刘 杰
(晋中市交通建设工程质量监督站检测中心，山西 晋中 030600)
声波透射法检测技术在桥梁桩基础结构中的应用
刘 杰
(晋中市交通建设工程质量监督站检测中心，山西 晋中 030600)
针对桥梁桩基础结构检测难度大这一问题，提出对声波透射法检测技术进行合理应用，实现对桥梁桩结构的有效检测，确定其具体状况，以期提高桥梁工程质量，最终为人们提供一个良好的交通环境。
声波透射法，桥梁，检测技术，桩基
桥梁工程桩基础承载力强，其在桥梁工程中的具体作用是将桥梁上部结构荷载传递到土层。桥梁工程桩基础施工中，因为会受到施工条件、工艺、管理因素等多方面因素的影响，因此容易发生桥梁桩基础断裂和混凝土离析等不良情况。基于此，对桥梁桩基础检测管理工作，保证桩基工程质量可以达到要求标准，同时也可以保证整体结构的可靠性。
1 声波透射法分析
1.1 检测原理
将若干个竖向平行的声测管预埋在被检测的桩内，将其作为检测通道，同时要将脉冲发射器与接收换能器放置在声测管中，向管内注入清水，通过脉冲发射器完成对超声脉冲的发射，脉冲将会穿过混凝土，并且会被仪器接收，判断超声波通过混凝土的时间[1]。超声波脉冲信号在通过混凝土传播期间，因为受到混凝土结构影响，因此会发射折射、绕射、多次反射的不同吸收衰减情况，这将会使信号在混凝土传播过程中的波形、振幅、主频等各项内容都造成影响，依据各项内容，完成对被测桩身混凝土密实程度的判断，确定桩基的具体缺陷情况。
1.2 适用范围
从目前的实际应用情况来看，声波透射法具有较强的使用能力，在具体应用过程中，只是对已埋设声测管范围内混凝土的完整性完成相应检测，而在声测管以外的部位，则不在检测范围内。
2 桥梁桩基础结构检测中声波透射法的应用
2.1 埋设声测管
1)埋设声测管时，各项操作的进行必须要严格依据相应的标准进行，需要注意的是，若桥梁桩基直径没有超过1.5 m，应当埋设3根声测管，如果桩基直径超过了1.5 m，为确保测量结果的合理性，应当埋设4根声测管。
2)完成声测管埋设后，应当应用钢板完成对声测管的底部进行焊接，焊接期间要对相应的焊接工艺进行合理控制，确保焊接质量能够达到人们的期望要求，避免发生漏浆，影响作业质量情况的发生。
3)可以在钢筋笼内部进行声测管焊接，并且需要注意各个声测管必须保持平行，同时需要采用焊接连接方式对每段接头位置进行处理，并且要将埋设在桩底[2]。一般来说，制作声测管采用的管材都较小，如果管材较大，为了确保作业的顺利进行，应当分段连接管材。
2.2 透射法检测方法的具体应用
透射检测技术在具体应用过程中，要安装好扶正器，将发射器和接收换能器安放在声测管中，并且要对换能器进行详细检查，确定其在应用过程中能保持正常升降。
为了确保在具体检测过程中可以接收到较强信号，对检测仪器设定各种合理的参数，并且要确保检测期间，显示器能够清晰的显示出超声波波幅的大小情况。在设置检测点时，应当将检测点的距离控制在0.2 m～0.5 m之间，具体检测期间，若发现检测数据出现异常情况，或检测结果不清晰，在具体作业过程中，可以依据实际情况，加密检测点，完成相应的处理工作[3]。在应用接收器和换能器期间，应当采取由上向下的检测方式，检测期间要对接收波、发射波、波形等各项内容进行详细记录。具体检测过程中，若波形异常，要记录波形，并且应当采用平测、斜测等多种不同测量方式完成相应的测量工作。此外，如果桥梁工程桩基声测管数量较多，可以进行分组处理，并且通过分组形式，完成相应的桩基检测。完成桩基分组后，还应当采取随机检测方式检测声测管。
2.3 透射法检测桩基缺陷处理
1)对缺陷的范围和程度的判断应当结合扇形、斜测扫射方法完成相应的判定工作。同步评测在具体测试过程中具有快速特点，因此可以将其作为排查缺陷的一项重要依据，虽然现行的检测技术可以实现0.1 m的采样间隔，并且在处理期间不需要加密检测处理，但是在对桩身混凝土的缺陷情况和具体范围进行检测时，检测的准确率会下降，因此检测作业应当采取扇形扫射或斜测其中的一种方式完成。
2)具体检测期间，经常会因为声测管倾斜造成整个检测剖面声速值差别过大，目前在具体检测过程中采用的软件本身具有纠正声测管偏差能力，但是纠偏期间，需要确保声速变化的有序进行，不得盲目纠偏，导致最终的结果失真，从而将会对最终的缺陷判定造成影响[4]。
3)在交通部和建设部相关检测规范中，应当依据缺陷的实际情况，将桩身的完成情况，对桩身进行划分，依据检测剖面声学参数的偏离情况和异常点，完成对桩身类别情况的准确判断。混凝土灌桩自身要保持密实，并且成桩工艺和地质条件复杂，这也就导致了检测声学参数数据变化较大，工程中理论上的异常点只是有可能存在的缺陷点，因此要依据具体情况完成相应的综合判定。
