声波透射法对缺陷桩质量判别及分析.docx

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声波透射法对缺陷桩质量判别及分析

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声波透射法对缺陷桩质量判别及分析

摘要：本文介绍了桩基检测的主要方法，并比较各自的优缺点。阐述了超声波透射法检测的基本原理，通过工程实例，具体分析了超声波透射法对缺陷桩的质量判别。

关键词：超声波透射法桩基检测质量判别

1、前言

随着我国工程建设事业的迅速发展，众多的高楼、厂房、桥梁、码头、港口等大量采用桩基础，桩基础的应用越来越广泛，已经成为最常用的基础形式和加固方式。据不完全统计，目前我国的年平均用桩量超过约300万根，其中沿海地区和长江中下游地区占70%～80%，而且工程造价较高，一般为工程总造价的四分之一以上。在各种类型的桩基形式中，以混凝土灌注桩的使用尤为突出，特别是大直径桩基几乎全部采用混凝土灌注桩[1-5]。桩基础属于隐蔽工程，加上施工工序繁多且施工难度大、技术要求又高等特点，桩基础质量不好把握，很容易出现问题。因此，有必要对桩基础的质量进行检测。

超声波透射法具有检测细致、结果可靠、检测范围大、不受桩长和桩径的限制等特点，所以目前主要采用超声波透射法检测桩基[6][7]。

2、超声波透射法检测的基本原理

超声波透射法检测桩基桩身结构完整性的基本原理：灌桩时先预埋3-4根声测管（桩径在1.5m以下埋3根，1.5m-2m埋4根）作为检测通道，把发射探头和接收探头放于声测管中，并在管内充满清水作为耦合剂。由仪器中的脉冲信号发生器发出一系列的周期性电脉冲，加在发射换能器的压电体上，电脉冲转换成超声脉冲，超声脉冲穿过待测的桩基混凝土，并为接收换能器接收，再转换成电信号。再由仪器测出超声脉冲穿过桩基混凝土所需的时间、波幅值、脉冲主频率、波形及频谱等声学参数，然后由对接收信号的各种声学参数进行综合判断和分析，即可对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置大致做出判断，并给出混凝土总体完整性和强度等级的评价指标[8]。

3、超声波透射法数据处理与分析

桩基桩身缺陷是以声速临界值、波幅临界值以及PSD判据进行综合判定的。用斜率法判断桩身混凝土缺陷可疑点。根据各点的声时测读数据绘制深度一声时曲线，并给出时临界线，声时大于该临界值的为异常点。再用声时一深度曲线相邻测点的斜率K和相邻2个声时差值△t的乘积，绘制h—K·△t(PSD判据)曲线。

(1)

(2)

其中，，分别为相邻两测点的声时差和深度差[9]。根据曲线的突变位置，初步判定有缺陷的部位。结合声速和波幅判据进行综合判断。根据声速一深度曲线和波幅一深度曲线和相应的临界值进行判断，声速或波幅低于其临界值的均为异常点。当某一测点的一个或多个声学参数被判为异常值时，是存在缺陷的可疑点；根据可疑测点的分布和数值大小综合分析，判断缺陷的位置和范围。

4、工程实例

某工程中，0-3#桩设计桩长16.0m，设计桩径1.5m，桩身混凝土强度等级为C25布置了三根声测管A、

B、C。声测测点间距AB为990mm，BC为990mm，CA为1030mm。在浇筑混凝土达到14天后对其进行检测。

由图1可以看出：AB剖面在11.35m和14.6m处声速值低于声速临界值，在11.35m-11.6m之间和14.35m-14.85m之间声幅值低于声幅临界值，PSD判据在11.35m、14.6m、15.85m三处严重突变，波形畸变；BC剖面在11.35m和16.1m处声速偏低，在11.35m处声幅值低于声幅临界值，在14.1m处声幅值偏低，PSD判据在桩底和11.35m处突变严重，波形畸变；AC剖面在11.35m和桩底11.61m处声速值低于声速临界值，在11.35m处声幅值低于声幅临界值，PSD判据桩底16.1m和11.35m处发生严重突变，波形畸变。

按照桩基检测规范，初步判定此桩为Ⅲ类桩。

经过取芯验证，在11.35m-11.6m存在离析现象，约20cm混凝土没有连续性；14.35m-14.85m存在严重离析现象，大约20cm是碎石；桩底约15cm的沉渣。此三处存在严重缺陷，这与以上的分析相吻合。图2为该桩的芯样图。

5、结语

本文以某工程的桩基检测项目为背景，主要研究了桩基检测的方法，并作出了比较，介绍了超声波透射法检测桩基桩身完整性的基本原理，着重进行了超声波检测桩基的数据处理与分析。通过对0-3#桩基的具体分析，论述了如何进行桩基结果判定的工作。对有疑点的桩要采取取芯来验证，以免误判，漏判，给工程质量造成不必要的安全隐患。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.JGJ106-2003.建筑基桩检测技术规范.北京:中国建筑工业出版社,2003-3-21.

[2]陈凡，徐天平，陈久照，等.基桩质量检测技术.北京：中国建筑工业出版社，2003265-276.