聲波透射法檢測樁基時聲測管的質量控制核心思路分析

摘 要：聲波透射法是檢測樁基的最為有效和準確的方法，該方法通過埋設聲測管對樁基樁身的完整性進行檢測，因此埋設聲測管的質量會直接影響檢測結果。鑒于此，本文將在分析聲波透射法含義和檢測原理的基礎上，對檢測樁基時聲測管質量問題進行研究，提出聲測管對樁基檢測質量的重要性，并提出相應的質量控制措施。

關鍵詞：聲波透射法;樁基檢測;聲測管;質量控制

1 聲波透射法檢測的原理

聲波透射法檢測是檢測樁基樁身完整性的最有效手段，該檢測手段的工作原理是，在樁身內埋設聲測管，由聲測管激發并接受高頻彈性脈沖波，通過對脈沖波在混凝土樁基結構內反射、投射和散射過程中波動特征的檢測，根據波的時間和能量變化特征、頻率變化特征和波形變化程度等來獲得和樁基樁身各截面混凝土部分的聲學參數，從而明確混凝土樁基出現質量缺陷的范圍、程度和具體位置，并通過數據分析研究評定樁身的完整性。

2 檢測時常見的聲測會發生以下質量問題

2.1 聲測管出現變形或堵塞的問題

聲測管出現變形或堵塞是樁基檢測時聲測管常見的質量問題，主要和以下因素有關：第一在聲測管埋設時對于聲測管的接頭、管口和底部等沒有封閉嚴實，導致在鐵路工程樁基施工中使外界水分或泥漿液等進入到聲測管中。第二，在安裝和澆筑時由于鋼筋質量問題，或鋼筋籠制作時采用了薄壁的鋼制波紋管或內徑較小的鋼管，導致鋼筋籠出現了撞擊、扭曲等問題，從而使聲測管的接頭發生錯位甚至變形。第三，在地質條件較差的地方，由于沖孔成孔不佳，導致鋼筋籠在下沉過程中出現了聲測管變形堵塞的問題。第四，如果在施工時沒有做好嚴格的過程監控，也可能會出現因小混凝土塊掉入聲測管內而出現變形或堵塞問題。聲測管出現變形或堵塞，會導致換能器無法從底部往上檢測，不能對各個截面進行檢測，所以必須對引起聲測管變形或堵塞的原因進行深入分析，并采取針對性的解決措施，加強施工管理，做好聲測管上部封口、底部和各個接頭的密實處理，避免有雜質進入聲測管而阻礙換能器的進入。

2.2 聲測管連接方面的問題

聲測管連接一般使用螺栓連接并采用焊接的方式，焊接連接包括套筒焊接與對接焊接，焊接會出現焊渣、毛刺等凸起物，影響換能器在接頭的上下移動，如果焊接不當就會影響焊接接頭的密封性，從而出現漏漿的問題，對接焊接則可能會出現焊接斷裂的問題。在使用鋼制波紋管時，不能使用螺栓與焊接連接，常見的是采用橡膠套連接，因為橡膠套材質軟容易影響聲測管接頭的強度與剛度，所以在聲測管安裝施工以及進行檢測工作時可能出現錯位、脫開的問題。因為橡膠套熱膨脹系數和混凝土的熱膨脹系數差距較大，在混凝土澆筑時水泥水化熱的熱量不容易釋放，從而使橡膠隨著溫度的增大而出現較大變形，而混凝土凝結后橡膠套又會因為溫度的下降而發生收縮變形，使混凝土和聲測管之間出現較大的縫隙，最終會影響聲波透射法檢測的信號，影響檢測的結果。

2.3 斜管問題

聲測管沒有固定牢固，就會影響聲測管之間的平行度，加上安裝不當、聲測管連接固定不好會引起聲測管傾斜甚至彎折等問題，嚴重影響測量結果，尤其對聲學參數的影響，使推算的聲速和實際聲測之間存在較大差別，不但影響檢測數據的準確有效性，而且還會影響樁身的完整性。

2.4 聲測管布置問題

聲測管的布置決定了聲波透射法檢測的范圍，如果沒有緊密結合樁基大小進行聲測管數量、位置和大小的布置，就必定會影響聲測管作用的發揮，在對波形檢測時無法遍及所有截面，也不能從低到高進行有效的檢測與驗證。比如聲測管在某個位置布置數量過度、布置過密，影響了介質的透聲率，在該截面出現波形嚴重衰減的問題，從而影響檢測結果的準確性。

