超声波透射法在基桩检测中的应用研究

（温州市交通工程试验检测有限公司，浙江 温州 325000）

一、检测原理

超声波透射法是通过超声脉冲器在砼激发高频弹性脉冲波，然后通过高精度的接收系统记录此脉冲波在砼内传播过程中出现的脉冲波动特征。如以下几种情况：第一，当砼内部出现破损或不连接的缺陷面时会形成一个波阻抗界面，当脉冲波到达此缺陷表面时，脉冲波会出现透射和反射等现象，这将大大降低接收到的脉冲波的透射能量。第二，当存在严重缺陷（例如大面积孔洞，蜂窝，松散等）时，脉冲波将发生绕射和散射的现象。因此，根据脉冲波的初始到达时间、频率变化、波形畸变及脉冲波的能量衰减程度等特征，可以获得对基桩探测区域中砼的紧密度参数。此外，在检查过程中，我们需要记录不同高度和不同侧面的超声波动特征，经过科学的处理和分析后可以区分基桩检测区域中砼的参考强度以及内部缺陷的大小，性质和空间位置等，同时超声仪器测定相关参数并进行收集和存储记录。

二、分析研究超声波透射法在基桩检测中的实践应用

（一）桩内跨孔透射法

桩内跨孔透射法检测技术作为超声波透射法的一种重要表现形式，也是目前基桩检测中较为成熟可靠的一种检测方法。桩内跨孔透射法检测技术的具体应用主要包括以下几个方面：首先，将两个或两个以上的声测管预先埋入桩中，并在声测管中装满清水。其次，将声测管中分别安装上发射换能器和接收换能器。最后，从发射换能器端发射出超声波，超声波穿过基桩并到达接收换能器的传播过程检测到的扫描区域就是桩中跨孔透射法的实际有效检测范围。根据发射换能器与接收换能器之间相对高度的变化，可将基桩中的透孔透射法的检测技术分为平面测量、扇形扫描测量和横坡检测等检测方法。另外，桩内跨孔透射法的具体应用应根据建筑项目的实际情况灵活应用在基桩检测中。

（二）桩内单孔透射法

在某些特殊情况下，在检查建筑基桩时其基桩结构中只有一个可供检测的孔。在这种检测情况下，桩内单孔透射法检测技术就具备很大的实用价值。桩内单孔透射法主要是将换能器放置在唯一可供检测用的孔中之后，还必须要使用隔音材料将换能器分离开。接下来，从发射换能器端发射的超声波通过水耦合进入孔壁的混凝土表面，然后借助水耦合到接收换能器。超声波在此传播过程中，可以检测出沿混凝土墙传播的超声波的声学参数。另外，检测人员需要注意，在采用单孔透射法检测基桩时，必须充分利用信号分析技术，尽可能将声测管中的其他影响消除掉，以确保检测数据的准确性。

（三）桩外孔透射法

在对基桩进行检测时，还会有基桩没有预留的换能器通道或者基桩的上部结构已经完成的情况出现。此时，我们可以通过桩外孔透射法来完成基桩的质量检测。首先，应用此方法需要将一个高功率平面换能器放在基桩的顶面上，然后从基桩的外孔慢慢地放入接收换能器。此时，高功率平面换能器发射的超声波会沿着基桩体的混凝土向下传播，然后通过水的耦合进入接收换能器，可以在超声波传播期间逐点获取声学参数。根据获得的声学参数数据的变化，可以大致检测出基桩的质量。但是，由于超声波在土壤中的传播能量会迅速衰减，因此，桩外孔透射法检测技术受到基桩长度的限制，不适用于较长的基桩检测。

三、应用超声波透射法检测过程的注意事项

第一，由于较多的水杂质会导致超声波明显的波形衰变，从而导致检测结果出现较大的误差，因此需要确保用作耦合剂的水干净且没有杂技；做好接头部位的处理工作；声测管要保持好平直；精确测量定位声测管之间的距离，从前进路线的顶点为起点，并按顺时针方向对声测管进行分组和编号。

第二，在基桩施工过程中，为避免意外情况导致异物卡住探头而不能将其放置在基桩的底部，另外也要避免有异物（如土块、砂浆、混凝土等）进入到声测管，导致声测管被阻塞。因此，要加强对声测管的保护工作。首先是防止异物掉入声测管通道内，以影响到基桩后期的检测工作；其次是异物的进入还可能导致换能器耦合问题，从而在检测过程中导致超声波的波幅异常，从而影响到整体参数的分析。

结束语

综上所述，在检测桩基混凝土质量方面，超声波透射法检测技术检测结果准确性高，可以根据相关参数及时发现桩基中存在的缺陷，具有非常明显的优势。但是，超声波透射法的应用必须要在施工的早期阶段嵌入声测管，这在一定程度上增加了工程的施工量和施工成本。但是总体优势大于弊端，因此超声波透射法检测技术还是具有巨大的潜力和可研究性，我们要共同努力使该技术更加先进和合理。