基于透射波法和声波CT的桩基检测研究

基于透射波法和声波CT的桩基检测研究

刘小枫

沈阳中冶检测工程有限公司  辽宁省沈阳市 110169

摘要：桩基础是工程项目生产建设中的基础形式，具有隐蔽工程的特征，在实际施工中，施工工艺流程相对复杂，在自然环境、地质水文条件、施工设备、施工技术、施工人员等多重因素影响下，容易造成质量控制不到位的情况。由于桩基础作为工程项目整体质量水平的关键环节，所以，对桩基础的检测十分关键。

关键词：透射波法；声波CT；桩基检测

引言

随着社会的持续发展，检测技术正不断向先进化、高效化方向迈进，基于透射波法和声波CT方法的出现和应用，解决了传统检测技术无法进行深层检测等难题，为工程实施提供了良好的技术基础与安全保障。

1.透射波法的基本原理

超声波检测属于非破坏性检测技术，不会对被测物体的结构产生破坏。在实际施工中，超透射波法需要对声测管进行预埋，并通过换能器对固定频率超声波进行发射，从而使电能能够转换为机械能，确保超声波能量能够沿竖向方向对混凝土桩进行穿透。换能器在接收超声波之后，可以将机械能转换成相应的电能信号，并通过检测仪对波速和波幅进行显示，从而为判断桩基缺陷提供依据。根据超声波在不同介质当中的传播特性，超声波的波形变化、传播速度，与桩身混凝土完整性有着密切联系。当超声波波形和波幅变化相对较小时，则说明混凝土的桩身完整性良好；反之，则说明混凝土桩身完整性较差。

2.桩基检测中声波CT技术的应用

2.1声波CT技术的检测方法

声波CT的检测主要是在桩基浇注的过程当中，检测人员会沿着桩轴的外侧放置一些用于检测数据的声测管，这种声测管可以对于桩基内部的缺陷进行探测，探测的方法主要有两种，分别为对测法和斜测法。当检测人员接收到声测管发出的信号之后，会根据这些信号编辑成衡量桩基构造的参数，然后根据这些参数的统计与分析，就可以确定缺陷发生的大致范围，最后通过精确的定位得出发生缺陷的具体位置。当然这种测试方法有一定的局限性，测试结果只能确定缺陷的大致范围，对于缺陷的具体情况比如缺陷的大小，分布范围无法做出精准的测算。这样的结果可能对于以后的检修工作产生一定的困难。因此，在运用声波CT技术的同时会适当的加入一些成像无损技术，这样就可以解决上述未曾解决的对于缺陷大小，分布情况的问题了。这种高端的技术不仅可以得出精确的检测结果，同时对于桩基内部的情况也可以做出清晰的图像以供参考。

2.2声波CT技术的工作步骤

根据弹性波波传播理论以及CT技术的不同，超声波技术可分为大致的两类，第一种就是波动方程层析，这种方法是在波动方程上将微分波场进行反投影，同时根据运动学的基本规律对层析成像的投影进行计算，这种方式计算的过程较为简单，操作方便，但是精度相对较低。第二种方法就是射线理论层析成像。这种方法忽略了地震波动力学的特征，是在射线路径上将桩基的内部构造进行反投影，然后同样根据动力学的特征以及层析成像技术对结果进行计算。这种方式的操作较为繁琐，需要耗费大量的实践，但是精度较高。而对成像投影的计算方法还有很多种，例如打靶法，近似弯曲法以及弯曲法等等，这些方法也都在不断的探索当中，相信在逐渐的进展中会取得不错的效果。