4)通过分析可以发现，若桩基混凝土桩存在缺陷，势必会导致声学参数出现异常现象，桩基混凝土如果出现离析缺陷，骨料少砂浆多区段，声波在砂浆中的传播速度小于骨料，该缺陷处，声波的传播会受到较大影响，幅值将会降低；砂浆多的区域，混凝土强度会降低，波动下降，此时声波能量的具体传播情况并不会受到影响，幅值也不会发生大幅度的改变。桩底一定深度范围内的波幅和波速的值较低，出现该情况，表明桩底沉渣清理存在杂物，由于地层出现松散情况，导致参量出现了较为严重的衰减情况。桩头处混凝土的成桩情况因工艺限制，具体浇筑期间，上部骨料有限，存在大量的气泡和浮浆，这导致该结构的强度偏低，波速和幅值将会快速降低[5]。若桩基清除不彻底或桩基灌量不足，此时将会导致波幅、波速、强度等各项内容降低。声波透射法在具体应用过程中具有一定的局限性，无法全面准确的完成对桩基缺陷情况的准确判断，此时要通过其检测方法完成相应的补测操作，确保检测结果的准确性。
3 检测现场问题的处理
3.1 信号突然消失
导致信号突然消失的原因有以下两种：1)声测管内无水。2)设备系统出现故障。信号突然消失，要对检查声测管内是否有水，采样状态下，向声测管内注水，直到信号出现，否则要从声测管中将换能器提出，平行靠近放在空气中，进行采样，并且观察是否存在接收波形，如果此时仍然无接收波形，则可以判定为设备系统故障。
3.2 判断设备故障情况
如果判断换能器出现故障，接上径向换能器，开始采样工作，若发射换能器在作业过程中存在异常响声，并且没有接收波形，此时可以判断接收换能器出现了故障；若发射换能器在运行过程中没有响声，用平面换能器代替发射换能器，将平面换能器的发射面对准径向换能器的辐射体，完成相应的采样作业，如果在该作业过程中，存在波形，表明接收换能器不存在问题，而发射换能器存在问题，否则，两者均出现了故障。
3.3 接收存在问题
换能器下水测试时，起初阶段波形正常，一段时间后，波形逐渐出现异常，甚至无接收波形，将声测管提出后，波形恢复正常。通过分析可知，导致该情况发生的主要原因是换能器信号线出现了破损，水压过大时，渗透到换能器的主体，破坏了换能器。
4 结语
声波透射法在我国桥梁桩基础机构中已经得到了广泛应用，通过对该方法的应用，不仅使检测工作变得更加简单，而且也使分析手段得到了提升。但是，需要注意，在应用该方法过程中也可能会出现一些故障，因此，要做好相应的分析工作。
[1] 符 友.路桥检测技术的应用和发展趋势[J].城市道桥与防洪,2017(8):20,189-191.
[2] 燕志恒.基础工程中桩基础质量分析与检测技术及其应用[J].经营管理者,2017(22):401.
[3] 郑文南.浅谈声波透射法在公路桥梁工程基桩完整性检测中应注意的几个问题[J].河南建材,2017(3):234-236.
[4] 陈昊海.多种基桩检测方法在某桥梁工程中的对比分析[J].福建建筑,2016(5):68-69,74.
[5] 张同颖.桥梁桩基检测技术分析[J].创新科技,2013(12):83-84.
Applicationofacoustictransmissionmethodinbridgepilefoundationstructure
LiuJie
(JinzhongTrafficConstructionProjectQualitySupervisionStationInspectionCenter,Jinzhong030600,China)
The pile foundation of bridge structure is difficult to detect this situation, the reasonable application of detection technology of acoustic transmission method, realize the effective detection of bridge pile structure, determine the specific situation, in order to improve the quality of bridge engineering, providing a good traffic environment for people.
acoustic transmission method, bridge foundation, detection technology, pile foundation
2017-10-05
刘 杰(1985- ),男,工程师
1009-6825(2017)35-0168-02
U445.551
A
