声波透射法检测桩基时声测管的质量控制核心思路分析

摘 要：声波透射法是检测桩基的最为有效和准确的方法，该方法通过埋设声测管对桩基桩身的完整性进行检测，因此埋设声测管的质量会直接影响检测结果。鉴于此，本文将在分析声波透射法含义和检测原理的基础上，对检测桩基时声测管质量问题进行研究，提出声测管对桩基检测质量的重要性，并提出相应的质量控制措施。

关键词：声波透射法;桩基检测;声测管;质量控制

1 声波透射法检测的原理

声波透射法检测是检测桩基桩身完整性的最有效手段，该检测手段的工作原理是，在桩身内埋设声测管，由声测管激发并接受高频弹性脉冲波，通过对脉冲波在混凝土桩基结构内反射、投射和散射过程中波动特征的检测，根据波的时间和能量变化特征、频率变化特征和波形变化程度等来获得和桩基桩身各截面混凝土部分的声学参数，从而明确混凝土桩基出现质量缺陷的范围、程度和具体位置，并通过数据分析研究评定桩身的完整性。

2 检测时常见的声测会发生以下质量问题

2.1 声测管出现变形或堵塞的问题

声测管出现变形或堵塞是桩基检测时声测管常见的质量问题，主要和以下因素有关：第一在声测管埋设时对于声测管的接头、管口和底部等没有封闭严实，导致在铁路工程桩基施工中使外界水分或泥浆液等进入到声测管中。第二，在安装和浇筑时由于钢筋质量问题，或钢筋笼制作时采用了薄壁的钢制波纹管或内径较小的钢管，导致钢筋笼出现了撞击、扭曲等问题，从而使声测管的接头发生错位甚至变形。第三，在地质条件较差的地方，由于冲孔成孔不佳，导致钢筋笼在下沉过程中出现了声测管变形堵塞的问题。第四，如果在施工时没有做好严格的过程监控，也可能会出现因小混凝土块掉入声测管内而出现变形或堵塞问题。声测管出现变形或堵塞，会导致换能器无法从底部往上检测，不能对各个截面进行检测，所以必须对引起声测管变形或堵塞的原因进行深入分析，并采取针对性的解决措施，加强施工管理，做好声测管上部封口、底部和各个接头的密实处理，避免有杂质进入声测管而阻碍换能器的进入。

2.2 声测管连接方面的问题

声测管连接一般使用螺栓连接并采用焊接的方式，焊接连接包括套筒焊接与对接焊接，焊接会出现焊渣、毛刺等凸起物，影响换能器在接头的上下移动，如果焊接不当就会影响焊接接头的密封性，从而出现漏浆的问题，对接焊接则可能会出现焊接断裂的问题。在使用钢制波纹管时，不能使用螺栓与焊接连接，常见的是采用橡胶套连接，因为橡胶套材质软容易影响声测管接头的强度与刚度，所以在声测管安装施工以及进行检测工作时可能出现错位、脱开的问题。因为橡胶套热膨胀系数和混凝土的热膨胀系数差距较大，在混凝土浇筑时水泥水化热的热量不容易释放，从而使橡胶随着温度的增大而出现较大变形，而混凝土凝结后橡胶套又会因为温度的下降而发生收缩变形，使混凝土和声测管之间出现较大的缝隙，最终会影响声波透射法检测的信号，影响检测的结果。

2.3 斜管问题

声测管没有固定牢固，就会影响声测管之间的平行度，加上安装不当、声测管连接固定不好会引起声测管倾斜甚至弯折等问题，严重影响测量结果，尤其对声学参数的影响，使推算的声速和实际声测之间存在较大差别，不但影响检测数据的准确有效性，而且还会影响桩身的完整性。

2.4 声测管布置问题

声测管的布置决定了声波透射法检测的范围，如果没有紧密结合桩基大小进行声测管数量、位置和大小的布置，就必定会影响声测管作用的发挥，在对波形检测时无法遍及所有截面，也不能从低到高进行有效的检测与验证。比如声测管在某个位置布置数量过度、布置过密，影响了介质的透声率，在该截面出现波形严重衰减的问题，从而影响检测结果的准确性。

