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　　聲波透射法檢測(cè)樁基是評(píng)價(jià)樁基工程是否合格的依據(jù)，同時(shí)也是對(duì)不合格樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的基礎(chǔ)。本文結(jié)合工程實(shí)例應(yīng)用聲波透射法進(jìn)行樁基質(zhì)量檢測(cè)，通過(guò)此實(shí)例，說(shuō)明聲波透射法在工程樁檢查中的實(shí)用性。

 

　　一、聲波透射法檢測(cè)原理

 

　　混凝土是由多種材料組成的多相非勻質(zhì)體。對(duì)于正常的混凝土，聲波的傳播速度是有一定范圍的，當(dāng)傳播路徑遇到混凝土中的缺陷時(shí)，如松散、空洞、夾泥、嚴(yán)重蜂窩和密實(shí)度差等，聲波要繞過(guò)缺陷或在傳播速度較慢的介質(zhì)中通過(guò)，聲波將發(fā)生衰減，造成傳播時(shí)間延長(zhǎng)，使聲時(shí)增大，計(jì)算聲速降低，波幅減小，波形畸變，利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學(xué)參數(shù)的變化，就可分析和判斷，確定樁身混凝土缺陷的范圍、程度及空間位置，從而推斷和評(píng)定樁身混凝土質(zhì)量。

 

　　聲波透射法的試驗(yàn)裝置包括超聲檢測(cè)儀、聲波換能器（同時(shí)發(fā)射及接收）、換能器深度計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)等。聲測(cè)管應(yīng)焊接或綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè)埋設(shè)到樁底；為便于檢測(cè)，管口應(yīng)高出檢測(cè)工作面100mm以上，管口高度宜一致。聲測(cè)管管底、管口及接頭必須密封，保證聲測(cè)管暢通，管壁光滑。聲測(cè)管在樁中位置應(yīng)等分樁的圓周；聲測(cè)管之間應(yīng)保持平行、間距應(yīng)基本保持均勻。在樁基礎(chǔ)完整性檢測(cè)中，聲波透射法的檢測(cè)范圍可覆蓋整個(gè)樁身的各個(gè)斷面，無(wú)檢測(cè)盲區(qū)，并且不受樁長(zhǎng)、樁徑及場(chǎng)地的限制，檢測(cè)快捷方便。這種方法的缺點(diǎn)在于需要在基樁中事先預(yù)埋聲測(cè)管，增加了工程造價(jià)，且不能有效檢測(cè)出擴(kuò)頸和輕微的縮頸缺陷，以及樁底持力層的情況等。

 

 

　　聲波透射法檢測(cè)樁基，聲測(cè)管是徑向換能器所用的通道儀器，因此，聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量對(duì)于樁基的檢測(cè)剖面數(shù)量以及檢測(cè)精度有著非常大影響。聲測(cè)管一般都是采用金屬制作，其內(nèi)徑比換能器的外徑要大15mm，最為常見(jiàn)的是內(nèi)徑為50mm左右的聲測(cè)管。我國(guó)現(xiàn)行《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106）對(duì)埋設(shè)聲測(cè)管提出了具體的要求：D≤800mm（D為樁徑，下同）時(shí)，埋設(shè)兩個(gè)聲測(cè)管；800mm1600mm時(shí)，埋設(shè)四根聲測(cè)管。

 

　　聲測(cè)管在具體的使用中，需要對(duì)聲測(cè)管及其剖面進(jìn)行編號(hào)。這是因?yàn)槁暡ㄍ干浞z測(cè)其本身是作為一類無(wú)損檢測(cè)方法存在的，檢測(cè)完成以后需進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。若對(duì)所得出的檢測(cè)數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)結(jié)果存在異議，就需要對(duì)受檢樁復(fù)檢或驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)聲測(cè)管的編號(hào)，可以使各個(gè)不同的檢測(cè)剖面得以準(zhǔn)確的區(qū)分，方便進(jìn)行比較。同時(shí)，在樁身存在缺陷的情況下，有編號(hào)的聲測(cè)管能夠方便以檢測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)缺陷方位進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，從而為驗(yàn)證和樁身補(bǔ)強(qiáng)的處理提供必要的基礎(chǔ)。在具體的編號(hào)確定方式上是以正北方向作為起點(diǎn)，順時(shí)針的方向編號(hào)為A、B、C與D。四根聲測(cè)管的剖面編號(hào)分別為AB、BC、CD、DA、AC與BD，三根管為AB、BC和CA，兩根管則為AB。

