超声波法在桥梁桩基检测中的应用分析

杨飞跃

(合肥工大工程试验检测有限责任公司，安徽 合肥 230051)

0 引 言

近年来，我国公路工程发展速度较快，对于工程质量的重视也在不断加强，尤其重视在桥梁桩基施工过程中加大检测力度，桥梁桩基质量对建筑工程具有较大的影响。当前，超声波方法具有良好的发展趋势，其检测速度相对较快且结果准确可靠，因此可充分利用超声波法对桥梁桩基进行全面检测。本文将对该检测方法的原理进行分析，介绍超声波法在桥梁桩基检测中的应用情况。

1 超声波检测的基本原理

当前，在工程质量检测工作中，超声波法是常用的检测方法之一。该方法主要是将超声波声束集中在统一的特定方向，超声波在介质中通常以直线的方式传播，具有良好的指向性。同时，超声波在介质传播过程中通常会出现散射的情况，在不同介质界面处还会出现相应的折射、反射等。通过超声波声束的不断反射，工作人员可对工程缺陷进行准确探测，并对缺陷部位进行明确定位，达到良好的检测效果。并且，超声波的能量通常比声波的能量大，在固体传播过程中，超声波的传播损耗相对较小，探测深度相对较大。当在金属中出现气孔、裂纹等缺陷时，在超声波检测过程中，会出现不同程度的反射。当探头接收到反射信号时，能够对相应电路进行处理，从而在荧光屏中显示出不同高度与间距的波形。工作人员通过对波形变化的基本特征进行分析，可有效明确问题的所在之处，确定其具体的位置以及深度。通过对形状以及位置的合理判断，能够找出问题出现的原因，得出准确的检测结果，为工作人员提供真实、有效的参考数据。该检测方法的适用范围相对较广，具有较强的穿透力，能够有效对较大厚度的物体进行检测[1]，并且该方法检测的准确率也相对较高，具有良好的应用效果。因此，超声波检测方法在工程施工检测中具有重要作用，工作人员应当加强对超声波法的利用，从而有效提高工程质量，确保建筑工程的安全。

2 超声波检测的主要方法

超声波在应用过程中具有较大的优势，能够为工程质量的准确检测提供充分保证。超声波的检测方法相对较多，可根据不同的检测物体采用不同的检测方法。

2.1 回波法

该方法通常应用于金属物体的检测。金属的材质较为特殊，通常情况下对超声波产生的影响相对较小，利用回波法能够减少较多的阻碍，加快物体检测速度，有助于工作人员及时了解相应物体的质量情况，进而展开详细的分析，不断提高工程质量。

2.2 投射法

该方法应用较为广泛。在对桥梁桩基进行检测时，通常利用该方法开展检测工作，在桩基内部安装检测管道，利用探头设备对桩基进行深入查看。同时，在设备安装过程中，工作人员需明确其具体的位置，防止出现检测误差，影响检测结果。仪器设备在应用过程中，经常会接收到电流脉冲，通过不断转换形成相应的物质，并逐渐穿透桩基，在换能器的作用下进行有效吸收，从而转换成相应的信号，有助于工作人员直接从显示屏中了解到桩基检测的结果，提高了检测工作效率。

2.3 平测法

该方法在工程质量检测中也较为常用。应用该方法，能够有效降低对发射、接收的数据进行整理的工作量。在检测过程中，确保检测高程不变，对检测物体进行独立查看。应用该方法时需要对高程换能器进行特别注意，避免产生较大的差异，以免降低检测结果的准确率，导致无法对缺陷位置进行准确判断，难以达到精准的检测效果，降低工程质量。因此，检测人员需对其加以重视，合理运用相关方法，并按照具体规定进行正确操作，可有效保证检测的合理性及科学性。

2.4 斜测法

在桩基检测过程中，该方法的发射以及接收通常不在同一高度。在该方法检测时，经常利用相差高程对相应的剖面进行单独检测，当高程的差值逐渐增大时，可有效减小检测范围，准确定位具体的缺陷位置，提高桩基质量的检测精度，从而能够充分展现出超声波法在桩基检测中的应用价值，有效促进工程建设的良好发展。

