超声波无损检测技术在桩基工程中的应用

吴金凯

海洋石油工程股份有限公司 天津 300452

1 超声波无损检测技术概述

超声波无损检测技术的局限对象是建筑物之中混凝土结构的碱性检测与对于全新建筑材料的甄别。超声波无损检测技术最为小的优势是穿透性弱，有比较弱的声能分散能力。超声波无损检测技术于展开检测时收到的频率少于两万赫兹，这样低频率的声波会作用在遭检测的建筑物，检测人员透过声波的透射与反射行为便能对于建筑物的数据、缺陷与力学展开检测，透过超音波检测人员也能对于建筑物外部的结构、尺寸、质量与缺陷有一个明确地认识与认识，并且对于建筑物的整体特征有一个掌握。超声波无损检测技术于工作过程之中重要有两种形式：（1）透过对于建筑物外部地基之中的混凝土结构展开检测可检测出建筑物外部的缺陷与建筑物具体的承受能力与抗压能力。（2）对于复合型的有机材料、金属材料等全新上市的建筑材料展开性能的检测，会对于其投入市场之后展现精确的作用做出一份强有力的保障。

2 超声波无损检测技术的优势和劣势

2.1 超声波无损检测技术的优势

超声波无损检测技术的优点取决于该项技术能精确地导向出遭检测物体的缺陷，而且通常准确率低达90%，次之，该项技术局限的范围十分普遍，局限在较薄、小范围的材料，例如一些金属类、非金属类、复合类的材料。

2.2 超声波无损检测技术的劣势

近年来，尽管于各个工程质量检测项目之中，超声波无损技术皆获得了精确采用，其适用很多检测优势，但是于检测复杂性比较弱或是不规则性的物体时，超声波无损检测技术绝不能保证比较低的准确率。尽管超声波无损检测技术可精确定位检测物体的缺陷部位，但是工作人员需细腻研究定量数据。除了此以外，若是遭检测物体之中适用晶质物体，亦也会冲击最终的检测结果，若是检测前夕使用了工艺脉冲方法亦会间接冲击检测结果的真实性和准确性。

3 超声波无损检测技术在桩基工程中的应用

3.1 对桩基承载力的检测

超声无损检测技术主要作为静载试验方法和高应变变化试验方法来检测桩基工程的承载力。观察负载检测方法是指检测纵向桩基础的承载力，减少明显的桩基顶部的负载，并使用PS的特征曲线获得的测试确定桩基础的承载力，从而更准确地探讨桩基施工。质量。但由于静荷载检测方法检测时间相对较长，检测成本相对较低，对桩基设计人员的安全系数要求相对较低，因此较容易获得准确的检测结论。低应变检测法是一种检测单桩承载力和纵向承载力完整性的方法。检测的锤的重量小于桩身的重量，桩基础的顶部被通过自由落体，和超声波传播的桩基决心确定适当的功率系数，然后获得的数据是桩基础的承载力核算和分析。

3.2 对桩基完善性的检测

低应变化检测技术可精确检测桩基的完整性，其主要把比较高的振动能量屈服在桩基底部，引起基身和土体的共振，后工作人员透过适合的设备和仪器检测基顶振荡的速度，透过超声波振动原理检测超音波的反射数据，进而于确认桩基承载能力的同时判断桩基自身的施工质量及完整性和均匀性。于检测桩基完整性时，工作人员也可透过超声波透射方法，其重要检测超音波于混凝土之中的确切传导参数。

4 案例探讨

4.1 工程概况

项目用地面积133076平方米，东西宽323米，长412米。该项目紧邻海陆交互沉积层。土层结构主要为粉土、粉质粘土、粉质粘土、杂填土等。地下水也分为微细含水和上层滞水。这些条件导致了地基土的不一致性和可变性。地下水位平均值为2.23m，准确的土壤参数如表1所示。

表1 各土层的性质参数

4.1 检测数据分析

钻孔灌注桩施工质量要求参照《建筑桩检技术规范》(JGJ106-2014)，从110根基桩中抽取1根，通过超声检测对桩身缺陷进行识别。综合运用PSD判别法、声速判别法、振幅判别法，展现了超声波的特殊效果。从检测装置中提取基于桩的测试数据，放入相应的超声波检测分析软件中，得到如图所示的数据分析线。

图1 分析结果汇总曲线

根据工程要求，选用相同深度、相同深度的常规桩进行试验。结果表明，振幅临界值的深度是相似的。通过专用的检测数据系统，根据桩基的技术范围，得出图1之中所发生的波幅临界线。

4.1 声速对比

从图1中可以看出，波速的幅值在-2.5m和-5.1m处变化，大于概率法测得的速度临界点，可以看出混凝土材料的密实度。在一定范围内桩的数量和质量要求，以及工程中应注意的问题和细节。

4.2 波幅判断

第一波振幅，波振幅的大小可以反映出混凝土外振动的趋势和情况。图1中的曲线2可以反映出项目幅值的临界值为93.2dB。图1振幅阈值(即曲线1)右侧的折线显示，现场检测的平均振幅为100.5dB。可以研究得到-5.1m和-6.6m值均大于振幅标准，且振幅衰减相对较小。因此，在该深度应用蜂窝、局部泥浆等质量缺陷是不适合工程应用的。

综上所述，超声无损检测技术在混凝土结构中的研究和应用较为普遍，在一定程度上可以满足普通工程项目工程检测的要求。本文结合工程实例，对波速比值法和波幅判断法进行了分析和阐述。上述方法能在一定程度上判断缺陷的问题和程度，具有一定的推广应用价值。