隨著聲波透射法的不斷發(fā)展，其在建筑施工中的應用也逐漸廣泛，尤其在基樁檢測中發(fā)揮著重要作用。本文首先介紹了超聲波透射法的原理，分析了聲測管埋設遇到有關問題及解決方法。

　　《建筑施工》于1979年創(chuàng)刊,其內容套萃精英、博采眾長,凸現(xiàn)中華建筑施工之大成,是中國自然科學建筑類核心期刊,近期又被評為"中國期刊方陣"的社會效益、經(jīng)濟 效益好的"雙效"科技期刊。雜志向以實用著稱,主要介紹國內外最新的建筑施工、設備安裝、建筑材料、飾面裝潢和工程質量事故防治經(jīng)驗:報道國內重點工程 中"高"、"大"、"深"、"重"的施工新技術以及科學實驗新成果:主要欄目有:"地基基礎"、"結構施工"、"裝飾技術"、"建筑機械"、"工程質量與 安全"、"建筑經(jīng)濟與管理"等,可供工程設計、建筑施工、基建、科研、建設監(jiān)理和大專院校等單位及專業(yè)人員參考應用。

　　一、前言

　　作為一項實際應用效果良好的檢測方法，聲波透射法在近期得到了長足的發(fā)展。研究聲波透射法在樁基檢測中的影響因素，能夠更好地提升檢測的效果與質量，從而保證樁基施工的最終可靠性。本文從介紹聲波透射法的原理著手本課題的研究。

　　二、聲波透射法的原理

　　聲波是彈性波的一種，若視混凝土介質為彈性體，則聲波在混凝土中的傳播服從彈性波傳播規(guī)律，由發(fā)射探頭發(fā)射的聲波經(jīng)水的耦合傳到測管，再在樁身混凝土介質中傳播后，到接收端的測管，再經(jīng)水耦合，最后到達接收探頭。由于液體或氣體沒有剪切彈性，只能傳播縱波，因此超聲波測樁技術采用的是縱波分量。

　　探頭發(fā)射的聲波會在發(fā)射點和接收點之間形成復雜的聲場，聲波將分別沿不同的路徑傳播，最終到達接收點。其走時都不盡相同。但在所有的傳播路徑中總有一條路徑，聲波走時最短，接收探頭接收到該聲波時，形成信號波形的初始起跳，一般稱為“初至”，當樁身完好時，可認為這條路徑就是發(fā)射探頭和接收探頭的直線距離，是已知量;而初至對應的聲時扣去聲波在測管、水之間的傳播時間以及儀器系統(tǒng)延遲時間，可得聲波在兩測管間混凝土介質中傳播的實際聲時，并由此可計算出所對應的聲速。

　　當樁身存在斷裂、離析等缺陷時，破壞了混凝土介質的連續(xù)性，使聲波的傳播路徑復雜化，聲波將透過或繞過缺陷傳播，其傳播路徑大于直線距離，引起聲時的延長，而由此算出的波速將降低。另外，由于空氣和水的聲阻抗遠小于混凝土的聲阻抗，聲波在混凝土中傳播過程中，遇到蜂窩、空洞或裂縫等缺陷時，在缺陷界面發(fā)生反射和散射，聲能衰減，因此接收信號的波幅明顯降低，頻率明顯減小。再者，透過或繞過缺陷傳播的脈沖波信號與直達波信號之間存在聲程和相位差，疊加后互相干擾，致使接收信號的波形發(fā)生畸變。綜上所述，當樁身某一段存在缺陷時，接收到的聲波信號會出現(xiàn)波速降低、振幅減少、波形畸變、接收信號主頻發(fā)生變化等特征。

　　超聲波透射法樁基檢測就是根據(jù)混凝土聲學參數(shù)測量值的相對變化，分析、判別其缺陷的位置和范圍，評定樁基混凝土質量類別。

　　三、聲測管埋設遇到有關問題及解決方法

　　1.聲測管變形、堵管問題：

　　(一)聲測管接頭或管口、管底密封不嚴，在施工過程中有漏漿造成此類問題出現(xiàn)。

　　(二)聲測管在安裝、灌注過程中因鋼筋籠扭曲或碰撞使聲測管接頭錯位、變形或管壁變形。出現(xiàn)這種情況主要原因是選用薄壁的鋼質波紋管造成的。

　　聲測管變形堵管給檢測工作帶來了很多的困難，甚至無法進行檢測。出現(xiàn)這幾種情況時，短樁等滿足低應變檢測條件的可以采用低應變法，結合有效的聲測檢測范圍和工程資料判斷樁身完整性。無法滿足低應變法檢測條件或出現(xiàn)異常情況下就需要結合其他的檢測方法來判斷樁身完整性。這就給工程帶來的不但是經(jīng)濟上的損失，還會影響施工進程。聲測管變形、堵管有時還會損壞檢測儀器，影響檢測單位的工作。聲測管管材的選取對這種情況的影響很大。為了節(jié)省聲測管的費用，采用壁厚不到1mm的鋼質波紋管作為聲測管，但這種管在安裝、施工過程中不易保護，容易造成聲測管變形、堵管。解決這個問題的最佳方法是采用管壁厚度在3mm以上的鋼管作為聲測管;同時現(xiàn)在的徑向換能器直徑多在30mm左右，鋼管的內徑應滿足43-60mm的規(guī)范要求;還應當注意聲測管安裝、施工過程中的工藝方法和做好施工人員對聲測管的保護工作;檢測工作前對聲測管進行探測，可以處理得堵管現(xiàn)象應及時導通，保證聲測管在檢測時是通暢的。

