超声波在路桥基桩检测中的优势体现

王雯萱

摘要：现阶段，我国路桥工程基桩检测技术的应用水平有所提高，可以有效弥补传统的基桩检测工作所产生的弊端和不足，保证路桥工程基桩检测工作质量和效果，维护路桥工程基桩结构的安全性和稳定性，使工程建设单位实现更高的社会效益和经济效益。基于此，对超声波在路桥基桩检测中的优势体现进行研究，仅供参考。

关键词：超声波;路桥工程;基桩检测

引言

在目前的路桥施工实践当中，路桥桩基工程以工程量较大、隐蔽性较强、施工质量较难控制而导致出现相关质量问题。因此应及时检测路桥桩基的质量，确保后续施工的有序推进。目前超声波检测是路桥桩基检测的一种常用方法。

1超声波在路桥基桩检测工作过程中的应用原理和应用优势分析

由于超声波所具有的特殊性质，在不同的介质当中进行传播的速率也有着明显的差异性，且超声波在传输过程中，受到外部环境的影响会产生相应的变化，如超声波的传播可能会产生弯曲现象。从物理学的角度，超声波在直线传播过程中，主要影响因素包含两个方面，即超声波传播介质的密度和介质的弹性情况，因此如果桩基混凝土的材料质量始终保持同一种类型，则超声波在传播过程中会始终保持直线传播，如果桩基内部材质产生变化，则超声波的传播会产生弯曲状况，且材料内部缺陷问题越明显，超声波在内部传播过程中所形成的损耗量也就越明显，超声波在传播过程中的曲线会产生比较明显的波动情况，通过超声波检测法，主要是利用超声波在传播过程中所形成的曲线变化情况，可以有效判断出道路桥梁桩基础结构内部存在的各种质量缺陷问题，且对产生质量问题的确切位置进行准确定位。这种检测技术方法不但节省了大量的人力与物力，且实际的检测工作结果更加精确，可以充分实现基桩的无损检测，不需要破坏基桩内部构造就可以实现缺陷位置的有效检测和判断。

2超声波技术的基本原理

超声波是频率超过20000 Hz的一种声波。具有良好的定向效果、较强的渗透能力、容易获得集中的声能和长距离的水中传播。可用于测距仪、测速、清洁、焊接、粉碎、杀菌消毒等。超声波技术在许多行业中起着很大作用，其原理主要取决于波的两个特性：第一，在不同介质的界面反射和断裂;第二，同一频率的声波在不同介质中移动时，波长和速度不同。特别是在检查公路桥梁桩基时，桩基的主要材料通常是混凝土。当桩基础中使用的混凝土均匀无裂纹时，超声波表明了线性均匀波长输送的状态。当混凝土材料离散甚至断裂时，会导致超声折射显示的弯曲和波长的变化，还会消耗大量的超声波能量。因此，技术人员可以通过测量超声波在混凝土中的传播是否会引起弯曲和波长变化来测量道路和桥梁桩基主要材料的均匀性，不仅可以查明是否存在质量问题，还可以找出缺陷的位置，从而有效地节省人力和材料资源。超声波技术是一种无损检测技术。由于桩基础埋在地下，有必要事先将声波管道埋在桩基础上，以免破坏路桥桩基础的结构，确保测试结果的准确性。

3超声波在路桥基桩检测工作中的具体应用

3.1桩基桩外孔透射法

在无换能器的情况下设计桩基础的通孔或上部时，工程师可以使用桩基础外土层中的钻孔作为检测通道。在试验中，有必要在桩的顶层放置一台发送性能相对较高的变换器。此时，录音转换器可以从堆栈外的孔缓慢地从上到下放置。超声波沿桩体混凝土向下传播时，穿过孔与桩基之间的分层表面，然后通过孔内耦合水到达接收转换器。该过程完成后，基本上可以测量超声波的声学参数值，并根据发出的信号评价桩基的原始质量。但是，用这种方式测量桩基长度有一些限制。一般来说，超声波在土壤中迅速减弱，这只能粗略地判断夹层、破碎桩和局部界面缩短。

