四川省兴冶岩土工程检测有限责任公司 四川成都 610051
摘要：在工程建设领域的不断发展下，工程建设极大地方便了人们的生活，同时，人们越来越关注工程建设的质量，这给工程建设带来了极大的挑战。在工程建设中，道路和桥梁建设等基础工程正在增加，而基础桩的施工是确保安全和使用寿命的重要因素，因此必须将基础桩的施工作为工程建设的重要工作内容。文章介绍了桥梁桩基础超声波检测的基本概念、原理，分析了桥梁桩基础超声波检测的具体应用，探讨了桥梁桩基础检测中应注意的问题，供相关技术人员参考。
关键词：路桥桩基；超声波检测；技术作用
引言
目前，在国内的桩基检测技术发展中，传统技术受环境因素、施工技术和土壤特性的影响，无法保证工程施工质量，影响人们的人身安全和社会发展。作为检测基础桩完整性的有效方法，超声波法可以说是检测桩基础连续性、完整性、均匀性和混凝土强度以及混凝土灌注均匀性的重要参考标准，可以准确测量性能和强度，在确保桥梁桩基结构安全的无损检测中起着重要作用。
1超声波检测技术的基本概述及原理
1.1超声波检测技术概述
在路桥工程施工中，常见的混凝土桩基施工质量检验方法有大应变法、钻心取样法、小应变法、静载法等。但是以上质量检测方法的检测费用高，时间长，结果的可靠度不高，一般只适用小比例抽检。在此背景下，超声无损检测技术应运而生，由于其强大的NDT技术优势，经过几十年的发展，为路桥工程桩基质量检测提供了快捷、准确、方便的检测手段。
1.2工作原理
多条探测管线埋入桩中，声测管中放置发射探头和接收探头，注入清水作为耦合剂。该装置由仪器中的脉冲信号发生器发出一系列周期电脉冲，与发射换能器的压电体进行组合，经接收换能器接收后转换成电信号，再经待测桩混凝土产生超声脉冲。超声脉冲通过混凝土时，接收波幅（或衰减α）、主频、脉冲的波形和频谱，数据处理系统通过检测系统，对接收信号的各项参数进行综合判断和分析，从而对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置进行判断，并给出混凝土整体均匀度和强度等级的评价指标。
2超声波检桩技术的施工工艺
2.1安装声测管
首先，使用钢笼架作为桩基础来安装声学测量管，并且将声学测量管稳定地固定在钢笼骨架的内部位置，并与其一起浸入钻孔桩中。笼式骨架可确保声学测量管的平稳运动，通常，声管的内径应控制在50～60mm，并且在声管内不应有其他异物。然后将两个声学测量管用作超声测试组，这通常也称为测试部分。通过在基础桩上安装三个声学测量管，可以在桩内形成三个不同的测试部分。以此类推，当将四个声学测量管安装在桩内部时，会在桩内部形成六个不同的测试部分。通常，根据实际桩基的直径选择要安装的声学测量管的数量，换句话说，可以根据桩基的直径适当地增加或减少声学测量管的数量，根据正三角形的原理进行设置安装。
2.2设备准备
公路和桥梁桩基的超声波检测需要相应的支撑设备的协助，该支撑设备主要包括电缆、传感器、计算机和声音探测器之类的组件。换能器通常由两部分组成，即发送和接收。在声管中以相等的距离执行有序的举升操作，并将相关的声学数据信息及时记录在内存中。当测试剖面检测技术之后，使用计算机系统查看超声裂纹测试的结果，从而使工作人员进行直观的观察和深入的分析。
2.3测试实施程序
2.3.1定期检测
换能器放置在两个充满水的声学测量管中，并且换能器根据从管的顶部到底部的顺序以规则的间隔进行同步，以在相等的高度执行逐点测量。这是因为测试通常在自动读取模式下使用，因此，测试间隔应控制在20～50cm范围内。如果受到其他因素的干扰，在自动读取模式下将无法有效完成对齐工作，因此，需要手动测量模式，并且测量间隔必须一致。
2.3.2加密测量
初步检测后，如果超声波传播存在异常，则需要进行二次准确的加密测量。加密测量可以更精确地定位存在质量问题的桩基。通常可以分为三种类型：
（1）部分缺陷：在基本的两端测量中，如果其他测量横截面的值在正常范围内，并且仅一条测量线上有波动，则表示该线上的某一位置有质量问题，需要对角线测量。使用相同的测量方法确定出现质量问题的对角线区域，对测和斜测的两条直线的交点是发生问题的确切位置。
（2）断桩：在对基础桩进行传统的交叉测试和双面对角线测试后，我们发现通过测试段一定高度的测量线的所有值以及整个内部的异常值都有异常变化，基础桩的三个测试部分在此高度处具有异常的线值，如果此高度不在基础桩的底部，则基础桩中的缺陷非常严重，这意味着桩很可能已损坏。
（3）缩径：在正常测试基础桩时，所有测试线均具有异常值。此时，所需的对角线测试应在测试配置文件中相同高度的中心位置进行。如果所有测试线上的值没有发生异常波动，则可以确定基础桩的内部中心良好，并且在基础桩的一定高度附近可能存在缺陷，这是直径减小所导致的问题。
2.3.3扇形扫描测量
对桩基执行扇形扫描测量实际上是将换能器放在测试轮廓中的特定固定高程位置，并使用另一个换能器执行常规的举升运动。测量线形成扇形，使用超声波的扇形测量方法可以减少实际测量工作量，提高检测效率。需要注意的是，超声波之间的振幅值无法比较，因此，它不能用作缺陷判断的条件。
2.4数据分析及处理
桥梁桩基缺陷的确定主要基于声速的总体PSD标准和超声波产生的波幅的临界值，可以采用倾斜法进行具体确定。首先，绘制一条与深度声学时间相对应的曲线，并根据测量线上每个点的声学时间结果绘制一条声学时间临界线。可以将与声学时间的临界线相对应的测量点判断为异常点。接下来，使用深度声学时间曲线的相邻测量点（K）的斜率和相邻声学时间之间的差（△t）绘制h-K/△tt曲线（PSD参考）。
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（1）
基于曲线的急剧变化的位置，首先确定质量可能存在缺陷的位置，然后将声速和波幅进行组合以进一步确定。振幅深度和声波速度、深度以及临界线的两条曲线的综合分析如果振幅或声波速度低于临界点，则测量点异常。最后，可以根据预定的可疑测试点的数值大小和分布确定质量缺陷的程度和位置。为了确保数据分析的准确性，有必要全面观察每个声学参数-深度曲线和波形图。无异常时，曲线规则，波形正常，无明显跳变，检测轮廓材料均匀，桩身完整，声速临界值合理，需要说明它在范围内，并且可以判断其完整性。如果存在异常，判断基本上是由声音的速度决定的，对于低于声速临界值的测量点和PSD参考的可疑点，我们可以看到，除了声速值之外，波幅也明显更低。如果异常点的声速值与正常值没有明显偏离，则不应将其判断为缺陷点。缺陷点的接收波形通常具有不同程度的失真，并且缺陷越严重，失真越明显。
3结语
综上所述，随着交通事业的发展，对路桥工程施工质量的要求越来越高，而道路桥梁桩基对桥梁强度、稳定性有着重要影响，因此在桩基施工前，要对桩基混凝土的强度和密实度进行检测。超声检测桩基混凝土，由于采用桩内埋声测管，不影响桩基的正常工作，同时该方法操作方便，技术可靠，能准确反映桩基的实际情况，有利于提高桩基检测质量和效率。
参考文献：
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