3 鐵路工程樁基檢測時聲測管的埋設要求

聲測管是采用聲波透射法進行樁基檢測時進行能量轉換的通道，即為激發和接受脈沖波能量的通道，必須要有足夠的強度、剛度與韌性才能承受高頻彈性脈沖波的沖擊。在埋設鐵路工程樁基檢測聲測管時，首先必須合理選擇聲測管的材料，使外壁能和混凝土結構緊密結合，采用較大透聲率、方便安裝且成本較低的鋼管，比如鋼制波紋管、鋼管、硬塑管等，接頭則用螺紋連接。其次，聲測管必須焊接或綁扎在鋼筋籠內并埋設到樁基底部，管口應設置在工作面以上且所有管口應保持等高，有利于樁基檢測工作的開展。同時，必須對聲測管的底部、管口和各個接頭處進行密封處理，使聲測管內部通常完好，各個聲測管需保持平行，保持間距的均勻性。此外，關于聲測管埋設的數量、大小等都需要緊密結合具體工程樁基大小按相關施工規范和檢測規范來確定。

4 聲測管施工質量控制措施

4.1 針對聲測管變形或堵塞問題的解決措施

當樁基檢測中使用長鋼筋還不能深入到聲測管的底部，則可以確定是由于漏漿問題引起的聲測管堵塞，為使換能器順利到達底部，在灌注混凝土前應向聲測管中灌入清水來平衡管內外的壓力差，降低出現漏漿的概率。其次，加強對聲測管管材質量的控制，禁止使用薄壁鋼制波紋管作為聲測管，采用管壁厚度至少在3mm以上的鋼管，鋼管內徑在43-60mm范圍內，并加強對聲測管安裝施工的保護，采用科學合理的施工方法，在檢測工作前做好對聲測管質量的檢測，及時處理堵塞或變形問題。再次，參考預應力鋼筋施工經驗，在聲測管中插入塑料管在完成混凝土初凝工作后再拔出。

4.2 針對聲測管連接問題的解決措施

為保證聲測管連接良好，為聲波透射法檢測提供好的環境，應根據審車管連接的位置、橡膠套的長度以及出現質量問題的影響范圍等來判斷樁身的質量，或將聲波透射法將檢測和其他檢測方式結合起來使用。對于質量嚴重損壞的樁，在檢測時發現波形嚴重變形，波速嚴重偏低，但是取芯時卻沒有發現任何問題，在查看后發現聲測管的某個位置有一個較大的連接縫，經過分析判斷是因為聲測管橡膠套的收縮變形而引起了這一處連接縫，而該問題的存在是影響樁基質量和樁基檢測結果的主要原因。在連接時既要考慮安裝的難度、工作效率，還必須考慮管材對連接質量的影響，如只能使用套筒連接時則不能再用對接焊接和橡膠套連接。

4.3 針對斜管問題的解決措施

針對斜管問題，應使用鋼管作為聲測管，并在焊接時用鋼管代替部分主鋼筋截面?？紤]到鋼管的剛度較大，所以在安裝施工時應在保證做好安裝施工過程質量控制的基礎上，保持鋼管的平行度和平直度。

4.4 針對聲測管布置問題的解決措施

為避免檢測失誤，聲測管布置應采用四邊中心布置，在經濟允許的情況下可在四角布置的基礎上再增加一根聲測管。此外，對于聲測管布置的具體位置、數量、直徑大小以及密度等都應該結合具體樁基工程實際情況和聲波透射法檢測的要求進行合理布置，以充分發揮聲測管的作用。

5 結語

本文圍繞聲波透射法樁基檢測，對聲測管常見的質量問題及其影響因素、對聲測管的埋設要求以及質量控制措施進行了簡單分析，并得出以下結論：第一，聲測管出現變形、堵塞等問題會導致換能器無法到達聲測管的底部而影響聲波透射法樁基檢測的效率、質量和成本。第二，聲測管連接時接頭處理不當會導致聲參數的異常。第三，聲測管布置位置、數量、大小和密度等會對檢測結果的準確性產生影響。針對上述問題應采取針對性的解決措施并加強施工過程質量控制，在檢測前再次檢查聲測管是否暢通，管壁是否完好，只聲測管符合測量要求才能保證聲波透射法樁基檢測工作順利完成。

參考文獻：

[1]舒小林，溫永華.聲測管對聲波透射法檢測的影響與處理[J].道路工程，2013（24）：23-24.

[2]楊筆將.聲測管對聲波投射法檢測樁身完整性的影響[J].城市道橋與防洪，2019（05）：245-246.

作者簡介：張銳民（1979～），男，漢，廣東潮安人，本科，工程師，研究方向為建筑地基樁基檢測。