 

　　1、聲測(cè)管在應(yīng)用聲波透射法時(shí)要滿足的要求如下：

 

　　1.1聲測(cè)管間應(yīng)確保平行。聲測(cè)管通過(guò)兩根管組合的方式形成檢測(cè)剖面，以樁長(zhǎng)方向?yàn)榛A(chǔ)存在著多個(gè)測(cè)點(diǎn)，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)用樁頂面的兩聲測(cè)管間所確定的邊緣距離當(dāng)作剖面的測(cè)距，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)避免將混凝土質(zhì)量存在的差別檢測(cè)當(dāng)作導(dǎo)致測(cè)距變化的聲學(xué)參數(shù)，這種錯(cuò)誤會(huì)給檢測(cè)與分析結(jié)果帶來(lái)不利影響。

 

　　從影響上來(lái)看測(cè)距變化和混凝土的質(zhì)量差距兩者之間存在著一定的區(qū)別。在聲學(xué)特征上主要表現(xiàn)在前者所導(dǎo)致的聲速可能是變小，也可能會(huì)出現(xiàn)聲速變大，而后者則只有聲速變小。同時(shí)，前者對(duì)波形所產(chǎn)生的影響相對(duì)來(lái)說(shuō)較小，而后者的波形較差，影響很大。聲測(cè)管其所出現(xiàn)的傾斜與變形僅僅會(huì)對(duì)聲測(cè)管所相關(guān)檢測(cè)剖面產(chǎn)生影響，不同剖面之間的聲速影響具有互補(bǔ)性的特點(diǎn)，而且產(chǎn)生的波速和波形變化為緩變型；而混凝土缺陷可能到時(shí)多個(gè)檢測(cè)剖面的波速和波形發(fā)生變化，而且變化較為劇烈。

 

　　1.2聲測(cè)管在連接上要滿足牢固、密閉與光滑通暢的要求。這些要求指的是聲測(cè)管在其連接處應(yīng)有滿足要求的強(qiáng)度和剛度，強(qiáng)度和剛度應(yīng)保證聲測(cè)管在進(jìn)行具體的施工時(shí)不會(huì)因?yàn)槭芰Χ鴮?dǎo)致出現(xiàn)彎折與脫落的情況。同時(shí)還應(yīng)滿足聲測(cè)管在進(jìn)行混凝土的澆筑時(shí)不能在進(jìn)漿或進(jìn)行檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)漏水的情況。除此以外，還應(yīng)確保聲測(cè)管的連接方式不會(huì)影響管徑，從而確保換能器實(shí)現(xiàn)自由提升，并確保檢測(cè)能夠進(jìn)行的順利。

 

　　1.3聲測(cè)管需要承受包括混凝土澆筑等諸多施工因素而導(dǎo)致的側(cè)壓力，因而需要其管壁具有一定的剛度。通過(guò)檢測(cè)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)有部分工地之所以存在著聲測(cè)管不通的原因就是因?yàn)檫M(jìn)行混凝土澆筑的情況下聲測(cè)管被擠扁而造成的。

 

　　最科學(xué)可靠的齡期應(yīng)該是樁身混凝土滿28天后應(yīng)用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)，但是在實(shí)踐中由于受工期等諸多客觀原因的限制，一般都不會(huì)在這個(gè)齡期以下進(jìn)行檢測(cè)?，F(xiàn)行《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106）對(duì)受檢樁的混凝土強(qiáng)度提出了要求，要求不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，且不應(yīng)低于15MPa。一般來(lái)說(shuō)，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%大約需要15天左右的時(shí)間。

 

　　但從工程建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)看，會(huì)出現(xiàn)由于工期或者其它原因而將檢測(cè)提前的情況。如在施工進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)存在著異常情況的樁，就需要將檢測(cè)時(shí)間提前，實(shí)踐中最短的時(shí)間是五天。從檢測(cè)的要求來(lái)看，對(duì)于沒(méi)有達(dá)到規(guī)范的要求而進(jìn)行檢測(cè)的樁，如果在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在異常情況時(shí)，應(yīng)在達(dá)到規(guī)定的要求后應(yīng)進(jìn)行復(fù)測(cè)。通常情況下把檢測(cè)時(shí)間提前的原因如下：

