基桩声波透射法完整性检测的数值模拟及应用分析

    谭双双

    

    [摘要]声波透射法作为基桩完整性无损检测方法，在土木工程领域已经被广泛应用。声波透射法与普通的低应变法，高应变发等基桩检测方法相比，最大优点就是能够准确直观的发现基桩桩身结构的缺陷。这种方法在操作的时候十分简单，并且检测的时候也比较准确，适用于很多方面的检测。虽然超声波检测技术的优点十分多，并且在工程中被广泛地应用，但是对于这种方法在检测过程中的数值模拟与工程实验测试分析还仍需完善。

    [关键词]声波透射法;基桩;缺陷;应用? 文章编号：2095-4085（2019）05-0007-02

    随着我国建筑行业的高速发展，对工程质量的要求越来越高，并且桩基是一个项目的基础工程，对于工程质量具有非常重要的意义。在施工过程中，基桩由于施工工艺等很多不确定的因素影响产生缺陷，如果不对桩基进行严格的检测，就会给工程带来很大的安全隐患，直接影响工程的整体质量。本文通过声波透射法完整性检测的数值模拟以及应用的探讨，为提高工程质量提供可借鉴的方法。

    1? 超声波基桩检测基本原理及检测方法

    1.1? 超声波的原理及适用范围

    声波如果在砼中传播出现缺陷的时候就会导致声波发生折射，反射，比如说出现裂缝，空洞，松散等等因素，都会产生这些现象，导致声速降低，波幅减小。声波透射法检测桩身完整性就是通过利用声学的参数变化作为检测的基本依据。通过预埋管作为换能器的通道，在检测之前将测管灌满清水，作为耦合剂。然后将换能器放置在测管里面，发射换能器通过定期的多频脉冲超声波，接受到的声波信号转换为电信号，通过声波仪器的声息，同时参照声波参数的变化，对桩身混凝土进行判断，保证桩基的完整性。声波透射法适用在桩径大于0.8m的灌注桩，对于桩长没有限制，基桩受力形式可以為端承桩或者摩擦桩。

    1.2? 声波透射法基桩检测方法

    按照超声波的声测管的数量和不同布置方式，可分为桩内单孔透射法，桩外孔透射法，桩内跨孔透射法。

    超声波从发射换能器出发经稱合水进入孔壁混凝土的表面，当耦合水分别达到接收换能器的时候，就能够测出超声波沿孔壁混凝土传播的声学参数。当桩上部已经施工，可以在桩外紧贴桩边的土层钻一个孔作为检测通道，检测的时候在桩的顶面放置一个发射功率较大的平面换能器，这样在接受信号的时候就能够自上而下，超声波就沿着混凝土向下传播，并且在穿过桩与孔之间的土层能够进入换能器，然后通过点与点之间的透射测出声学参数，进而判断桩身的质量。桩内跨孔法是超声波透色法检测桩身质量的主要形式，检测的时候超声波通过换能器出发穿透两管之间混凝土后被接受换能器接受，实际有效的检测范围就是声波脉冲从发射换能器到接受换能器所扫过的面积（见图1）。

    2? 常见缺陷简介

    基桩在灌注混凝土的时候经常会出现以下几种缺陷，裂缝，沉渣，集中性气孔，桩头浮浆，桩身离析等常见的缺陷。裂缝在桩身混凝土浇筑完成之后，没有取得完全的连续性，通过裂缝的大小与布置情况判定桩身完整性类别。沉渣就是在混凝土的浇筑之前未进行清孔，导致桩底部位出现与持力层断层的现象。如果在埋设导管的时候太深就会导致混凝土的流动性出现不足，并且导管中的混凝土会出现多余的气体和混凝土夹杂在一起没有办法排除，导致出现很大的集中性气孔，出现空洞的现象，这种缺陷严重的影响了截面的承载力。桩头浮浆主要就是在施工的过程中砂浆会与水接触，在这个过程中会混入泥水，就导致了桩顶低强区出现，在实际的基桩检测中，桩顶的低强区并不会对桩身承载力造成影响;桩身离析主要的原因就是在混凝土浇筑的过程中因为浇筑不均匀导致的混凝土离析，同时在制作的过程中因为材料不合格们也会出现这样的现象。

    3? 结语

    总而言之，声波透射法基桩质量判定标准综合了各种各样的方法，并且能够为工程处理提供依据，同时检测人员对声测管埋置方法的了解程度也将是检测准确度的影响因素，所以，检测人员需要通过施工现场的实际情况进行检测，通过实际的情况判定和分析缺陷的主要因素，这对现场的施工有一定的指导作用。声波透射法对于基桩的完整性检测有很重要的意义，在结果和判定桩身完整性类型显得非常的重要，通过结合实际的施工情况，就声波透射法检测基桩完整性的检测以及缺陷判定，常见问题以及设备故障做出简单的总结。

    参考文献：

    [1]JGJ106-2014，建筑基桩检测技术规范[S].

    [2]岑建武.声波透射法在基桩检测中的应用[J].绿色环保建材，2018，（10）：187，190.