摘要：聲波透射法檢測基樁完整性是目前應用較為成熟的檢測技術。本文介紹聲波透射法的原理、檢測方法、判定依據，并結合作者多年工程實踐及檢測實例，對基樁的主要缺陷種類進行了分類，對檢測、判斷工作中的注意事項進行了總結。
　　關鍵詞：聲波透射法，檢測，基樁，完整性，應用
　　一、聲波透射法測樁簡介
　　在現代工程建設中，將荷載傳遞至穩定深層土體中的樁基礎是既經濟又安全且施工工藝成熟的基礎工程，其質量高低將直接影響結構的承載能力和使用壽命，現有基樁檢測手段中，聲波透射法準確性較好、檢測效率較高、技術成熟，應用較普遍。
　　二、聲波透射法測樁的原理及方法
　　1、原理
　　當超聲波在砼中傳播遇到缺陷時，如裂縫、夾泥、空洞、蜂窩、松散、強度低或集料不均勻等，聲波將發生繞射、折射、反射，能量衰減，聲時增大，聲速降低，波幅減小，波形畸變。
　　聲波透射法檢測樁身混凝土完整性正是利用聲學參數的變化作為檢測的理論基礎。在基樁鋼筋籠內側固定鋼管或PVC管作為聲波換能器的通道；檢測前將測管灌滿清水，作為耦合劑；將換能器置于測管中，發射換能器按一定周期發射多頻脈沖超聲波，接收換能器將接收到的聲波轉換為電信號，經聲波儀放大、儲存、處理及專用軟件分析，根據聲學參數的變化及其它因素，對樁身混凝土進行綜合判定，確定其完整性。
　　2、適用范圍
　　聲波透射法一般適用于樁徑大于0.8m的灌注樁，當樁徑小于0.8m時，聲波換能器與測管的耦合會引起較大的相對測試誤差；當管間距大于一定長度后，累積的微小缺陷將影響對基樁的判斷。樁長無限制，型式可為圓樁或方樁；施工工藝可為人工挖孔或機械沖孔，基樁受力型式可為端承樁或摩擦樁，可為抗滑樁或結構受力樁。
　　3、方式
　　根據測管埋置情況，檢測方式分為雙孔檢測、單孔檢測和樁外檢測。
　　（1）雙孔檢測。將發射、接收換能器分別置于兩根測管中，根據兩換能器的相對高差，采取平測、斜測、扇形掃測等方式。
　　（2）單孔檢測。單孔檢測是將發射、接收換能器通過隔聲材料連接在一起，并一同放置于同一孔道中，聲波通過水耦合劑、混凝土介質繞射，分析接收到的聲波，判斷孔道周圍混凝土質量。
　　（3）樁外檢測。樁外檢測是在基樁頂放置功率較強的低頻發射平探頭，基樁外鉆一孔作為接收換能器通道。聲波穿過混凝土、樁與測孔間的土由接收換能器接收各種聲學參數，作為分析、判斷的依據。
　　4、樁身完整性判定
　　（1）聲速判據
　　聲速最穩定、可靠性最高，但目前沒有具體量化的公式表達所有砼聲速與強度的關系，僅在同條件下通過聲速大小比較砼質量的好差。當實測聲速低于數理統計概率確定的聲速臨界值時，作為可疑缺陷點。
　　（2）聲波頻率
　　當聲波遇到砼缺陷時，因衰減嚴重、主頻明顯降低，間接反映混凝土質量好壞，但不同剖面及不同基樁可比性不強，只適用于同一剖面內各測點的相對比較。因此，主頻變化僅作為輔助判斷。
　　（3）波幅判據
　　波幅是表征聲波穿過混凝土后能量衰減程度的重要參數。波幅沒有聲速、主頻穩定，但對缺陷砼更敏感，由于受多種因素影響，只用于同條件的相對比較。當實測波幅低于波幅臨界值時，作為可疑缺陷區。
　　（4）聲波波形
　　波形是聲波能量的總體反映，在檢測時，除逐點讀取聲波的聲時、波幅等，還應注意觀察整個波形的變化，作為綜合判定的重要參考。
　　（5）PSD判據
　　為增大聲時的權值，以聲時—深度曲線上的斜率與聲時變化的乘積PSD值作為異常點判據。根據PSD值在某深度處的突變，結合其它聲學參數的變化情況，進行異常點判定。
　　根據上述判據，對基樁完整性進行綜合判定。綜合判定首先分析波速與波幅均明顯偏低的測點和區域并結合PSD判據確定異常部位，其次對可疑點加密細測。
　　三、工程應用
　　根據基樁類型、成樁方式和施工工藝，基樁缺陷大致分為以下原因：
　　1、人工挖孔澆注普通混凝土
　　1）、受地下水沖刷影響
　　某人工挖孔、普通混凝土基樁，位于河灘上，地下流動水將水泥漿完全沖刷掉，砂石完全離散；造成樁底以上4.5米區域波速和波幅均衰減，PSD判據突變；經鉆取芯樣，驗證了檢測結論。
　　2）、混凝土有雜物
　　某人工挖孔、普通混凝土基樁，因水泥包裝袋裹附于混凝土中，而水泥袋包裹的砼密實程度很低，造成缺陷區域的波速和波幅均衰減明顯。
　　2、機械成孔灌注水下混凝土
　　1）、樁底沉渣
　　某機械成孔、水下混凝土基樁，因樁底清孔時，未將沉渣清干凈，造成樁底以上1m區域，波速和波幅同時衰減；通過鉆芯，在樁底段僅取出破碎砼，驗證樁底有沉渣。
　　2）、斷樁
　　某機械成孔、水下混凝土基樁，因澆注混凝土時，導管提升過快，護壁泥漿與砼混合，形成斷樁；波形圖上各剖面波速衰減明顯，波幅無顯著變化，PSD判據突變；通過鉆芯，發現混凝土與泥漿混合。
　　3）、混凝土離析
　　某機械成孔、水下混凝土基樁，因砼離析，造成砂漿多粗集料少。經檢測發現基樁各剖面在樁頂以下6.0m～6.5m區域波速明顯降低，但波幅衰減不顯著；通過鉆取芯樣，及芯樣砼抗壓強度試驗，驗證了混凝土離析，且砼強度低于設計強度。
　　四、體會
　　1、檢測前，應重點了解基樁類型、地質勘察情況、施工工藝等；特別是：澆注砼過程中，有無超過30min的停頓；若為沖孔水下砼基樁，導管有無提漏、有無堵管及樁底清孔情況；若為人工挖孔普通砼基樁，有無地下水、地下水的位置、流量、是否為流動水及地下水的處理情況。
　　2、從成樁到檢測的間隔時間宜滿足規范要求，因在砼完全硬化前，波速誤差較大；在砼硬化后，密實程度大幅提高，波形曲線有較大發展。
　　3、若聲測管外裹附泥團，檢測時常被誤判為層狀缺陷，可以通過斜測確定缺陷的具體位置、區域。
　　4、聲波換能器若接觸測管壁（鋼管），聲波會發生畸變，應加扶正器使換能器始終在測管中間；換能器提升速度應保證波形完整，宜在5～20cm/s之間。
　　參考文獻：【1】公路工程基樁動測技術規程，JTG/TF81-01-2004；【2】橋梁檢測與加固手冊，張勁泉，王文濤，2007年；。