浅谈钻孔灌注桩检测技术（超声波法）

张建东

摘 要：桩基础是构造物的主要形式之一，其工程质量一直备受建设、施工、设计和监理等部门的关注。但是由于我国地理环境复杂、施工与专业技术不成熟和基础和结构设计不合理等原因，导致桩基施工中存在着很多质量隐患，下面文章将就钻孔灌注桩超声波法检测技术进行深入的分析和讨论。

关键词：钻孔灌注桩；超声波；缺陷

混凝土是一种多相复合体，其强度和均匀性并不是一直处于稳定状态，因此，超声波在混凝土中的传播是一个极其复杂的物理过程，此时就需要利用波形、波幅、和声时等声学参数来对混凝土灌注桩质量缺陷性质、位置和大小进行判断，从而使得混凝土超声检测能在工程中得到很好的应用。

1 国内灌注桩的应用概况

我国在桩基工程上的花费往往占据了总工程造价的很大一部分，由此就可以看出，对于工程结构而言，桩基工程的质量是否达标影响着整个施工质量的高低。但是因为桩基工程属于地下隐蔽工程，施工工序多，工艺流程长而复杂，施工过程大多处在水下不易监视，众多的因素导致施工质量难以达到预期效果，其中灌注桩的质量问题最为严重，因此灌注桩的工程事故在所有工程施工事故中占有极高的比例，所以我国在灌注桩方面难以解决的问题主要有三个：采取何种方法对灌注桩的施工质量进行控制，对灌注桩存在的缺陷如何进行处理，采用何种方法对桩基工程进行检验。

2 钻孔灌注桩施工中存在的问题及处理方法

钻孔灌注桩主要包括泥浆护壁灌注桩和干作业螺旋钻孔灌注桩两种。在进行灌注桩施工阶段，对于水下混凝土的灌注尤为关键，因此在灌注过程中，要对其进行明确分工，以确保各个环节统一指挥，密切配合，确保工程施工的顺利进行，使得灌注水下混凝土的质量能够大大提高，从而预防质量事故的发生。如若发生了灌注桩的质量事故，应当理清现场情况，分析事故原因，在最短的时间内采取合理的技术措施进行补救，对于缺失存在缺陷的钻孔桩，应在其能够安全使用的情况下进行设计补强，以免诱发不必要的经济损失。对于补强的桩还需要对其进行质量安检，符合要求之后才可以正常投入使用。

3 钻孔灌注桩超声波检测原理

实际上，超声波检测通常是将高频弹性脉冲波发生到砼内，然后借助高精度的接收系统来对砼内脉冲波的传播过程及波动特性进行记录。如果钻孔灌注桩内出现破损或不连续界面时，将会在缺陷面出现波阻抗界面，而高频弹性脉冲波传播至该位置时，就会产生波的反射和透射，从而降低可接收到的透射波能量；当钻孔灌注桩内存在蜂窝、孔洞松散、等缺陷时，会诱发高频弹性脉冲波的绕射和散射；此时可以根据波的能量衰减特性、波的初至到达时间、波形畸变程度及频率变化等特征，来对钻孔灌注桩的密实度参数分析。此外，还需要测试记录不同高度、不同侧面上的超声波动特征，通过一系列的分析和处理之后就可以对钻孔灌注桩缺陷的大小、性质及空间位置进行有效的判断。

测试阶段，最好每两根声测管为一组，借助水的耦合效应，可以从一根声测管中将超声脉冲信号发射出去，并从另一根声测管接收到脉冲信号，借助超声仪对所测的数据进行记录和存储。

4 钻孔灌注桩超声波检测的技术要求

4.1 声测管埋设要求

（1）基桩检测与声测管的埋设布置应符合JTG/TF81-01-2004的规定。如果桩径小于1500mm时，需要按照要求埋设三根声测管，反之如果桩径超过1500mm时，需要埋设四根声测管。（2）声测管的底部应采用焊接盲盖或钢板来保证密封畅通不漏浆。（3）声测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，且互相平行、定位准确，其中声测管底端和接头部位宜设固定点，每段之间的接头选择套管焊接或反螺纹套筒接口方案，并将其埋设至桩底，对于无钢筋笼的部位，声测管可用钢筋支架固定。管口宜高出桩顶面300mm以上。

从声测管的连接上考虑，一般来说，用作声测管的管材都不长，当受检桩较长时，就需要把管材一段一段的进行连接，接口处需要满足以下条件：（1）强度和刚度需要满足工程实际条件，保证声测管不会因为外力作用而发生折断或脱开等现象。（2）水密性要好，在较高的静水压力下使得声测管不会发生泄漏。（3）声测管的内壁应该保持整洁通畅，在使用之前应仔细检查内壁中是否有焊渣或毛刺等有害凸出物，防止接头在上下移动中发生卡死现象。

4.2 现场测试要求

现场的检测过程一般分为两大步骤：首先需要借助平测法对钻孔灌注桩各个检测剖面进行全面的检查，从而有效的发现声学参数异常范围，然后对声学参数异常區域采用多种方式进行进一步检测，从而获得可靠的数据来判断桩身完整性的类别。

对于龄期达到14天的桩基混凝土，施工单位进行挖桩、破桩头处理，破除桩头混凝土时应不破坏声测管，完整声测管顶端应高出桩顶表面30cm。声测管中应注满清水，按照声测管的位置，以前进方向第一根管为A，顺时针排序B、C，由专业的技术人员用米尺进行桩基埋设声测管间距的测量，分别为AB.AC.BC测管的距离，作为检测过程中的数据依据。统一填写在规定的表格中，供检验人员调用。

5 工程实例

该工程选择了桩径为1.5m的钻孔灌注桩，所有桩均为摩擦桩，有效桩长为28～42m不等，在进行钻孔灌注桩施工过程中选择的混凝土强度为C30。严格按照《建筑基桩检测技术规范》对其进行检测。首先借助平测法对每个钻孔灌注桩的各个检测剖面进行普查，从而发现声学参数异常的测点，对其进行加密斜测、平行检测，从而有效确定异常部位的大小、范围等，为钻孔灌注桩桩身的判定提供可靠的参数。本文仅对缺陷桩2-1进行分析。

从图1可以发现，在29.0～30.0m的位置有3个面出现了不同程度的正弦波迅速后移现象，而且波幅骤然减小，声时猛然增大，在29.5m处已经无法准确发现首波，而且PSD变化明显，因此可以断定灌注桩在29.0～30.0m处的有严重缺陷，为了进一步确定缺陷的大小和范围，可以对26.0～32.0m段进行了细测。

6 结束语

目前钻孔灌注桩的缺陷分析是一个较为复杂的研究课题，其中涉及到的因素众多，而且超声波检测法的运用还远远没有达到成熟的地步，因此，这就需要所有人共同努力对这一领域进行系统性的深入分析和研究。

参考文献

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