路桥桩基检测中超声波技术的作用研究

陈旭

摘 要：在工程建设领域的不断发展下，工程建设极大地方便了人们的生活，同时，人们越来越关注工程建设的质量，这给工程建设带来了极大的挑战。在工程建设中，道路和桥梁建设等基础工程正在增加，而基础桩的施工是确保安全和使用寿命的重要因素，因此必须将基础桩的施工作为工程建设的重要工作内容。目前，在国内的桩基检测技术发展中，传统技术受环境因素、施工技术和土壤特性的影响，无法保证工程施工质量，影响人们的人身安全和社会发展。作为检测基础桩完整性的有效方法，超声波法可以说是检测桩基础连续性、完整性、均匀性和混凝土强度以及混凝土灌注均匀性的重要参考标准，可以准确测量性能和强度，在确保桥梁桩基结构安全的无损检测中起着重要作用。

关键词：路桥;桩基;检测;超声波

引言

在我国路桥工程建设数量增多、规模扩大的过程中，桩基质量问题越来越成为施工过程中需密切关注的问题。因此，无论是何种路桥工程，在工程建设过程中，有关人员需充分根据路桥工程的质量标准与要求，选择恰当的桩基类型，保障桩基施工技术的科学应用。检测技术应用可为路桥工程桩基质量控制提供重要的参考与依据，根据相关结果，可判断桩基的破损等问题，进而及时采取有效的处理方式，为路桥工程提供稳固的桩基结构。

1超声波检测桩技术的基本原理

桩中超声波实际传播速度的计算公式为V=[E（1-u）/ρ（1+u）（1-2u）] 1/2，其中E代表弹性模量，p代表桩基混凝土的实际密度，u代表泊松比。可以看出，桩基混凝土中超声波的传播速度和振幅直接受到相关力学指标的影响，对于具有一定条件的基桩，如原材料，混合比，使用寿命和试验距离，超声波在内部传播运动和动力学特性是一致的;当桩中存在某些缺陷时，超声波的传播运动将发生显著变化，缺陷越大，超声能量越小。利用超声波的特性，通过声速和振幅的实际波动趋势，可以准确地确定实际位置中基桩缺陷程度，为修复工程提供科学可靠的施工依据。可以概括为以下几种：（1）当低频超声波遇到混凝土中的缺陷时，发生衍射现象，判断声波的大小以确定缺陷的大小。（2）超声波会在一些缺陷处散射，缺陷的大小将根据接收探头时的能量故障来判断。（3）超声波会在缺陷处引起波形变换和叠加，接收波的波形失真将判断缺陷的差异。（4）当遇到缺陷时，超声波脉冲的频率不同，接收波谱與反射波之间的差异，或接收频率的频率降低，以判断内部缺陷的异同。

2路桥桩基检测中超声波技术的作用

2.1加密测量

初步检测后，如果超声波传播存在异常，则需要进行二次准确的加密测量。加密测量可以更精确地定位存在质量问题的桩基。通常可以分为三种类型：（1）部分缺陷：在基本的两端测量中，如果其他测量横截面的值在正常范围内，并且仅一条测量线上有波动，则表示该线上的某一位置有质量问题，需要对角线测量。使用相同的测量方法确定出现质量问题的对角线区域，对测和斜测的两条直线的交点是发生问题的确切位置。（2）断桩：在对基础桩进行传统的交叉测试和双面对角线测试后，我们发现通过测试段一定高度的测量线的所有值以及整个内部的异常值都有异常变化，基础桩的三个测试部分在此高度处具有异常的线值，如果此高度不在基础桩的底部，则基础桩中的缺陷非常严重，这意味着桩很可能已损坏。（3）缩径：在正常测试基础桩时，所有测试线均具有异常值。此时，所需的对角线测试应在测试配置文件中相同高度的中心位置进行。如果所有测试线上的值没有发生异常波动，则可以确定基础桩的内部中心良好，并且在基础桩的一定高度附近可能存在缺陷，这是直径减小所导致的问题。

2.2桩基完整性的低应变检测

传统静载检测桩基承载能力有许多的问题，传统的静载测桩的承载力会导致工程施工时，周期长、设备重、成本高等，所以，应当采用新的办法对这个方法进行改善，所以动测方法的检验桩基础这个方法就得到了广泛的应用。低应变检测桩基完整性有很多优点，比如：经济、快速、无损等等，桩基完整性检测十分重要，但是，这种方法也存在自身的局限性，在实际使用过程中，也很容易发生误判或者重判桩身完整性的情况，所以，需要对检测结果进行进一步确认。

2.3人工挖孔桩技术

现阶段，随着我国经济实力的显著提升，各种技术日益进步，在工程建设领域，桩基施工技术也日益具有多样性与先进性。在路桥工程建设中，人工挖孔桩技术同样应用较多，该技术在应用时的技术标准较低、成本投入少、操作便捷。人工挖孔桩技术最为突出的特征是其挖孔采用人工作业方式，这使该技术在应用时常会存在诸多难以避免的问题，施工安全问题较突出。挖孔作业是由人工来完成的，由于多为井下作业，在整个施工过程中，安全威胁时时存在，由于安全风险的不确定性，施工进度常常会受到影响，如当人工挖孔桩遇到空地积水的情况，施工进度与质量将难以保障;若工程现场的地质水文条件出现异常，需立即进行施工方案的调整与优化。

2.4声波透射检测技术

现在，声波的透射检测技术应用比较广泛，这个技术的应用，对于公路的强基础检测起到了很大的帮助，声波透射检测的时候，波形正常、波速偏小时，应当重新对其测线。当管口测线的刻度相同的时候，那么波速偏小有可能是因为两根声测管布置不平行的原因所导致的。在检测的过程中，如果桩基完整性出现了问题，那么应当立即进行现场复测，让检测结果更加准确，防止对桩基的完整性出现错误的判断。特殊的地质条件下，桩基有可能容易存地下水，让桩头不得不一直在水里浸泡，如果在检测中，发现桩顶的参数异常，应当及时进行复测，这种情况，不是因为桩基完整性不够，是因为地质特殊性，应当注意特殊判断。如果桩基的位置有水坑，提前应该进行模板支护，尤其注意，不可以提前涂脱模剂，如果提前涂脱模剂，会导致脱模剂浮在水中，导致在进行桩基检测的时候，会让测线变油滑，使深度计数轮和测线产生滑动摩擦，导致实际距离与深度技术轮所计数的距离不符。在桩基检测之前，应该提前进行声测管探测，让换能器更加顺利地放置，但是因为有很多的不确定因素，会让换能器放置不顺利，导致卡住声测管，当这种情况发生时，不能够直接提拉换能器，防止将测线扯断，应该将测线紧贴着声测管壁，轻轻晃动侧绳，当侧绳撞开换能器后，在提出侧绳，之后再将换能器提出。现代技术中，数字化的声波仪已经代替了传统的声波仪，不仅仅在使用上有了提高，而且在分析方法上也有了很大的提高，为声波透射法的不断研究成熟提供了更加广阔前景。

结语

近年来，随着道路桥梁工程项目的增多，人们生产生活中对路桥工程的依赖性有所提升。任何路桥工程建设，都需遵循质量要求，加强桩基质量控制。现阶段随着各种检测技术的日益增多，可充分利用这些技术实现桩基质量控制，以达到路桥工程桩基施工的标准。

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