超声波检测技术在桥梁桩基检测中的应用

潘龙

摘 要：桥梁是公路、铁路建设中的重要组成部分之一，新时期我国经济发展迅速为使得各地之间的联系更加紧密需要积极做好桥梁建设。桥梁桩基是桥梁建设的重要基础，其建设质量直接影响着桥梁的建设质量。做好桥梁桩基的建设除了需要狠抓建设施工质量外还需要积极做好桥梁桩基的检测用以查看桥梁桩基可能存在的缺陷与隐患。超声波检测技术是一种应用于桥梁桩基混凝土工程建设中的重要技术，通过应用超声波检测技术能够实现无损检测桥梁桩基混凝土的完整性和强度指标，从而为桥梁桩基的施工建设和检验验收提供可靠的数据保障。文章在分析超声波检测技术特点的基础上对其在桥梁桩基混凝土检测中的应用进行分析阐述。

关键词：超声波检测技术；桥梁桩基；性能检测

中图分类号：U415 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）13-0172-02

Abstract： Bridge is one of the important components of highway and railway construction. In the new period， the rapid economic development of our country needs to do a good job of bridge construction. Bridge pile foundation is an important foundation of bridge construction， and its construction quality directly affects the quality of bridge construction. In order to do well in the construction of bridge pile foundation in addition to the construction quality， it is also necessary to actively check the bridge pile foundation in order to check the possible defects and hidden dangers of the bridge pile foundation. Ultrasonic testing technology is an important technology applied in the construction of bridge pile foundation concrete. The integrity and strength index of bridge pile foundation concrete can be realized by using ultrasonic detection technology. Thus， it can provide reliable data guarantee for the construction of bridge pile foundation and the inspection and acceptance. On the basis of analyzing the characteristics of ultrasonic testing technology， this paper analyzes and expounds its application in bridge pile foundation concrete detection.

Keywords： ultrasonic testing technology； bridge pile foundation； performance testing

橋梁桩基础主要用于承担桥梁的重量，在桥梁的建设中应当积极做好桥梁桩基的施工与性能检测，用以确保桥梁桩基的施工质量。超声波检测技术通过应用于桥梁桩基检测时能够实现对于桥梁桩基的无损检验，在保障对桥梁桩基检测质量的同时提高了对于桥梁桩基的检测效率。

1 超声波检测技术应用于桥梁桩基检测的原理

超声波检测技术应用于桥梁桩基混凝土的检测根据桥梁桩基混凝土结构形式的不同主要分为回波法和透射法两种检测方法。回波法能够在内部介质较为均匀的桥梁桩基混凝土检测中取得较为良好的检测效果，比如说桥梁桩基内部主要为金属介质的桩基。而透射法则是在内部介质不均匀的桥梁桩基检测中取得较为良好的检测效果。其多应用于对混凝土主体的桥梁桩基进行性能检测。现今在国内桥梁的建设中桥梁桩基多采用的是钢筋混凝土结构，因此相较于回波法多应用于均匀介质透射法更加适用于钢筋混凝土结构桩基的检测，且应用较为广泛。钢筋混凝土结构的桥梁桩基其框架为钢筋，内部填充混凝土，其内部还包含有一定的空气和水分，如在施工中未能采取合理有效的控制措施将极易导致桥梁桩基混凝土中存在着空洞、气泡以及疏松等的缺陷，上述这些缺陷的存在将会使得超声波面临着极大的声阻。在利用超声波对桥梁桩基混凝土进行检测时，超声波会遵循一定的弹性波规律，当超声波接触到非均匀的桥梁桩基混凝土介质时将会发生反弹和折射等的现象，此时可以将桥梁桩基混凝土看做一种弹性体。在利用透射法来对桥梁桩基混凝土进行超声波检测时，首先将超声波检测管预埋至桥梁桩基内，以此通道为超声波检测时的检测通道，同时在检测管内加入适量的水作为超声波检测时的耦合剂。而后通过将超声波的发射探头和接收探头在检测管的两端分别固定，通过接收超声波的透射脉冲用以实现对于桥梁桩基混凝土的超声波检测。

