关于超声波在路桥基桩检测中的优势探讨

覃泓

（甘肃交通科学研究院有限公司）

关于超声波在路桥基桩检测中的优势探讨

覃泓

（甘肃交通科学研究院有限公司）

近年来我国路桥建设不断地增多，这为人们的生活带来了极大的方便，同时人们对路桥建设的质量要求也越来越高，路基建设作为路桥建设的基础，可以有效的保证路桥工程的安全性与稳定性，对人们的生产生活有着重要的作用，超声波技术的应用可以有效的提高路基施工的质量，文中对超声波检测技术应用在路桥基桩检测中的优势做了简单的论述。

超声波技术；路桥基桩；检测技术

路桥基桩检测技术中主要包括静载检测技术、动载检测技术、预估检测技术以及超声波检测技术，其中超声波检测技术主要是对混凝土超声波的波幅以及声速进行检测，进而对路桥基桩的桩身进行整体性检测，与其他技术相比超声波检测技术具有一定的优势，文中选取了静载检测技术作为比较对象，论述了超声波技术的优势。

1 超声波检测技术的概述

1.1 基本原理

在路桥基桩中超声波的传播速度以及振幅主要受到力学指标的影响，当路桥基桩的其他条件一致时，超声波传播运动的特性与动力学的特性一致，若基桩存在缺陷时，超声波传播运动则会发生一定的改变，当基桩的缺陷比较大时则超声波的能量消减的也就越快，由此根据超声波的特性，用超声波计算公式，将超声波的实际传播的速度计算出来，通过判断声速与振幅的变化便可以明确基桩中缺陷出现的实际位置与程度，超声波检测技术可以为路桥基桩的修补工作提供科学依据。

1.2 施工工艺

超声波检测技术的声测管安装施工：①需要将钢筋笼架当做声测管的桩基，进行固定并将二者一同沉入进灌注桩孔中。②需要选择两根声测管组成超声波测试组（测试剖面），若设置3根声测管则会出现3个不同测试剖面，若设置4根声测管，则会出现6个不同测试剖面，通常情况下可以根据路桥基桩直径的大小来增减声测管的数量，其安装的要求是以等边三角形为原则进行安装。其利用到的主要仪器是线缆、计算机、换能器和声波检测仪等，其中换能器主要包括收与发这两个部分，换能器可以在声测管内部进行升降运动，同时将其数据信息记录下来并进行存储，经过测试剖面后，由计算机将其结果显示出来，以供检测人员进行观察与分析，找出故障存在的位置并进行检修。

2 超声波检测技术的应用

2.1 进行常规对测

在两个装满谁的声测管中分别放置一个换能器，需要以由管顶至管底的办法，在一定间隔范围内同步移动换能器，在等高程位置上对每一个点进行对测，若采用的是自动测读的模式，间隔范围要在20～50cm之间，一旦自动测读模式受到外来因素的干扰，而不能进行准确的测量时，需要采取手动测量模式并保持测量间隔一致。

2.2 超声波加密测量

超声波加密测量主要是对常规检测中出现的异常现象位置，进行再次测量，其测量的间距为10～20cm，验证常规测量的结果，常规缺陷检测结果主要包括三种:

（1）局部缺陷。在路桥基桩中常规对测若只有一条测线出现波动异常，而其他剖面数值正常在，同时斜侧结果分析也是同样的结果在，则说明基桩出现的是局部缺陷，缺陷的位置是两条测线相交的位置。

（2）缩径缺陷。当所有测线的数值全部出现异常情况，则需要进行斜测，斜侧的位置在测试剖面的等高程中间的位置，斜侧结果中测线的数值没有异动，则说明基桩的中心位置是好的，而基桩缺陷应该在某高程周边，这样的状况就是缩径问题。

（3）断桩隐患。若进行基桩的常规对测与两面斜侧，发现某一高程测线的数值全部出现异常，则基桩内中有整片区域存在缺陷，同时进行三个测试泡面，如果在这个高程处数值依然异常且高程不在基桩底部，那么则证明基桩的缺陷相当严重，可能会出现断桩问题。

2.3 超声波扇形扫面测量技术的应用

该技术主要是把换能器固定，其位置的选择是测试剖面上某一高程的固定位置，使另外一个换能器可以进行升降，并保持规律性的升降，最终使测线呈现扇形，扇形测量办法可以有效的减少测量的任务量，并且有效的提高路桥基桩检测的效率与准确性，但是需要注意的是，不可以对超声波的波幅数值进行比较，也不能将其作为最终的判断依据。

2.4 超声波加密测量实际案例

例如1：某一路桥基桩长度是18m，基桩本身的波速与波幅都在标准要求之内，且PSD曲线（如图1）正常，根据数据显示基桩混凝土质量属于正常范围内，且基桩的内部没有缺陷问题。

图1 正常基桩超声波曲线图

例如2：一条路桥的基桩长度是13.6m，在基桩0～12.4m之内，利用超声波检测技术进行基桩检测，其声速与波幅以及PSD曲线都没有出现异常问题，但是在12.4～13.8m之间，其声速与波幅值和限值相比较发现，其数值较低且PSD曲线在此间距内还出现了突变的现象，当经过进一步检测发现基桩的孔底部1m出出现了缺陷，存在松散层问题，这种问题也就是常见的沉渣问题。

例如3：一路桥的基桩长度是18m，在进行超声波检测时，基桩所有位置上的超声波波幅与最大限制相比，明显超出限值，但是没有出现波动异常的现象，基桩的10.25～12.75m范围内，超声波波速值比限值要低，其PSD曲线也发生突变现象，在经过进一步检测发现在这段范围内出现了缩径问题，其数值的变化如图2。

图2 缩径基桩的超声波曲线图

3 与静载检测技术进行比较

静载检测技术是检测基桩技术中比较完善与成熟的一种，可以实现检测基桩承载与沉降，但是这项技术需要具备一定的基础条件，首先是需要准确的介绍试桩和锚桩以及基准桩之间的间距，一旦没有重视这一环节，则会造成数据的误差，对路桥的安全性造成威胁，主要由于为了降低生产成本，刻意隐瞒检测技术或者是不了解相关的规范，最终造成安全隐患。

其次是需要设置有效的基准梁，这一环节中主要由于温度的变化容易造成基准梁收缩变形，最终导致位移传感器所检测的数据不准确，在具体的施工过程中，有些施工单位为了追求安装的方便性，而忽视基准梁的准确设置，极易造成安全隐患。

最后需要设置荷载架刚度，其主要的作用是提供反力装置，若其刚度不符合要求则会导致高吨位试验出现安全问题，同时会出现大范围内的变形，最终造成数据出现偏差。

超声波检测技术的工作原理简单，施工工艺主要利用现代化测量设备与计算机系统等进行测量分析，有效的提高了检测结果的准确性，同时超声波检测技术主要进行常规测量、剖面测量与加密测试、应用超声波扇形扫面测量技术等，可以有效的提高路桥基桩检测的结果准确性。该技术具有低成本、准确性高等优点，与其他检测相比占据了一定的优势，由此被广泛的应用于现代的基桩检测工作中。

4 结束语

随着基桩桩型的不断发展变化，出现了各种新型的设计思路与设计理论，使得基桩检测技术的发展受到了全新的挑战，而超声波检测技术是目前应用比较广泛的，适合不同桩型的基桩检测，可以保证基桩检测结果的准确性，超声波技术利用其力学原理，根据超声波的变化来判断路桥基桩中存在的缺陷。

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TU473.1

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