3.2补强与第二次检测

当桩基础出现声音传输方法识别的问题时，参与施工、设计、业主等单位应召开会议，讨论该桩基础出现问题的原因，并给出解决方案。一般情况下，芯孔可以在现场进行，以检查芯块中是否包含泥浆。检查后，如果中央部分存在明显缺陷，混凝土将与泥浆混合分离，这可以证明该桩与先前的试验结果相符。因此，为了负责工程，应将缺陷部分挖出来。如果极其严重的话，那堆东西应该被冲走再重新注入。如果此桩中部没有明显缺陷，而只是部分分离混凝土，经与不同单位协商后，可通过高压挤压来压缩混凝土质量。填充完毕后，可以再次进行超声波检查，对异常位置应进行加密检查。当确定此桩的声速、振幅和波形等声学参数通过注浆在正常范围内时，可以判断此二级桩质量合格，可正常使用。

3.3钻孔灌注桩混凝土夹泥现象检测

比如，相应的技术测试结果表明，正常波形的第一波起动足够清晰，振幅和波速较高，曲线相对规律。多数情况下，当其深度约7米时，会产生明显的异常超声现象，而异常波起始点则难以识别，振幅相对较弱，波速较低，曲线变形较大。对频率谱进行了研究。一般来说，频率谱38 kHz，异常频率谱16 kHz。从对上述内容的分析出发，结合施工技术，假定在与该检测点对应的位置存在泥浆封闭或低强度混凝土，并结合桩体的具体类型，将地基桩作为第三类桩进行评价。通过挖掘验证，发现异常位置评估了污泥夹杂物现象在检测中的应用。该桥梁采用的注浆方法是泥挡土墙水下注浆技术。污泥吸收的主要原因是泵送混凝土的管道堵塞，导致浇注料桩连续断裂，导致较长的间隔最终超过混凝时间，污泥包埋混凝土逐渐固结。之后，当混凝土浇筑再次进行时，上述缺陷会出现在嵌入桩侧的该位置。

4现场检测要点

4.1全面整理基桩检测数据

技术人员必须在完成桩基础试验的所有具体操作后，对桩基础现有试验数据进行总结和排序。在对不同桩的试验结果进行排序时，应避免遗漏一些重要的试验信息，为以后的施工提供科学依据。当前，信息技术似乎可以用来处理桩检数据，以确保相应的检数据正确存储在数据库中。此外，技术人员还应反复检查检测数据，并应彻底消除检测错误。

4.2首先检查声测管畅通情况

用干净的水填充每个声学管，并将收发器放在不同的声波管中。平整过程中，提升机收发转换器应保持相同深度。倾斜测量时，提升机换能器高程差应保持恒定，两传感器连接线与水平之间夹角不应大于30。换能器应同步提升，速度不应太高，声波线路之间的距离不应大于100 mm。信号的时程曲线应随时记录下来，并读取声参数。检查过程中，如果在记录的信号时程曲线中发现异常，有必要添加声学线，或者根据需要使用倾斜测量和风机测量，重复添加测量，以确定故障的位置和空间分布范围，消除非桩因素引起的异常。

4.3严格按照检测流程进行处理

桩身检验必须能保证符合目前的检验操作步骤，只有符合技术检验方法，才能得出完整科学的检验结论。在混凝土试验实践中，基本试验方法一般包括嵌入声波管道、固定桩基础、放置试验装置、密封试验管道两端以及随后的试验处理。技术人员应特别注意桩基礎已放置到位，测量管内部已充满清洁水。当声学管道关闭时，管道底部和管道顶部必须关闭。

4.4现场采集数据尽量一次获取波频特性

对于桥梁桩基检测，应选择适当的采样频率，以尽量减小频域和时间范围对检测桩基的影响。此外，还应考虑泄漏波和叠加波对受检桩基的影响。

结束语

工程基桩施工中，由于诸多因素的影响，必然会出现一些问题，超声波传输方法是一种无损检测方法，能够对工程基桩进行全面准确的检测，对于保证工程基桩的良好质量具有重要意义。超声传输方法有特殊的原理，在技术基础调试中有许多方法。超声传输法在基桩检测中的应用及其影响是本文的主要研究内容。

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