 

　　1、聲波透射法中聲波對(duì)混凝土所產(chǎn)生的作用力較小，其是作為無(wú)損檢測(cè)方法存在的，該方法在混凝土齡期前不會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)被破壞。2、運(yùn)用聲波透射法對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通過(guò)相對(duì)比較法對(duì)聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行判別，混凝土強(qiáng)度在不同的階段存在著相關(guān)性，但由于內(nèi)因而導(dǎo)致的缺陷隨期間的變化并不大。

 

　　某樁在混凝土灌注的4天后檢測(cè)樁身在12.5～13.7米處，聲速小、密實(shí)度差，滿齡期檢測(cè)情況不變。

 

　　從結(jié)果能夠進(jìn)行對(duì)比的角度出發(fā)，以某地鐵高架段柱墩中直徑1.8米的樁為基礎(chǔ)，對(duì)根樁的聲速和齡期之間關(guān)系的進(jìn)行研究。從結(jié)果來(lái)看，聲速與齡期間由于受諸多因素的影響，相關(guān)性較弱，離散性相對(duì)較大，齡期短與單個(gè)樁的聲速小不是必然聯(lián)系。

 

 

　　1、平測(cè)普查。步驟如下：

 

　　把各聲測(cè)管注滿清水，并保證聲測(cè)管在檢測(cè)的過(guò)程中均保持滿水。把聲波換能器放置在聲測(cè)管內(nèi)并確保在相同標(biāo)高。從樁底向上同步提升，聲測(cè)線間距不應(yīng)大于100mm。提升過(guò)程中，應(yīng)校核換能器的深度和校正換能器的高差。為了確保測(cè)試波形的穩(wěn)定性，提升速度不宜大于0.5m/s。在同一樁的各檢測(cè)剖面的檢測(cè)過(guò)程中，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)應(yīng)保持不變。如果出現(xiàn)異常時(shí)，作法是降低移動(dòng)的步距，作水平加密檢測(cè)。

 

 

　　通過(guò)對(duì)平測(cè)普查數(shù)據(jù)的分析，根據(jù)聲速、波幅等聲學(xué)參數(shù)的相對(duì)變化及實(shí)測(cè)波形的形態(tài)，可以找出可疑測(cè)區(qū)。對(duì)可疑測(cè)區(qū)，首先進(jìn)行加密檢測(cè)，核實(shí)可疑測(cè)區(qū)的異常情況，并確定異常部位的縱向范圍，再用斜測(cè)法對(duì)異常區(qū)域做進(jìn)一步的探測(cè)。斜測(cè)法就是讓發(fā)射、接受換能器保持一定的高程差，在聲測(cè)管內(nèi)以相同的步長(zhǎng)同步提升進(jìn)行測(cè)試。斜測(cè)又可以分為單項(xiàng)斜測(cè)與交叉斜測(cè)。在樁頂或者樁底斜測(cè)范圍受限制時(shí)，扇形檢測(cè)可以作為一種輔助手段。扇形檢測(cè)就是將一只換能器固定在某高程不動(dòng)，另一只換能器逐點(diǎn)移動(dòng)，測(cè)線呈扇形分布。由于扇形檢測(cè)中各測(cè)點(diǎn)測(cè)距不等，波速需要換算，且波幅可比性較差，所以并不常用。

 

 

　　采用聲波透射法對(duì)灌注樁樁身進(jìn)行完整性檢測(cè)，具有準(zhǔn)確度高、逐點(diǎn)整樁全斷面檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，不易漏判缺陷部位，檢測(cè)結(jié)果直觀反映了樁身各個(gè)部位混凝土的均勻性和存在缺陷的準(zhǔn)確位置、缺陷的嚴(yán)重程度等方面的信息，而且檢測(cè)不受樁長(zhǎng)和樁徑影響，是檢驗(yàn)樁基樁身混凝土質(zhì)量的一種科學(xué)的方法，但工程實(shí)際中影響因素眾多以期能使聲波透射法在樁基檢測(cè)中得以更好的應(yīng)用。