[检测技术]超声波无损检测技术在桩基检测的应用浅谈

据统计，桩基施工中桩身出现质量缺陷的概率达20%。目前，我国每年的用桩量约百万根，而桩基的造价较高，通常占总造价的四分之一以上。因此，如何在施工中控制桩基施工质量，确保桩径、桩长、承载力、入土深度、桩型、材质、进入相应的持力层、充分发挥桩基础的效益，是十分重要也是必要的。 桩基检测技术也因此应运而生，随着我国建设技术不断发展，超声无损检测技术开始被运用在大量的桩基工程当中。今天岩联小编就来重点讲解超声波无损检测技术在桩基检测的应用。

据统计，桩基施工中桩身出现质量缺陷的概率达20%。目前，我国每年的用桩量约百万根，而桩基的造价较高，通常占总造价的四分之一以上。因此，如何在施工中控制桩基施工质量，确保桩径、桩长、承载力、入土深度、桩型、材质、进入相应的持力层、充分发挥桩基础的效益，是十分重要也是必要的。

桩基检测技术也因此应运而生，随着我国建设技术不断发展，超声无损检测技术开始被运用在大量的桩基工程当中。今天岩联小编就来重点讲解超声波无损检测技术在桩基检测的应用。

1.  什么是超声波无损检测技术

超声波无损检测技术主要是利用声波在空气中的传递、反射的条件转换，进行物体的检测。其主要目的是在不损伤被检测对象使用性能及原本状态的前提下，对被检测对象中是否存在缺陷或不完整、不均匀性进行检测，并准确检测出被检测物体缺陷大小、具体位置、性状、数量等信息，从而判断出被检测对象目前所处的状态。超声波无损检测技术被广泛应用于航天、航海、建筑工程等众多行业中。

2.  浅谈超声波无损检测技术的工作原理

超声波无损检测技术的工作原理是利用超声波在被检测物体中的传导性进行检测。它主要的工作原理有以下几点：

第一，被检测物体在检测时会产生一定范围内的超声波，并采用相应的技术措施将被检测物体所释放出的声源导入到检测所用的试件中。

第二，超声波在试件中进行传导时会与试件本身的材料及与其相关联的被检测物体中的缺陷产生相互作用，从而使超声波的传导方向或状态发生改变。

第三，被检测物体所释放出的超声波被改变状态后会通过检测设备接收，从而使工作人员能够对其进行分析及处理。

第四，工作人员可以根据所接收到的超声波性状特征，评估并验证出试件及被检测物体中是否存在着缺陷或是不均匀性。

3.  简要说明超声波无损检测技术在桩基检测时的检测方法

超声波透射法按照超声波换能器的通道在桩基桩体中的不同的设置方式简要的分为以下三种常见方法。

1）桩基的桩内单孔透射法

在只有一个孔道可以实行检测，如一项工程在钻孔取芯后我们是需要进一步的来了解其周围的混凝土的质量，单孔检测法作为钻芯检测的一种补充手段，这时就需要采用单孔检测，我们可以将换能器摆放于一个孔中，然后采用专用的一发双收式的换能器或者在换能器之间采用可以隔声的材料来进行隔离。

超声波从发射换能器开始经过耦合水可以进入到孔壁中的混凝土表层，然后在混凝土的表层上滑行过一段距离之后，再次经过耦合水就可以到达两个接收换能器上，这时能够测量出超声波沿着孔壁上的混凝土在传播时的各种声学上的参数。但是在运用这一检测方法时需要特别注意我们必须要用信号分析和技术以此来排除测管中影响的干扰，又因为钢管会影响声波在孔壁混凝土中的绕行，因此在孔道中如果有钢管的时候就一定不能再用这个方法了。

2）桩基的桩外孔透射法

在桩基的内部没有换能器的通道或者其上面部分的结构已经在施工时，施工人员可以在桩基外紧贴桩旁边的土层中钻一个孔以此作为检测的通道。在检测时要在桩顶面摆放一个发射功率比较大的平面换能器，这时接收换能器会从桩外的孔中从上到下缓慢放下，而超声波在沿着桩身的混凝土在往下传播的同时穿过孔和桩之间的层面，然后再经过孔中耦合水来到达接收换能器，这时就可以测出超声波的声学参数并依照所发出的信号的变化情况来判断桩基本身的质量。

不过这种方法的可测桩的长度是有一定的限制的，由于超声波在土里其实衰减的很快，所以大致上只能用来判断缩颈以及夹层与断桩等情况。

3）桩内的跨孔透射法

桩内跨孔透射法作为超声波透射法检测桩身质量的最主要的一种形式，是在桩内颈里装上至少两根的声测管，然后在其中装入满满的清水，最后要把发射和接收这两种换能器分别放入那两根声测管中。透射法在桩基检测时是超声波从发射换能器开始出发连续穿透两根声测管之间的混凝土以后会被接收换能器所接收，声波脉冲从发射换能器到接收换能器时所辐射到的那个面积就是我们所得的实际有效的检测范围。同时跨孔检测法可根据两个换能器之间的相对高度的不同而分为扇形扫描检测，平测以及交叉斜侧等等方法。

我们要依据桩基的实际情况采用不同的检测方法，如依据声学参数和波形的变化来判断桩身的混凝土强度及其质量，要根据实际情况采用灵活的方式方法来使工程做到最好。

4. 检测结果的判断

在声学参数波幅，声速，以及实测波形的记录和主频等数据的基础上，对桩的连续性，完整性以及强度等方面做出判定是超声波检测的关键所在。现如今常用的检测桩身缺陷的判断方法大致有两类，分为数值判据法和声场阴影区重叠法。

第一种方法常常用于全面扫描时缺陷的初步判定，能够对大量的测试过的数据进行明确的分析。

第二种方法常常用于数值判据法来确定缺陷位置的细测判断，可以有效的检测出缺陷的位置和大小。但是在桩身缺陷的超声波检测中需要将两种方法结合运用，不能只是强调其中一个方面，这都是不合理的。

数值判据法又分为概率法与PSD判据法这两种情况。在施工过程中可能会因为人为因素或者外界环境而导致各种不足，而这种不足又是因为误差引起的，与混凝土质量相对应的声学参数随之偏离正态分布，因此只要我们能够检测出声学参数的异常便能够找出对应的位置的不足，这就是概率法。

根据声波与声时的衰减能够确定的异常区域将PSD曲线相结合并进行综合分析，然后将斜率法作为辅助的判据，如果PSD值在某个点周围发生明显的变化就应将其作为可疑的缺陷区。

结语

超声波无损检测技术具有快捷，没有损失等一系列优势，它具有极其宽广的应用前景，并有很大的发展空间。

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