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超声波透射法在基桩检测中的应用分析


超声波透射法在基桩检测中的应用分析 摘要:在建筑物桩基检测中,超声波透射法是一种常用的检测方法。本文从 超声波透射法用于基桩检测的原理入手, 分析了超声波透射法用于基桩检测的三 种常见方法, 介绍了如何选择和安装声测管,最后探讨了超声波透射法检测结果 的分析,对相关工作人员有一定的借鉴作用。 关键词:超声波透射法;桩基;声测管 随着我国经济的发展和城市进程的加快,公路、铁路、高

层建筑等工程数量 逐年增多, 这些工程中桩基础因力学性能好、 环境适应性强等优点而被广泛应用。 由于桩基础施工属于隐蔽施工范畴, 不同的施工单位所采用的施工方法和所具有 的施工经验不同,容易导致基桩质量问题的出现。在各种基桩无损检测方法中, 超声波透射法因具有检测结果可靠、使用方便、设备简单等优点而被广泛应用与 实际工程中。 本文作者结合自己多年从事基桩检测的工作经验,对超声波透射法 基桩检测进行了探讨。 1 超声波透射法用于基桩检测的原理分析 超声波是一种弹性波, 它在混凝土中传播遵循弹性波的传播规律。由于超声 波传播中需要通过水和空气介质,水和空气介质的剪切弹性模量为零,不能传递 横波, 因而超声波在基桩检测所用的是纵波分量。超声波检测时需要在基桩的两 侧分别设置发射点和接收点, 由发射点出去的声波会沿着多种路径传播,不同的 路径传播的超声波到达接收点的时间不相同,但在所用的传播路径中,有一条路 径超声传播所用时间最短, 接收探头接收到该波后会出初始起跳,也就是常说的 “初至”。若基桩完整性好,则超声波传递的路径为发射探头与接收探头之间的直 线距离,扣除超声波在水、测管中传播的时间,得出的就是超声波在混凝土基桩 中传播的时间,路径长度除以传播时间,可以得出超声波传播的速度。 若基桩自身出现离析、断裂等问题时,会导致混凝土的连续性发生破坏,超 声波传播路径将变得异常复杂。超声波传播遇到缺陷时会透过缺陷或者绕过缺 陷,使得传播距离明显增加,传播的时间将加长,进而得出的超声波传播速度将 降低。此外,因混凝土的声阻抗相对于水和空气较大,超声波传播过程中遇到混 凝土缺陷时,会在表面发生散射和反射,导致超声波的能量出现损失,这样就使 得接收点收到的信号频率和波幅均降低。 在混凝土缺陷表面发生散射和折射的超 声波会出现相互叠加, 因反射和折射后的超声波存在相位差和声程,使得接收到 的声波信号的波形出现畸变。 从以上分析中可以看出, 当混凝土基桩存在缺陷时,接收点收到的超声波信 号会发生波形畸变、振幅和波速减小、频率变化等特征。超声波透射法就是依据 这些声学特征,通过数据结果分析,判断基桩缺陷的范围和位置,进而实现对基 桩的质量进行判定。 2 常用的基桩检测方法介绍 在利用超声波透射法进行基桩检测时, 依据桩体中换能器通道布置方式的不 同,可以分为以下三种检测方法。 2.1 桩内单孔透射法检测 在一些时候可用的检测通道的数量受到限制,有时只有一个通道可用于检 测, 如混凝土钻芯取样后需要检测孔道周围混凝土的质量,这时就可以采用单孔 检测法进行补充检测。 在一个孔中放置换能器,两个换能器之间使用隔声材料进 行分隔, 发射换能器发射出的超声波通过耦合水进入到孔壁混凝土表层,表层滑 行一段后经过耦合水到达两个换能转换器上,进而获得各项所需要的声学参数。 采用这种方式进行基桩检测时, 需要使用信号分析技术以便尽可能的排除管中的 干扰; 若孔道内设置了钢制套管则不能采用这种方法,这时由于此时超声波受到 钢管的影响,会在混凝土壁中绕行。 2.2 桩外孔透射法检测 当基桩内没有可用的换能器通道

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