2 桥梁桩基混凝土施工中较为常见的缺陷

桥梁桩基是桥梁承载的重要基础，通过桥梁桩基能够将桥面所承受的有效载荷传递至地下较为坚硬的土壤和岩层中。在桥梁桩基工作的过程中其主要承受来自于竖向与水平的载荷，其中竖向的载荷较大，做好桥梁桩基的施工与检测对于提高桥梁的施工质量有着极为重要的意义，尤其是在软土地基进行桥梁桩基施工时，桥梁桩基的施工需要进行加固用以满足各种复杂地质条件下的桥梁桩基需求。桥梁桩基施工及检测技术经过多年的发展演变已经形成了较为完善、科学的体系，且能够取得较为良好的加固效果。应用于桥梁桩基的结构形式有混凝土桩基、钢板桩基、PCC桩基等。桥梁桩基由于需要承载较大的载荷因此需要狠抓桥梁桩基的施工质量，由于多种因素的影响致使桥梁桩基施工中较为常见的缺陷主要有以下几种：桥梁桩基的桩径出现缩小的现象、钢筋混凝土结构的桥梁桩基出现沉渣问题、桥梁桩基混凝土施工中所出现的离析问题以及引混凝土搅拌不均匀所导致的骨料悬浮问题等。桥梁桩基混凝土施工工艺复杂加之各种因素的影响致使桥梁桩基混凝土施工容易出现多种缺陷或是隐患从而影响桥梁桩基混凝土的施工质量，缺陷和隐患的存在将会极大的影响桥梁桩基混凝土的加固性能。在桥梁桩基混凝土的施工和验收中应当积极做好桥梁桩基混凝土的检测，尤其是要做好超声波法这一无损检测法在桥梁桩基混凝土检测中的应用，在提高桥梁桩基混凝土检测效率的同时确保检测质量。

3 积极做好超声波检测法在桥梁桩基混凝土检测中的应用

3.1 应用超声波法检测桥梁桩基混凝土的施工质量

在桥梁桩基混凝土的施工中，通过应用超声波法能够实现对于桥梁桩基混凝土的无损检测。当应用超声波法对桥梁桩基混凝土进行检测时可以实现对桥梁桩基混凝土的位置、桥梁桩基混凝土结构的尺寸、桥梁桩基混凝土的施工工艺以及桥梁桩基的结构、变形情况等的多项因素条件进行检测。在上述各项检测指标中桥梁桩基混凝土结构的强度是其最重要的检测指标。通过应用透射法来对桥梁桩基混凝土结构进行检测能够对桥梁桩基混凝土结构内部所含有的缺陷或是隐患进行及时的发现，从而指导桥梁桩基混凝土的施工人员及时的采取合理的措施予以解决确保桥梁桩基混凝土的施工质量。通过应用超声波法来对桥梁桩基混凝土结构进行检测能够有效的实现对于桥梁桩基桩身完整性的检测，对于桩基内的裂纹、空洞、沉渣等的多项缺陷进行检测。

