超声波检测技术在公路桥梁基桩检测中的应用

超声波检测技术在公路桥梁基桩检测中的应用

李根

四川金通工程试验检测有限公司  四川成都610000

摘要：近些年来，为使民众的生活及出行需求得到满足，公路桥梁工程项目数量有所增多。在公路桥梁工程中，基桩是重要的组成。基桩的质量，会影响公路桥梁的稳固性、安全性。在公路桥梁基桩施工中，需要采用先进的检测技术，基桩对质量进行检测，明确基桩结构质量是否存在缺陷。超声波检测技术，是比较新颖的检测技术之一。在公路桥梁基桩检测中，可获取相对准确的指标参数，测定基桩的强度。针对此种现象，文章一方面分析超声波检测技术。另一方面，重点总结公路桥梁基桩检测中超声波检测技术的应用要点。

关键词：超声波检测技术；公路桥梁；基桩检测

前言：现阶段，我国交通体系日益完善。公路桥梁是交通体系的重要组成，在民众出行中发挥着至关重要的作用。随着时代发展，公路桥梁工程建设速度有所加快，工程规模也不断扩大。为适应更多类型的地质条件，桥梁基桩的结构类型也随之呈多样化趋势。桥梁基桩，在桥梁工程中属于承重结构，对公路桥梁的整体质量、使用寿命有影响。在施工技术、施工经验等多种因素的影响下，桥梁基桩施工中可能会出现孔径与标准不符、塌孔或是裂缝等缺陷，影响公路桥梁施工质量。将超声波检测技术应用于公路桥梁检基桩测中，能对基桩结构的强度加以测定，明确基桩是否与设计要求相符。从此种角度来看，本研究有现实价值。

一、超声波检测技术

超声波检测技术，是无损检测手段。虽然超声波的波长短，但其穿透性较强，方向性较好。超声波自身频率较高，在碰到界面后会形成折射与反射，相互转换。通过对超声波的传播特性利用，能够提高超声检测结果的精准度[1]。超声波检测技术，是对超声脉冲发射探头进行利用，在混凝土内发射频率较高的脉冲波，通过超声波接收探头设备、系统，对混凝土内传播的脉冲波实际波动特性加以记录。若所检测的混凝土内有破损界面，或是混凝土的本身连续性不强，超声波就会形成反射、透射。混凝土若存在胶结缺陷，超声波也会形成散热、绕射。此时，接收的透射波将会降低，波形有畸变，频率改变。对获取的反射波波形、频率进行分析，可了解测定范围内混凝土结构情况，了解结构缺陷部位。一般来说，超声波在不同介质表面上的反射、透射，发生的变化存在差异。比如，不同介质表面，超声波的传播方向、传播强度及传播波形，均有所不同。超声波检测技术在公路桥梁基桩检测中的应用，主要是凭借其介质不同所产生的变化，评价桩基的施工质量。

二、公路桥梁检基桩测中超声波检测技术的应用要点

（一）确定检测目标

将超声波检测技术应用于公路桥梁基桩检测中时，要确定检测目标。桥梁工程中，基桩是重要的承重结构[2]。该结构可将桥梁上部荷载传至地下，稳固桥梁结构。此种工作特性，决定桥梁基桩需要较强的竖向荷载承载性能。若基桩建设的地基环境为软土地基，就必须要对软土地基进行加固，使加固后的软土地基与基桩施工标准相符。实际基桩施工中，工艺、监管等问题都会对基桩质量产生影响。比如，基桩施工中的骨料悬浮、基桩存在沉渣、桩径缩小等，都是常见的基桩质量问题。在公路桥梁基桩检测时，科学的应用超声波检测技术，能够从全面的角度上了解基桩施工质量。具体来说，将超声波射入到桥梁基桩混凝土中，若混基桩凝土结构不均匀，反弹、折射等问题将会出现在介质不平衡部位。对反弹或是折射回来的超声波相关信息进行分析，就能够评估桥梁基桩的施工质量。超声波信息，包括超声波的波形、频率和能量等。在明确基桩质量后，能够结合实际，对施工方案进行优化，保障基桩的施工质量。

