试论声波透射法在桥梁桩基检测中的应用
苏正
汕头公路工程质量监督站（汕头公路桥梁工程检测站）
摘要：声波透射法是一种重要的桩基质量检测方法，在桥梁工程中有广泛应用。实践证实，通过该技术应用可以及时发现和解决桩基存在的质量问题和安全问题，确保桩基施工的整体质量。文章以声波透射法的应用机理为切入点，重点对其在桥梁桩基检测中的应用要点进行探讨。
关键词：桥梁桩基；声波透射法；应用要点
引言
由于受到施工工艺、现场环境以及人员、设备等因素的影响，桥梁桩基施工时经常出现断桩、蜂窝等问题，进而影响到桩基混凝土的强度和完整性，并使得桥梁工程的安全性、耐久性大大降低。因此，在进行桥梁桩基混凝土施工期间，要加强对声波透射检测技术的应用，并根据检测数据对桩基施工质量做出判断，确保桥梁桩基施工质量满足设计要求。
一、声波透射法的原理
由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征。根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，在测区范围内得出混凝土的密实度参数。当混凝土无缺陷时，混凝土是连续体，超声波在其中正常传播，接收系统接收到的声时、波幅和波形均匀、正常。当混凝土内存在缺陷时，其连续性就会中断，在缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射、反射以及缺陷对波的吸收衰减，接收到的透射能量就会明显降低；当混凝土内存在严重缺陷时，如蜂窝、孔洞、断桩等，将产生波的散射和绕射，接收到的声时、波幅将明显降低，波形严重畸变甚至丢波。声波透射法检测桩身质量，即通过测试记录不同测面、不同高度上的超声声学参量，经过处理分析就能判断桩身的完整性。
二、声波透射法的优缺点
相对低应变反射波法等检测技术而言，声波透射法的操作简单、方便，检测数据更加精确、可靠。一方面，利用声波透射法进行桥梁桩基的检测有着强大的优势。比如，应用该技术可以对大型桩基（桩径在0.8m以上）的完整性作出精确的检测，检测期间不受桩长、桩径等因素的限制。同时，即使待测桩基的桩身中存在着不同缺陷，也能够全面测出桩基内部的各个缺陷，而且还能准确定位出桩基缺陷的位置、性质，并且可以对缺陷的严重程度进行判断。另一方面，声波透射法也存在着一定的不足。比如，①无法检测桩底沉渣和桩底持力层质量情况；②存在一定范围的测试盲区，对整个桩身是否有缺陷是检测不出来的，只能测出声测管间一定范围内混凝土是否有缺陷。
三、声波透射法在桥梁桩基检测工作中的应用要点
3.1 声测管埋设要点
首先，在声测管埋设的过程中，施工单位需要严格按照规定的施工要求和标准规范进行各项操作。桥梁桩基桩径小于1000mm时，应埋设2根管；当桩径大于或等于1000mm，且小于或等于1600mm时，应埋设3根管；当桩径大于1600mm且小于2500mm时，应埋设4根管；当桩径大于或等于2500mm时，应增加声测管的数量。其次，在埋设完声测管后，需要借助钢板来焊接声测管的底部，期间需要合理控制焊接施工的具体工艺，确保焊接的整体质量，避免实际施工中出现漏浆导致声测管堵管，从而影响检测工作。最后，在钢筋笼内部焊接声测管的过程中，要确保所设置各个声测管之间保持平行状态，且借助焊接方式处理各段接头位置，之后再将其埋置于桩底位置处。考虑到声测管制作所用的管材比较小，如果所使用管材的直径比较大，那么为了顺利地开展施工作业，一般需要采取分段连接管材的施工工艺。
3.2收发换能器安装与使用要点