3 超声波在桥梁桩基检测中的具体应用措施

3.1 检测处理

桥梁桩基是基础工程施工内容，其稳定性对工程质量有着较大的关系，因此施工单位应当加强对桥梁桩基质量的重视[2]。在施工过程中，不断对桥梁桩基进行全面检测，利用超声波检测方法，逐渐深化桩基检测工作。在实际检测过程中，工作人员需在桩基中预埋相应的声测管，通过对基桩截面的分析，可有效确保桥梁桩基检测的精准性。当预埋的声测管数量较多时，能够对大范围的桥梁桩基进行检测，并收集较多的检测数据信息，有助于工作人员根据数据信息进行合理探究，从而能够对桩基缺陷进行定位。但增加声测管数量也会使检测成本不断提高，对人力、物力的消耗相对较大。同理，若采用少量的声测管，其成本相对较小，但检测的范围也较小，无法对桩基中出现的问题进行准确检测，导致检测准确性降低。

为此，在声测管埋设过程中，工作人员应当对桥梁桩基进行全面调查，了解桩基截面的实际数量，并对其展开有效分析。同时，检测人员还应当对桥梁基桩直径进行精确测量，依此确定声测管的具体数量，提高声测管检测的效率。在对基桩直径进行测量过程中，要求检测人员应当充分遵循相关规定，依据具体参考准则，明确具体的安装标准。通常情况下，当基桩直径在800 mm以内时，应当在桥梁桩基中安装2根以上声测管。当基桩直径在800～1 600 mm时，检测人员需安装大约3根以上声测管。若基桩直径在1 600 mm以上，检测人员需至少安装4根声测管。通过对相关规定的掌握，检测人员需逐渐完善处理工作，做好桥梁桩基的准备工作，逐渐强化检测处理，合理运用超声波检测方法，从而能够有效快速开展检测工作，充分确保桥梁桩基检测的完整性。

3.2 现场检测

在桥梁桩基检测过程中，工作人员应当加强对超声波法的运用，利用该方法对桥梁桩基开展检测工作。在现场检测过程中，工作人员应当对施工现场进行深入调查，了解桥梁桩基施工的实际情况，并不断对桩基相关基本信息进行充分掌握。

首先，在桩基检测时，工作人员应当采用相适宜的仪器设备，确定各项设备的具体参数，并对其进行合理设置。通常情况下，在各项仪器中，超声波频率应当在30～50 kHz，电压数值应当在200～1 000 V。在桩基检测时，需确保参数一致，可有效得出较为准确的结果，避免产生较大的误差而影响检测人员对桩基进行正确判断。

其次，在超声波检测方法的应用过程中，工作人员应当将发射仪器以及接收仪器放置在声测管的顶部以及底部，能够有效对基桩深度进行充分检测，对基桩进行全面探查，促使检测人员对基桩质量有着根本了解。在仪器设备的升降过程中，应当保持相同的高度以及间距，并对检测点距离进行设定，由此能够利用相关参数，对基桩深度进行全面记录[3]。并在具体检测时，工作人员可对仪器的高度进行适当的调整，确保其高差保持在20 mm以内，均可得到良好的测量结果。通过对结果的有效分析，工作人员可及时对桩基中出现的问题进行处理，不断提高桩基桥梁质量。

最后，在超声波检测方法中，运用自动化技术，适当加快仪器的运行速度，促使检测人员有效收集超声波信号，根据信号产生的图示，对其进行有效分析，从而对桩基质量做出准确判断。同时，在速度提升的过程中，检测人员应当保证提升速度在3 m/min左右，可有效对基桩缺陷进行充分掌握，便于工作人员采取合理的解决方案，逐渐减少桥梁桩基施工中的安全隐患，确保桥梁的安全性，促使各项施工作业均在规定标准的范围内。通过利用超声波法对现场进行检测，进一步推动桥梁桩基工程的稳定发展。超声波法现场检测如图1所示。