（二）放置声测管并校正换能器精度

公路桥梁基桩检测中，对超声波检测技术进行应用期间，要合理放置声测管，并且对换能器的精度进行矫正。一方面，放置声测管。一般而言，桥梁基桩完工28d左右，可以开始对基桩实施超声检测[5]。超声波检测期间，可将声测管绑扎在钢筋笼的主筋上，不可将声测管焊接到主筋。详细检查铸铁管的接头部位，确保接头部位焊接牢固，并对接头部位进行平整，确保声测管的内部空间比较充足，可满足换能器在伸缩方面的需求。在检测过程中，要将基桩的桩头挖开、破除，确保管口要超过混凝土顶面，超出距离至少为100mm，并且将管口表面抹平。破除撞头时，要保持轻缓的操作行为，避免对内部声测管造成损伤，也尽量避免杂物落入声测管内。在放置声测管时要确定数量，依据桥梁基桩的直径合理放置。检测桥梁基桩直径大小，根据检测的结果，对声测管的放置位置、方式和数量加以确定，同时要考虑基桩混凝土埋设检测范围。若基桩的直径不超过1000mm，可顺着基桩的直径，埋设2个声测管。若基桩的直径超过1000mm，但不超过2000mm时，可顺着基桩的四周，埋设3个声测管，形成等边三角形。若基桩的直径超过2000mm，可顺着基桩的四周，埋设4个声测管，形成四边形。随后，在基桩的底部放置探头，最大限度地提升检测的效率。另一方面，校正换能器精度。将超声波检测技术应用于桥梁基桩检测中时，不可避免会用到机械设备，包括换能器、数据采集等设别。设备的性能，会影响最终检测精度。检测仪器使用前，要对使用性能的参数进行仔细检查和校对。实际检测时，要利用律定试验，确定超声波的波形、声时值，保障相关数据参数的准确性。除此之外，要严格按照成桩的相关设计标准，确定换能器的检测精度。在检测条件充足的基础上，要以大重力换能器设备为主。

（三）重视频谱解析与采样频率

公路桥梁基桩检测工程中，重视频谱解析与采样频率是十分有必要的。其一，重视频谱的解析。分析超声频谱时，是在对不同幅度及分量的频谱进行解析时，及时发现最大幅度的主频率，截取不同波列的长度，并展开深入分析，获取频谱曲线图。超声波检测人员在对频谱分析时，要充分考虑可能存在的漏波问题或是叠加波问题，加强对分辨率因素的关注。通过此种方式，提高超声波频谱解析的准确性，确保频谱解析结果的真实与可靠。其二，重视采样频率的选择。在对公路桥梁基桩的质量进行检测时，检测人员要科学选择采样频率。通常来说，所选择的采样频率，要能够将波频谱的主要特征体现出来，采用频率要具有典型性和代表性。以此种方式，提高频谱信号分析的准确性，避免频域、时域对频谱分析结果的影响。

结语：目前，超声波检测技术在工程领域中日益普及，且取得较好的效果。超声波检测技术属于无损检测手段，可精准测定桥梁基桩的强度、结构等相关参数。就其优势来看，此种技术的仪器设备操作简单方便，超声波穿透性较强，精度性较高。文章在分析超声波检测技术的基础上，分别从确定检测目标、合理设计声测管、科学埋设声测管、放置声测管并校正换能器精度等方面，研究超声波检测技术在公路桥梁基桩检测中的应用要点。期望在本次相关内容的探讨下，为日后提高超声波检测技术的应用水平提供建议。

参考文献：

[1]王和权.桩基检测中桥梁混凝土超声波检测技术的运用[J].交通科技与管理，2021，27(021):1-2.

[2]彭屿.桥梁桩基检测中混凝土超声波检测技术的应用[J].黑龙江交通科技，2021，044(001):129-130.

[3]李习解.超声波透射检测技术在桩基检测中的应用——以翡利公馆建筑工程为例[J].新材料·新装饰，2020，28(23):152-153.

[4]卜德双.铁路桥梁混凝土超声波检测技术在桩基检测中应用探析[J].工程机械与维修，2022，29(3):3.

[5]陈乃健.探究超声波技术在桩基完整性检测中的运用[J].建材发展导向，2020，325(24):100-101.