在实际桥梁桩基检测中应用声波透射法期间，检测人员需要先将扶正器安装好，在安装完毕的声测管中安置发射换能器和接收换能器，且要在安装完毕后详细地检查换能器的安装情况，确保其在后续的使用过程中可以始终保持正常升降的工作状态。在实际的桥梁桩基检测工作中，为了增强信号检测的性能，需要对检测仪所设定的各种参数进行合理确定，同时需要在检测期间做好检测的关键参数控制工作，确保最终显示器可以对超声波的波幅等进行清晰显示。
在检测点设置期间，一般检测点的间距不应大于250mm，如果发现了异常情况，或者检测结果存在不清晰的情况，那么在后续的桩基检测作业中，必须结合实际的桥梁桩基检测情况，适当地对检测点进行加密处理，确保各项处理工作得到妥善处理。在接收换能器和发送换能器应用过程中，需要按照自上而下的检测顺序，详细地记录波形、发射波和接收波等各项检测内容。此外，如果发现所观察和记录波形存在异常情况，那么可以灵活应用斜测法、扇形扫测法和平测法等超声波形检测法来开展超声波测量工作。特别是桥梁桩基检测中涉及到比较多的声测管，那么可以应用分组处理方式，以分组形式来完成相应的桥梁桩基检测工作。待桩基分组完毕后，可以按照随机检测方式对声测管的安置及应用情况进行检测。
3.3桥梁桩基缺陷处理要点
在桥梁桩基缺陷处理中应用声波透射法的过程中，相应的要点主要体现在如下几个方面：其一，要灵活应用斜测法、平测法以及扇形扫测法等检测方法来判断桥梁桩基缺陷的程度和范围。在实际的测试过程中，同步测试具有快速特征，所以这可以将其作为桩身缺陷排查的一个重要依据。虽然当下所采用的检测技术可以在采样间隔控制在100mm，能够确保检测结果的准确性，且不需要进行加密检测处理。但是在检测桩基桩身混凝土缺陷范围的时候，会降低检测结果的准确率，所以要在灵活应用斜测法或扇形扫测法等的基础上，科学制定检测方案。其二，在桥梁桩基检测工作中，可能会因为声测管倾斜问题而影响剖面声速值检测结果的准确性，这时可以借助软件来对声测管偏差能力进行纠正，但是要对声速变化的有序性进行控制，避免一味地盲目纠偏操作而造成检测结果失真问题。其三，要结合桥梁桩基缺陷的实际情况和交通部等的相关检测规范，科学判断桩身的完整性，依据检测剖面的声学参数异常点和偏离情况，准确地判断桩身类别情况。特别需要注意的是，除了要确保其灌桩的密实性，更要始终基于实际检测的情况来进行综合判断。
3.4 检测现场问题处理要点
在声测透射法应用的过程中，检测现场可能会出现信号突然消失、设备故障以及接受故障问题等，所以实际的现场应用中要结合实际情况进行科学判断和分析。对于信号的突然消失问题，主要是由于设备系统故障或声测管内无水，需要检查声测管内是否存在水，并对设备系统是否存在故障进行排查，确保及时处理和解决异常情况；对于发射换能器或接收换能器等设备运行故障问题，要及时做好设备的检修维护工作，在发现问题后要及时进行更换；针对接收换能器存在的接收问题，如果声测管提出后相应波形恢复正常，那么就意味着换能器存在故障问题，这时候要及时替换出现故障问题的接收换能器，之后再进行声波透射法检测，确保检测结果的准确性。
四、结束语
综上所述；声波透射法是一种检测桥梁基桩混凝土质量行之有效的方法，该方法越来越广泛地运用于各大工程中，结合该方法自身具有的优势，对桥梁基桩的判定、缺陷及常见问题进行总结和分析，有快捷、覆盖面大、定量解释准确等优点，利用声幅、声速等判据，对于混凝土的均匀性和连续性检测而言，该方法属于最可靠、最直观的检测法。声波透射法的应用，可以更好服务于桥梁施工建设之中，提供技术以确保工程质量以及安全管理。
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