3.2 应用超声波法对桥梁桩基混凝土的结构强度进行检测

为确保桥梁桩基混凝土的施工质量需要积极做好桥梁桩基混凝土结构强度的检测，通过应用超声波技术能够实现对桥梁桩基混凝土多项性能指标的检测，并通过透射法所反映出的桥梁桩基混凝土的性能数据反映出桥梁桩基混凝土的结构强度。由于桥梁桩基混凝土中所存在的缺陷将会致使超声波在桥梁桩基混凝土内部的传播参数发生一定的变化，同时超声波在桥梁桩基混凝土介质中进行传播时超声波的声速系数以及衰减系数等都会产生一定的变化，通过对超声波声速变化的规律进行分析以此来得出桥梁桩基混凝土的强度。但是在应用超声波技术对桥梁桩基混凝土进行强度检测时容易受到外界因素的影响进而导致桥梁桩基混凝土结构强度的检验结果受到干扰和影响。桥梁桩基混凝土在完成施工后期内部可能隐含有一些裂缝，而这些裂缝隐藏在桥梁桩基混凝土结构的内部无法通过目测直接观测出来，通过应用超声波技术能够对隐含于桥梁桩基混凝土结构内部的裂缝等隐藏缺陷进行良好的检测。造成桥梁桩基混凝土内存在裂缝等缺陷的原因众多，诸如桥梁桩基设计缺陷、在桥梁桩基混凝土施工时施工不规范、周边自然因素的影响等。存在与桥梁桩基混凝土内部的裂缝将会直接影响到桥梁桩基混凝土的结构强度及耐久性，从而对桥梁桩基混凝土的使用效果与使用寿命产生较为严重的影响。通过应用超声波检测技术能够实现对桥梁桩基混凝土结构的无损检测，同时通过对检测数据进行分析将有助于帮助桥梁桩基混凝土的施工方采取合理的措施予以修补。超声波检测技术属于无损检测，其不会对桥梁桩基混凝土的内部产生负面影响，在应用超声波检测技术对桥梁桩基混凝土进行检测时需要结合桥梁桩基的结构形式选用合理的检测方法。

4 超声波检测法在桥梁桩基混凝土检测中的应用及注意事项

4.1 超声波检测法在桥梁桩基混凝土检测中的应用

在利用超声波检测法对桥梁桩基混凝土进行检测时首先需要在桥梁桩基内预埋声测管，声测管的材质最好选用金属制成，金属制成的声测管较为结实不容易在桥梁桩基混凝土施工中产生损坏。对于声测管的管径及预埋数量则需要根据桥梁桩基的实际直径来进行确定，一般以桩基直径1.5m为界，桥梁桩基直径在1.5m以内的预埋3根声测管，橋梁桩基直径在1.5m以上的则采用4根声测管。在使用超声波技术来对桥梁桩基混凝土进行检测时，首先选用合理的换能器等的仪器并调节好参数。调校核定换能器的前后测点的数值在250mm以内。稳定超声波发射端的发射电压。在利用超声波法对桥梁桩基混凝土进行检测时各检测点之间的间距控制在0.2m-0.5m之间。为确保桥梁桩基混凝土结构检测数据的准确性需要对各测点进行多次检测与抽检，以10%的标准控制波幅相对标准差用以将声时相对标准差控制在5%的误差范围内。

4.2 在应用超声波检测技术来对桥梁桩基混凝土进行检测时需要注意以下几点：

（1）在声测管埋设时需要确保各声测管之间的相对平行对称，声测探头能够在声测管内同步自由的进行伸缩。进行测量时将声测管以每2根为一组进行分别检测用以确保检测的准确性。（2）对于桥梁桩基混凝土的超声波检测应当在桥梁桩基混凝土施工完成后的4周后进行，检测时在桩头部位先开挖和破除桩头，并磨平表面后再进行测量。必要时在桩头表面铺设水泥砂浆整平检测面。破除桩头时需要注意避免杂质等进入到声测管内。（3）声测管在预埋时应当牢固的绑扎在钢筋上而不得焊接在钢筋上。声测管口接口处与主钢筋点焊连接，对于所选用的声测管需要注意其厚度满足设计要求。同时对于声测管内的焊接需要注意焊接质量确保声测探头伸缩的自如性。（4）所采集到的超声波数据需要清晰、准确，检测前进行严格的律定实验用以确保所发射的波形清晰、声时准确。确保超声波检测的准确性。（5）在应用超声波技术对桥梁桩基混凝土进行检测时需要考虑到叠加波对检测所产生的不利影响，确保检测的准确性。

5 结束语

通过在桥梁桩基混凝土检测中应用超声波检测技术将能够取得良好的检测效果。新时期随着检测技术的发展以及检测精度的提高超声波检测技术将在桥梁桩基混凝土检测中发挥出越来越重要的效果。本文在分析超声波技术检测原理的基础上对如何做好超声波技术在桥梁桩基混凝土检测中的应用进行了分析介绍。

参考文献：

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