和现场检测

3结论

（1）本文评述了声波透射法的基本理论和声波透射法的检测技术，并评述了混凝土声学参数如声速、波幅、频率与混凝土质量的关系，对判断基桩桩身完整性的不同声学参量作详细的对比以便建立声学参量和桩身缺陷的对应关系。

（2）对声波透射法检测基桩的基本程序进行了简单的讲述。