声波透射检测技术在桥梁桩基础结构检测中的应用

林进强

福建方实工程检测有限公司（361000）

0 引言

桩基础是桥梁的重要构件，能够将来自桥梁上部结构的应力传递到土层当中。利用声波透射检测技术进行桥梁桩基础的检测，有助于提升桥梁工程结构的安全可靠性，确保桩基工程的施工质量。

1 声波透射检测技术概述

1.1 声波透射检测技术简介

声波透射检测技术主要是利用超声波进行桥梁工程桩基础结构的性能检测。超声波是一种高频率的声波，在能量传递和信息传递方面有着很好的应用优势。大多数使用声波透射法进行检测的项目都是利用声波反馈这一功能进行介质材料性质、性能的检测。一般情况下，如果信号反馈较快，则说明介质材料的硬度较高；相反，如果传递速度慢，那就说明介质材料强度不高。声波透射检测技术主要依靠这种技术原理来实现对桥梁桩基础结构的检测，成本较低、操作较为简单，对人体也没有危害。声波透射检测技术在使用过程中不容易受外部环境因素的影响，也不会受温度、湿度和光照强度的制约，具有稳定性好、精确度高的优势。超声波检测器主要包含发射装置、接收装置、数据采集和转换装置、数据处理分析装置。

1.2 声波透射检测技术的传递特点

声波透射法是利用超声波发射源实现高频率弹性脉冲波的传递，并使用高精度的接收系统对波动特性进行记录。在这一过程当中，超声波能够凭借介质材料进行高速的透射和反射。路桥工程桩基础结构所存在的缺陷能够形成波阻抗界面，超声波在到达这一界面时会产生反射，使接收到的透射波能量发生明显的变化，降低传递的效果，表示桩基础结构当中存在着松散、孔洞和蜂窝等缺陷，使超声波发生了散射和绕射，而技术人员能够依据超声波的到达时间和波动能量衰减特性、频率的变化和波形畸变的程度等特征来判断出桩基础结构的密实度参数和介质材料的强度，其主要的依据是超声波的传递特点。

2 声波透射检测技术在桥梁桩基础结构检测中存在的问题

2.1 声波透射过程中信号不稳定

在桥梁桩基础结构检测中，信号间断性或不间断消失是较为常见的情况，这说明了声波在透射过程中出现了不稳定的情况。经过研究分析发现，声测管内部如果无水或者系统设备出现故障，就会导致信号不稳定。判断是否发生信号不稳定情况的方法是:技术人员进行声测管内部注水操作，如果无法接收到波形，就能够判定系统出现了故障。

2.2 声波透射检测设备的故障问题

在桥梁桩基础结构检测过程中，一般应用换能器检测机械设备是否存在故障。如果在采样过程中发现换能器出现了异响，并且没有接收到波形信息，则说明换能器功能不正常，需要及时检修或更换；如仍存在问题，就需要对接收器和换能器进行仔细检查，以确定发生故障的确切位置或设备环节。

2.3 声波透射检测中的信号接收问题

信号接收问题主要存在于换能器设备中。在水下环境进行桥梁桩基础结构检测时，如果波形出现了异常情况，而设备没有接收到相应的数据或实际的波形反馈，在设备运行情况下取出声波管后波形恢复正常，就说明换能器的信号线存在问题或受水环境的影响较为严重，尤其要注意是否发生渗水问题而影响了声波透射的效果。

3 声波透射检测技术在桥梁桩基础结构检测中的应用要点

3.1 声波管的埋设要点

为了有效提高声波透射检测技术在桥梁桩基础结构检测中的应用效果，首先要对声测管埋设数量进行有效控制。桥梁桩基的直径小于或等于800 mm时，不少于2根声测管，并与桩基中心点成一条直线；直径800 mm~1 600 mm时，不少于3根声测管，呈等边三角形摆放；直径大于1 600 mm时，不少于4根声测管，呈正方形摆放；直径大于2 500 mm时，宜适当增加预埋声测管数量。其次，在声测管埋设完成后，还必须用钢板对声测管底部进行焊接处理并控制好焊接工艺和质量，防止出现漏浆现象。再者，需要在钢筋笼内部进行声测管的焊接，确保声测管的平行效果。

3.2 声波透射检测过程中的控制要点

首先，要安装好扶正器，并对接收换能器和发射器进行检查，确保其能够正常运行。其次，对接收信号强度进行测试，并对检测仪器进行各种参数的合理确定，以确保其准确、清晰地反映波幅大小。一旦检测到的数据不清晰或者存在一些较为异常的情况，就必须要提高监测点的密度，并按照实际施工需求以及相关标准进行操作。

3.3 检测要点

首先要对缺陷程度进行判断，可以使用斜侧扫射或者扇形扫射的方法进行确认和判断。如果在实际的检测过程中因声测管的倾斜问题而影响了整个检测波面数值，并且偏差较大，就需要利用相应的检测技术做出纠偏，其中必须要注意对声速变化有序性的观察和分析，要确保纠偏的可操作性，防止因盲目纠偏而造成不必要的事故或数据不准确的情况。可以充分发挥声波在砂浆当中传播速度较慢的特点进行缺陷位置的确定，砂浆较多会使桥梁桩基础结构本身的强度降低，而此时检测声波的波速与幅值都会出现快速降低的现象，可以判断出桥梁桩基础结构中存在缺陷。

4 结语

超声波检测技术是一种无损检测技术，其应用较为便捷，并且具有较高的经济性等优势。超声波的穿透力较强，其波形的传递较深，在距离上不会受到障碍物的限制，能够准确地反映出桥梁工程桩基础结构的质量情况和整个桩基础材料的强度高低，但是该技术对检测人员的专业素质要求较高。检测人员要能够依据工程的实际情况，对各类检测设备进行合理的布局，尤其要注意声波管的埋设和整个过程中声波透射的精准控制。所以，在实际的应用过程中，相关技术人员必须要保证超声波检测设备的运行稳定性和精确性，提高声波透射检测技术的应用效果，确保桥梁工程的施工质量。