超聲波無損檢測技術在橋梁樁基工程中的應用

李紅雨

摘 要：在橋梁結構的樁基完整性檢測、橋梁構件裂縫深度測量、結構混凝土強度測定方面，超聲波無損檢測技術都為當前的一個發展趨勢，因此，展開超聲波無損檢測技術在橋梁健康狀況評定中的應用研究至關重要。本文在全面了解超聲波無損檢測技術原理的基礎上，闡述了超聲波無損檢測技術在橋梁樁基工程中的應用要點，并結合具體案例，對樁基檢測流程及檢測結果進行了探討，以期全面提升檢測準確性。

關鍵詞：超聲波無損檢測技術;橋梁樁基工程;技術原理

1 超聲波無損檢測技術在橋梁樁基工程的應用要點

1.1 設備儀器選擇

在具體應用過程中應對其儀器設備進行選擇設置。其中，中的收發換能器主要負責其聲波發放、接收任務。其具體參數設置如下：第一，該儀器設備的外徑小于測管內徑，有效工作段長度不大于150mm;第二，該諧振頻率要設置在30kHz～50kHz，且水密性滿足1Mpa水壓不滲水;第三，超聲波法中的設備檢測儀器需要具有一定的可視性、顯示功能?？梢詫崟r顯示與自動信息記錄檢測;第四，該儀器設備系統頻帶寬度應設置為1kHz～250kHz上下之間，且最小采樣相關間隔需小于0.5μs，其測量誤差率應小于3%。

1.2 聲測管埋設

在聲測管埋設置中一定要注重其科學性、合理化。具體如下：當樁徑小于等于800mm時，根據實際情況與具體要求埋設2根以上的聲測管;該樁徑應在800mm～1600mm之間。此時應該埋設4根以上聲測管器材;當樁徑大于2000mm時，可以預埋4根以上的聲測管。同時，聲測管內徑宜50～60mm。對聲測管布置，需要對其進行沿樁身通長設計，且對其下端進行封閉，目的是保障其焊接質量，防止混凝土跑漿至聲測管內。在進行混凝土澆筑之前，一定要對聲測管進行有效加固與綁定，保證其各個聲測管的有效平行。

1.3 現場檢測要點

第一，對聲測管暢通實際情況進行檢測，先對聲測管進行清水注滿，并將其收發換能器安放在不同設備聲測管當中去。第二，平測中，收發換能器在進行提升流程一定要與中其保持深度一樣;第三，斜測中，收發換能器進行提升流程中一定要對其高差進行保持，其兩個相關換能器連線同其水平角度應小于40°。在其進行質量檢測當中，一旦發現其記錄信號中程曲線產生異常變化，可以對其聲測線及運用斜測、扇測等手段等進行增加，為排除其非樁身原因造成的異常變化奠定基礎。

1.4 數據分析

在選擇超聲波法對其樁基進行檢測中，主要以采集獲得的聲速、波幅、聲時等相關參數進行分析，將樁身混凝土的質量問題進行充分體現;同時，也可以選擇計算聲時的方法，即在深度曲線上相近兩點連線中的斜率及聲時差統計，并對其進行乘積PSD，最后進行其質量確定。在其實際測量中一旦發現其參數出現明顯差異，可認定該樁身中的質量存在嚴重問題。另外，在對樁基質量檢測過程中，可以綜合以下方法，例如：平測法、扇測法、斜測法等技術手段。進而為樁身缺陷的主要情況及情況程度進行判定。當然，也可能發生該聲測管出現不平行等情況，主要是該樁身質量出現問題引發的聲學參數異常變化，進而會對從檢測實質結果造成波及。出于保證檢測結果的科學性、精準性角度出發。一定要對其進行規范糾正。

2 案例分析

該橋梁工程樁基采用混凝土進行灌注，混凝土強度為C30，工程共灌注421根樁，樁徑為1000mm，樁長28m。根據巖土工程勘察報告，該工程地層情況如下：

（1）雜填土，平均厚度為3.47m，雜色，松散，土質不均，主要成分為碎磚碎石混粉土，局部為混凝土地坪。

（2）粉土，平均厚度為5.36m，灰黃色，濕，稍密中密，含云母碎片，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度和韌性低。

（3）黏土，平均厚度為5.89m，灰黃色，可塑，含鐵錳質浸染和少量鈣質結核切面光滑，韌性和干強度中等。

（4）粉質黏土，平均厚度為8.74m，灰黃色，可塑，切面稍光滑，韌性和干強度中等。

（5）粉土，平均厚度為6.86m，灰黃色，濕，中密密實，含云母片，搖震反應迅速，無光澤反應，韌性和干強度中等。

（6）粉砂，平均厚度為5.69m，灰黃色，飽和，密實，顆粒級配差，含云母碎片，偶見砂砂盤，粒徑2-7cm，偶見貝殼碎片。

（7）黏土，平均厚度為4.88m，灰綠色，硬塑，含鐵錳質浸染和鈣質結核，切面光滑，韌性和干強度高。

本次檢測主要檢測樁身完整性和均勻性，一共檢測了30根樁基，樁徑有三種，800mm，900mm，1600mm，樁長分別為6m，4m，8m。檢測工作參照現行基樁檢測技術規范，本文選取了其中2根樁基的檢測數據進行分析，分別是1號基樁和2號基樁。

第一，1號基樁樁長7m，當以聲速作為判據時，根據檢測數據可知，樁身上部1.4m及2.1m處聲速明顯低于臨界值4.084km/s。當以聲幅作為判據時，其值也低于聲幅臨界值88.4 dB，并且聲時明顯變長，PSD曲線發生突變，由此可以判斷出這兩處可能存在一定缺陷。5.9m～6.6m PSD曲線和聲波聲幅異常情況較嚴重，初步判斷存在缺陷，缺陷可能是由于混凝土離析出現粗骨料大量堆積細骨料較少造成的，該樁屬于Ⅲ類樁。

第二，2號基樁樁的聲速以及聲幅都不大于臨界值，PSD曲線沒有發生突變，由此判斷該樁的樁身完整性較好，屬于Ⅰ類樁。

相較于其他的樁身完整性檢測方法，超聲波法實時反映樁內各點的聲時聲速波幅等數據，克服了受樁長限制的缺陷，并且檢測時對樁身無損傷，檢測結果準確可靠，因此得到高度認可和廣泛應用。

3 結束語

綜上所述，隨著我國工程行業的迅速發展，對大型橋梁等建設提出了更高的要求。樁基礎作為橋梁工程最常見的基礎形式，做好基樁檢測尤為關鍵。在工程實踐中，在地質條件、施工方法等多種因素作用下，產生樁身缺陷的問題極為常見，很大程度上缺陷將會對基樁的力學性能、耐久性等造成嚴重影響，若基樁檢測不到位，必將存在嚴重的安全、質量隱患，甚至會縮短工程使用年限，出現巨大損失。為此，在工程建設施工中，必須重視樁基礎完整性檢測。超聲波法作為一種高效、迅速、便捷的無損檢測技術，在橋梁結構樁基完整性檢測等方面得到了廣泛應用和推廣。因此，在橋梁樁基工程健康狀況評定中開展超聲波無損檢測技術的應用研究顯得尤為重要。

參考文獻：

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