3 铁路工程桩基检测时声测管的埋设要求

声测管是采用声波透射法进行桩基检测时进行能量转换的通道，即为激发和接受脉冲波能量的通道，必须要有足够的强度、刚度与韧性才能承受高频弹性脉冲波的冲击。在埋设铁路工程桩基检测声测管时，首先必须合理选择声测管的材料，使外壁能和混凝土结构紧密结合，采用较大透声率、方便安装且成本较低的鋼管，比如钢制波纹管、钢管、硬塑管等，接头则用螺纹连接。其次，声测管必须焊接或绑扎在钢筋笼内并埋设到桩基底部，管口应设置在工作面以上且所有管口应保持等高，有利于桩基检测工作的开展。同时，必须对声测管的底部、管口和各个接头处进行密封处理，使声测管内部通常完好，各个声测管需保持平行，保持间距的均匀性。此外，关于声测管埋设的数量、大小等都需要紧密结合具体工程桩基大小按相关施工规范和检测规范来确定。

4 声测管施工质量控制措施

4.1 针对声测管变形或堵塞问题的解决措施

当桩基检测中使用长钢筋还不能深入到声测管的底部，则可以确定是由于漏浆问题引起的声测管堵塞，为使换能器顺利到达底部，在灌注混凝土前应向声测管中灌入清水来平衡管内外的压力差，降低出现漏浆的概率。其次，加强对声测管管材质量的控制，禁止使用薄壁钢制波纹管作为声测管，采用管壁厚度至少在3mm以上的钢管，钢管内径在43-60mm范围内，并加强对声测管安装施工的保护，采用科学合理的施工方法，在检测工作前做好对声测管质量的检测，及时处理堵塞或变形问题。再次，参考预应力钢筋施工经验，在声测管中插入塑料管在完成混凝土初凝工作后再拔出。

4.2 针对声测管连接问题的解决措施

为保证声测管连接良好，为声波透射法检测提供好的环境，应根据审车管连接的位置、橡胶套的长度以及出现质量问题的影响范围等来判断桩身的质量，或将声波透射法将检测和其他检测方式结合起来使用。对于质量严重损坏的桩，在检测时发现波形严重变形，波速严重偏低，但是取芯时却没有发现任何问题，在查看后发现声测管的某个位置有一个较大的连接缝，经过分析判断是因为声测管橡胶套的收缩变形而引起了这一处连接缝，而该问题的存在是影响桩基质量和桩基检测结果的主要原因。在连接时既要考虑安装的难度、工作效率，还必须考虑管材对连接质量的影响，如只能使用套筒连接时则不能再用对接焊接和橡胶套连接。

4.3 针对斜管问题的解决措施

针对斜管问题，应使用钢管作为声测管，并在焊接时用钢管代替部分主钢筋截面。考虑到钢管的刚度较大，所以在安装施工时应在保证做好安装施工过程质量控制的基础上，保持钢管的平行度和平直度。

4.4 针对声测管布置问题的解决措施

为避免检测失误，声测管布置应采用四边中心布置，在经济允许的情况下可在四角布置的基础上再增加一根声测管。此外，对于声测管布置的具体位置、数量、直径大小以及密度等都应该结合具体桩基工程实际情况和声波透射法检测的要求进行合理布置，以充分发挥声测管的作用。

5 结语

本文围绕声波透射法桩基检测，对声测管常见的质量问题及其影响因素、对声测管的埋设要求以及质量控制措施进行了简单分析，并得出以下结论：第一，声测管出现变形、堵塞等问题会导致换能器无法到达声测管的底部而影响声波透射法桩基检测的效率、质量和成本。第二，声测管连接时接头处理不当会导致声参数的异常。第三，声测管布置位置、数量、大小和密度等会对检测结果的准确性产生影响。针对上述问题应采取针对性的解决措施并加强施工过程质量控制，在检测前再次检查声测管是否畅通，管壁是否完好，只声测管符合测量要求才能保证声波透射法桩基检测工作顺利完成。

参考文献：

[1]舒小林，温永华.声测管对声波透射法检测的影响与处理[J].道路工程，2013（24）：23-24.

[2]杨笔将.声测管对声波投射法检测桩身完整性的影响[J].城市道桥与防洪，2019（05）：245-246.

作者简介：张锐民（1979～），男，汉，广东潮安人，本科，工程师，研究方向为建筑地基桩基检测。