3.桩基检测中透射波法检测技术的应用

3.1仪器设备检测

由于建筑桩基质量对于建筑质量的安全具有重要的影响，因此应该首先对于透射波法中的检测仪器进行检验，以保证其安装位置的准确性和检测的准确度，一般需要进行声波发射器、换能器和声波检测仪等仪器的检测。首先，声波发射器和换能器应该呈现圆柱状径向振动，同时径向没有明确的偏离，外径应该小于内径，尽量将有效工作段长度控制在15cm以内，水的压力尽量保持在1MPa，且不应该出现渗水的情况。需要注意的是，换能器的有效工作面长度过长，会对缺陷的结果产生影响，一般会造成缺陷尺寸过大，影响最终的评估结果。同时换能器的谐振频率也会影响到检测结果，换能器的谐振频率越高，对于缺陷的检测结果越准确，因此，在选择换能器时应该根据实际情况选择需要的换能器。

3.2倾斜测试法

针对桩内跨孔透射检测进行分析，需要结合换能器的高度变化情况，对斜测和交叉斜测等方法进行选择。在实际检测过程中，需要将换能器的提升速度维持在40cm/s。对于局部出现的波形异常情况，需要工作人员采用斜测和扇形测等方法进一步确认混凝土桩基础缺陷问题。在进行斜测时，需要将收换能器和发换能器错开保持固定高差，斜测角不应大于30度，测量步距则需要控制在100mm内。通过对倾斜测试法进行数据采集，可以进一步判断桩基础缺陷位置和空间分布范围。

3.3透射波法准备工作

首先应该预埋声测管，需要注意的是声测管的内径与换能器的外径存在较大差异时，会导致声波耦合性误差的增大，而相差过小，则会影响换能器的工作，因此应该使换能器的外径小于声测管的内径，同时尽量保持在10mm左右为适中，同时应该注意声测管的材料材质或者管壁的厚度，能够承受灌注后混凝土的压力，防止出现变形的情况。这也要求声测管需要具有一定的径向刚度，同时声测管的温度系数尽量与土壤的温度系数保持一致，减少混凝土与声测管脱离的概率，声测管应该保持位置的平行，以增加检测的准确度，声测管的数量应该结合桩基的内径进行设置。确定系统的检测延迟时间，一般采用率定法，同时需要在桩顶测量好声测管外壁间的净距离，将声测管注满水后，检查声测管的通畅情况。

4.桩基检测工作强化措施分析

4.1深化协调管理模式

桩基检测工作其质量不仅关系到人民群众的生产生活，同时还会在不同的程度上对政府的执政水平及执政能力带来一定的正负极影响。因此，在具体的桩基检测工作模式中，则需要相应的管理人员认识到桩基检测工作的重要性，以此通过对于质量问题的切实性规避，保障为城市发展带来的正向影响。而结合于当今时代及社会需求的发展形势，桩基检测工作管理人员则需要在自身的管理水平及管理观念上进行提升，从而以整体项目的桩基检测工作质量为导向，同时以严格标准的深化协调管理模式，更有效地管理施工人员，并在项目完成后对后期的管理进行全方面性检验，以此提高整体工程的质量保障。

4.2多方法结合

在检测公路桩基时，为提高检测的准确性，必要时需要将多种检测方法进行结合，例如声波透射检测和低应变检测方法进行结合；静载荷试验法和声波透射检测结合；静载荷试验法和低应变检测进行结合。但不论采用多少检测方法，都需要确保检测的经济性和准确性。

4.3管理理念开拓创新

基于桩基检测工作在管理中的复杂特性，在具体的管理方面，只有保证相应的桩基检测工作人员在涉及各个管理方面以及检测环节中具有全局性的施工管理意识，才能够真正的有效提升各阶段中的施工质量，并且使得相应的管理措施能够更真实有效地落实到具体的施工细节当中。

结语

在桩基检测过程中，透射波法和声波CT具有相应的优势和特点，因此可以有效地应用于桩基检测工作中。对此，需要相关检测人员掌握透射波法的原理、数据分析以及检测步骤等内容，并在桩基检测工作当中进行有效应用，从而发挥出透射波法和声波CT各自的作用和优势，保证检测结果的准确性，提升桩基质量，促进我国建筑工程行业的健康发展。

参考文献

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