探究桥梁桩基检测中声波透射法检测的应用

张恒启

摘 要：声波透射技术是现代常用桥梁基桩完整性检测手段，具有检测精准度高以及检测便捷等方面优势，已经在混凝土基桩检测中得到了广泛运用。为保证技术运用效果，本文将以声波透射技术应用优势介绍为切入点，对技术在桥梁基桩完整性检测中的运用展开全面分析，旨在提升声波透射技术应用水平，保证桥梁基桩完整性检测质量。对于相关领域科研工作者和同行业工作人员具有十分重要的参考意义。

关键词：桥梁桩基检测;声波透射法;实际应用

0 引言

桩基础现在在桥梁建设中大量使用，基桩完整性会对桥梁质量及使用年限产生直接影响。为保证基桩质量，施工结束后，会运用多种有效检测技术，对基桩完整性进行检测，声波透射法检测就是其中一种，且是一种便捷、有效、准确度较高的一种方法。

1 声波透射技术应用优势

桩基桩身混凝土浇筑之前，在钢筋笼上预埋若干数量声测管（具体根据桩径大小参考规范来确定数量），声测管作为换能器的通道。检测时，先将声测管住满清水，将换能器放入声测管中，再将它与跨孔声波检测仪连接，换能器保持同等高度、同等速度由下至上提升，采集存储检测声波穿过桩身各横截面的波速、波幅、声时等声学参数;然后在利用分析软件对数据进行处理、分析，确定桩身混凝土缺陷的位置、范围以及程度，从而判定桩身完整性类别[1]。

应用优势具体如下：（1）桩身缺陷位置准确度高，可以对整个桩身各个断面的全面分析;（2）检测方法较为便捷，检测结果准确度较高，不受桩长和桩径的影响可以对较长桩以及较大直径的桩进行检测。

2 声波透射法在桥梁基桩检测中的运用

声波透射技术主要用于桩身完整性检测，主要以桩身缺陷位置检测为主[1]。在此将以某桥梁检测为例，对技术现实运用展开深层次探讨。

2.1 工程实例

拟建的某大桥项目位于安徽省，大桥基础采用机械钻孔混凝土灌注桩，设计桩长13.80 m～20.00 m，桩径800 mm，单桩竖向抗压承载力容许值为2 657 kN～3 871 kN。由安徽省某工程检测中心对其在建的大桥项目的机械钻孔混凝土灌注桩进行声波透射法检测，以检测工程桩的桩身完整性[2]。

2.2 具体检测

首先在2个声测管中注满清水并将换能器分别放置在1、2管中，使其保持同样的高度，提升或放下时保持同样的速率，采样间隔控制在100 mm以内（也可更小）;然后从声测管的底部提升到顶部，若是检测过程中发现可疑部位可以采用加密测试或者斜侧、扇形扫测等方式进行测试，以便准确判断缺陷位置和具体范围;下面以其中的35#、42#桩为对象对检测结果进行分析[3]。其中35#桩，桩长为15 m，采集到的声测管数据分析它的声学参数（声时、波幅、波速），（如图1）所示。结果发现，在检测范围内声速Vmax=

4.552 km/s、Vmin=4.203 km/s、Vc=4.420 km/s，Vs=0.046，声速相对稳定。波幅 Amax=101.3 dB、 Amin=98.6 dB、Ac=99.6 dB、As=0.486，且该桩声时-PSD曲线无突变，波形较为均匀，说明35#桩桩身混凝土密实，完整性好。42#桩桩长为15.8 m的，声测管数据分析它的声学参数（声时、波幅、波速），分析结果显示，在深度2.5 m到3 m范围内局部声速偏低，声幅明显偏低，且PSD曲线突变明显，波形畸变明显无规律，以上数据可以判断42#桩桩身可能存在2.5 m到3 m范围内缺陷，如图2所示。

为了验证声波检测的准确性，42#桩是否在浅部有缺陷，施工单位对该桩进行开挖，发现42#桩深约2.5 m左右确实存在混凝土缩颈、不密实等情况存在（如图3所示），按设计变更，施工单位采取风镐凿去上部松散混凝土，并支模重新浇筑高2个标号混凝土进行处理。以上事例，可以说明声波透射法在检测准确性上较高，利于发现基桩缺陷[4]。

2.3 检测结果

在樁基施工结束后，龄期满足要求或同条件试块满足要求的情况下，对该其进行了声波透射法检测。检测仪器采用RS-ST06D（T）型非金属跨孔声波仪，其具有测试精度高、自动化功能强等特点，可以检测混凝土松散、裂缝及其它缺陷并准确定位。

检测数据的分析处理和缺陷的判定严格按照《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）的规定进行。检测桩身完整性检测目前有很多方法，由于各种方法的原理不同，检测人员水平不同可能会导致检测结果存在差异，声波透射法的检测结果较为可靠。声波透射法检测相对于低应变检测，检测成本相对较高，检测效率相对较低，但准确性相对较高;但又比钻芯法检测成本相对较低，检测效率相对较高，声波透射法检测基本不受桩长、桩径影响，图形直观，信号分析干扰因素少，检测结果准确可靠，对缺陷位置、缺陷程度能够准确定位;但是由于发射的高频声波，若声测管周围有泥浆可能会影响检测结果。由于其是焊接或绑扎在钢筋笼上如果桩体较长很难控制器垂直性且它只针对声测管之间的混凝土进行检测评价，对桩周混凝土保护层的缺陷无法检测[5]。

2.4 技术应用建议

桥梁桩基相对较长且周边环境较差，其成桩质量会受到很多因素影响，所以检测结果要对其桩型、结合地质报告相对比进行分析，从而做出准确判断，为后面补救施工提供准确位置和方向。同时，要对桩身缺陷产生原因与特点展开全面分析，采用其他检测手段来验证结果的准确性，这样也会在实际检测中积累到更多的经验，能够在准确分析出桩身质量问题的同时，为后续解决方案制定奠定扎实基础，这对于基桩施工，甚至是整体桥梁工程施工而言，都是极为有利的，因此，该技术应该在今后检测中加以推广。

3 结束语

通过以上测试结果及相关比对，声波透射发检测在桩身完整性检测中有着较明显优势与价值，可以满足完整性检测各项要求，而且操作比较简单，且受环境影响较小，建议可以进行大规模推广与使用[6]。当然也有它的局限性，因此希望结合实践问题，通过引进新的科学研究技术，结合实践操作经验逐步弥补各项技术应用缺陷，为技术实际应用以及发展提供更多助力。

参考文献：

[1]郑志茂.声波透射法检测公路基桩完整性[J].居舍，2019

（36）：28.

[2]付渝渝，鲁光银，朱自强，等.声波透射法检测公路基桩完整性[J].中国科技信息，2019（7）：86-87.

[3]邓国文，王齐仁，化得钧，等.声波透射法在基桩检测中的应用[J].工程勘察，2013，41（6）：92-95.

[4]李廷，徐振华，罗俊.基桩声波透射法检测数据评判体系研究[J].岩土力学，2010，31（10）：3165-3172.

[5]雷永裕，吴晓寒，邹桂高.声波透射法和低应变反射波法联合检测在北京新机场中的应用[J].土工基础，2020，34

（1）：84-88.

[6]马驰.声波透射法结合钻芯法检测灌注桩桩身完整性的应用[J].建材与装饰，2020（6）：231-232.