　　2.聲測管連接問題

　　聲測管連接宜采用螺栓連接;考慮到聲測管安裝難度和工作效率，通常采用焊接的連接方式：焊接方式有兩種套筒焊接和對接焊接。焊接出現(xiàn)的問題有焊渣、毛刺等凸出物。采用鋼質波紋管作為聲測管時，因不便采用螺栓連接和焊接方式，常采用橡膠套連接，即用6-10cm長橡膠套套接兩聲側管接口;保證聲測管連接不出現(xiàn)問題。

　　3.聲測管斜管問題

　　聲測管在放置過程中有可能因為固定不牢固，致使很難放置平行;可能造成聲測管嚴重傾斜、彎折、翹曲，使同一剖面內各測點的測距發(fā)生很大的差異;聲測管的放置一定要固定牢固。

　　四、聲波透射法在基樁檢測應用中的影響因素

　　在基樁的聲波透射法檢測的過程中，為準確獲取超聲波在混凝土中傳播的三個聲學參量，并以之判定基樁的樁身質量，檢測人員除了要掌握扎實的理論基礎知識和熟練的檢測操作技術外，還應該了解影響三個聲學參量測量的有關因素，這樣就可以在檢測和數(shù)據(jù)分析處理中，把這些影響因素順便排除掉。

　　1.聲測管的影響，蘇州新區(qū)某項目聲波透射法檢測時發(fā)現(xiàn)，大量樁在樁頂以下6m范圍內聲時、波幅、波形嚴重異常，按正常的施工水平判斷出現(xiàn)大范圍缺陷的可能性不大。經(jīng)多方查找原因，后來發(fā)現(xiàn)聲測管內有較厚油污，經(jīng)了解該批聲測管進貨時廠家在管內涂防銹油過多，灌水后油在聲測管上部積聚，嚴重干擾聲波檢測。后要求施工單位采用鋼筋前端綁扎布對聲測管進行清管處理，并重新置換干凈清水后復測，結果聲時、波幅、波形均正常。另外有時基樁成樁后由于各種原因沒能及時進行檢測，導致聲測管銹蝕嚴重，鐵銹對聲波透射法的聲時、波幅、波形均有嚴重干擾，甚至無法接收到波形。

　　2.聲測管管接頭的影響，中長樁通常要幾節(jié)管子才能連接起來，通長到樁底，兩管之間接頭有采用短管節(jié)套焊接而成的，也有采用螺紋連接的。不論采用何種連接方法，進行超聲檢測時，若換能器正好處在兩管接頭之處時，有可能會造成聲時增大，即聲速降低，首波波幅明顯下降的現(xiàn)象。因此在分析檢測數(shù)據(jù)時，若深度―波速、深度―波幅曲線上出現(xiàn)有規(guī)律等間距的突變時，應考慮是否是管接頭的影響，可根據(jù)聲測管安裝的施工記錄輔助判斷。

　　3.聲測管彎曲的影響，聲測管彎曲導致測距增大或減小，使正常混凝土的聲時有可能超判據(jù)，此時應結合波幅與波形進行綜合分析，一般情況下聲波穿過的仍是均勻的混凝土，聲測管彎曲對對波幅影響不大，波形仍保持正常，此時不應判為缺陷。但當聲測管嚴重彎曲時，測距越來越小，缺陷處的聲時有可能比測距較大處的聲時小得多，在此處測線有可能不會超標，但仍需判為缺陷。

　　4.泥漿比重過大的影響，當泥漿比重過大時，在聲測管周圍局部會附著一薄層泥皮，兩聲測管之間發(fā)射換能器發(fā)射的聲波將穿過泥皮，聲波通過低聲速介質，當泥皮較薄時，對聲速影響不顯著;當泥皮較厚時，將使聲速嚴重降低、首波波幅大幅下降、波形畸變嚴重，聲波現(xiàn)象就不能完全的展現(xiàn)出來。一般情況下，當某根聲測管外包有泥皮時，與該聲測管有關的剖面相應部位處聲學參數(shù)均有異常，通過斜測法就可以判斷泥皮的影響范圍。

　　五、結束語

　　通過對聲波透射法在基樁檢測中的影響因素的相關研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項檢測方法能夠取得十分理想的效果。有關人員應該從建筑工程樁基施工的客觀實際出發(fā)，研究制定最為優(yōu)化合理的聲波透射法檢測技術方案。

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