图1 超声波法现场检测

3.3 数据分析

在超声波检测过程中，通常会产生一系列的数据，工作人员需将检测数据进行全面整理，不断将相关数据信息进行汇总，并利用相关软件绘制超声波检测的曲线图形，从而快速直观地对桩基检测结果进行掌握，并通过临界值线的设定，对曲线做出合理判断，明确桩基检测过程中出现的异常情况。同时，在数据分析过程中，工作人员还需根据具体规定标准，增强数据分析的准确性以及科学性。一般情况下，对桥梁桩基异常部位进行检测时，在多个检测点中其曲线数值超出临界值，由此检测人员能够判断其存在较大的问题，并逐渐深入对问题部位的探测，明确出现异常情况的具体原因，促使工作人员对其进行适当的处理，逐渐强化施工质量，确保桩基各项数据在标准规定的范围内。同时，在超声波波幅相关数据的分析过程中，工作人员也需利用软件绘制相应图形。通常情况下，超声波波幅的灵敏度相对较高，其临界值与波幅信号有着较大的关联，通过对相关信号的判断，可有效得出具体的临界值。在实际检测过程中，若波幅在临界值以内，则证明桥梁桩基质量达到合格标准，安全性相对较高。若波幅超出临界值，则表明检测部分的桩基存在相应的问题，工作人员需对其进行深度检查，从而有效保证桥梁桩基工程的完整性。

3.4 桩身判定

在桥梁桩基检测过程中，利用超声波方法可有效对桩身进行充分判定，明确桩身因素的基本特征，对桩身的大小、异常程度、波形变化程度以及声速等各方面进行详细对比，掌握桩身的基本信息[4]。同时，桩身缺陷通常与超声波参数有着较大的关系，在桥梁桩基中出现沉渣情况时，超声波声速相对较低。由于沉渣较为松散，声波会出现剧烈衰减，从而造成声速不断下降。在桩身检测过程中，若出现混合物时，声速也会出现下降趋势，该异常情况主要是由于浇筑导管在安装过程中与实际状况不相符，由此出现断桩以及标高较低的现象。在超声波方法的检测下，声幅出现明显变化，桩身也极易发生突变。并且，在桥梁桩基施工过程中，还经常会出现坍塌的现象。在检测时，超声波声速下降，并根据坍塌的具体情况，能够有效展现出声速下降的幅度，为工作人员对桩身判定提供准确的参考依据。在混凝土浇筑施工时，容易出现气泡密集现象。在实际浇筑过程中，若浇筑的速度相对较快，则会产生大量的气泡，致使混凝土中出现较大的空洞，导致其质量严重下降。在检测过程中，声速出现下降趋势，声波也会明显衰减。为此，通过利用超声波法对声速以及声波等进行观察，可有效对桩身的质量进行合理判定，了解桩身的实际情况，增强整体的检测效率。

3.5 注意事项

由于桥梁桩基施工的环境较为复杂，在检测过程中，若工作人员未能按照规定要求开展检测工作，则会大大降低检测结果的准确性，产生不同程度的误差。因此，应用超声波对桥梁桩基进行检测时还应当注意以下事项。

(1) 地下含水量。工作人员在浇筑水泥时，若发现桩身出现高度低于地下水位的漏洞，则会极易使地下水通过漏洞进行渗透。在超声波法检测过程中，工作人员需对该情况进行充分考虑，对地下水位进行有效分析，从而能够得出有效的检测结果。

(2) 桩基龄期。在实际检测过程中，工作人员还需对桩基龄期进行充分了解，其对声波信号容易产生相应的影响。通常情况下，当桩基龄期在14 d左右时，在检测过程中，应当满足7 d周期，可有效接收准确的信号信息，增强信号接收以及波形的准确性。

(3) 声测管安装。在实际安装时，工作人员应当采用平行安装的方式，保证各项测量值的精确，防止产生较大偏差[5]。并且，在泥浆浇灌过程中，应当保持结构厚度一致，提高探测结果的准确度，取得良好的检测成果。

4 结束语

总而言之，超声波检测方法在桥梁桩基检测中有着关键作用，利用该方法能够有效反映出桩基的实际情况。该方法整体操作较为简单，检测人员应了解其原理以及基本操作方法，逐渐将其应用到实际工程项目中，不断加强对现场检测所得的各项数据进行深入探究，通过将检测结果与各项参数进行对比，能够得出准确的检测结果，以进一步保障桥梁桩基工程的施工质量。