隨著聲波透射法的不斷發(fā)展，其在建筑施工中的應(yīng)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(shè)遇到有關(guān)問題及解決方法。

　　《建筑施工》于1979年創(chuàng)刊,其內(nèi)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(xué)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(nèi)外最新的建筑施工、設(shè)備安裝、建筑材料、飾面裝潢和工程質(zhì)量事故防治經(jīng)驗:報道國內(nèi)重點工程 中"高"、"大"、"深"、"重"的施工新技術(shù)以及科學(xué)實驗新成果:主要欄目有:"地基基礎(chǔ)"、"結(jié)構(gòu)施工"、"裝飾技術(shù)"、"建筑機械"、"工程質(zhì)量與 安全"、"建筑經(jīng)濟與管理"等,可供工程設(shè)計、建筑施工、基建、科研、建設(shè)監(jiān)理和大專院校等單位及專業(yè)人員參考應(yīng)用。

　　一、前言

　　作為一項實際應(yīng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)中傳播后，到接收端的測管，再經(jīng)水耦合，最后到達(dá)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(shù)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(fù)雜的聲場，聲波將分別沿不同的路徑傳播，最終到達(dá)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(dāng)樁身完好時，可認(rèn)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(yīng)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(zhì)中傳播的實際聲時，并由此可計算出所對應(yīng)的聲速。

　　當(dāng)樁身存在斷裂、離析等缺陷時，破壞了混凝土介質(zhì)的連續(xù)性，使聲波的傳播路徑復(fù)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(yuǎn)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(dá)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(dāng)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(xué)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(zhì)量類別。

　　三、聲測管埋設(shè)遇到有關(guān)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(yán)，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(zhì)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(jìn)行檢測。出現(xiàn)這幾種情況時，短樁等滿足低應(yīng)變檢測條件的可以采用低應(yīng)變法，結(jié)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(yīng)變法檢測條件或出現(xiàn)異常情況下就需要結(jié)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(jìn)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(zhì)波紋管作為聲測管，但這種管在安裝、施工過程中不易保護(hù)，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(nèi)徑應(yīng)滿足43-60mm的規(guī)范要求;還應(yīng)當(dāng)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(hù)工作;檢測工作前對聲測管進(jìn)行探測，可以處理得堵管現(xiàn)象應(yīng)及時導(dǎo)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(zhì)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(cè)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(yán)重傾斜、彎折、翹曲，使同一剖面內(nèi)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(yīng)用中的影響因素

　　在基樁的聲波透射法檢測的過程中，為準(zhǔn)確獲取超聲波在混凝土中傳播的三個聲學(xué)參量，并以之判定基樁的樁身質(zhì)量，檢測人員除了要掌握扎實的理論基礎(chǔ)知識和熟練的檢測操作技術(shù)外，還應(yīng)該了解影響三個聲學(xué)參量測量的有關(guān)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(nèi)聲時、波幅、波形嚴(yán)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(nèi)有較厚油污，經(jīng)了解該批聲測管進(jìn)貨時廠家在管內(nèi)涂防銹油過多，灌水后油在聲測管上部積聚，嚴(yán)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(jìn)行清管處理，并重新置換干凈清水后復(fù)測，結(jié)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(jìn)行檢測，導(dǎo)致聲測管銹蝕嚴(yán)重，鐵銹對聲波透射法的聲時、波幅、波形均有嚴(yán)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(jìn)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)結(jié)合波幅與波形進(jìn)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(yīng)判為缺陷。但當(dāng)聲測管嚴(yán)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(biāo)，但仍需判為缺陷。

　　4.泥漿比重過大的影響，當(dāng)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(zhì)，當(dāng)泥皮較薄時，對聲速影響不顯著;當(dāng)泥皮較厚時，將使聲速嚴(yán)重降低、首波波幅大幅下降、波形畸變嚴(yán)重，聲波現(xiàn)象就不能完全的展現(xiàn)出來。一般情況下，當(dāng)某根聲測管外包有泥皮時，與該聲測管有關(guān)的剖面相應(yīng)部位處聲學(xué)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(jié)束語

　　通過對聲波透射法在基樁檢測中的影響因素的相關(guān)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(guān)人員應(yīng)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(shù)方案。

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