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(cè)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(cè)管埋設(shè)遇到有關(guān)問(wèn)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(zhǎng),凸現(xiàn)中華建筑施工之大成,是中國(guó)自然科學(xué)建筑類核心期刊,近期又被評(píng)為"中國(guó)期刊方陣"的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì) 效益好的"雙效"科技期刊。雜志向以實(shí)用著稱,主要介紹國(guó)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(yàn):報(bào)道國(guó)內(nèi)重點(diǎn)工程 中"高"、"大"、"深"、"重"的施工新技術(shù)以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jī)械"、"工程質(zhì)量與 安全"、"建筑經(jīng)濟(jì)與管理"等,可供工程設(shè)計(jì)、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(xiàng)實(shí)際應(yīng)用效果良好的檢測(cè)方法，聲波透射法在近期得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。研究聲波透射法在樁基檢測(cè)中的影響因素，能夠更好地提升檢測(cè)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(cè)管，再在樁身混凝土介質(zhì)中傳播后，到接收端的測(cè)管，再經(jīng)水耦合，最后到達(dá)接收探頭。由于液體或氣體沒(méi)有剪切彈性，只能傳播縱波，因此超聲波測(cè)樁技術(shù)采用的是縱波分量。

　　探頭發(fā)射的聲波會(huì)在發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)之間形成復(fù)雜的聲場(chǎng)，聲波將分別沿不同的路徑傳播，最終到達(dá)接收點(diǎn)。其走時(shí)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(shí)最短，接收探頭接收到該聲波時(shí)，形成信號(hào)波形的初始起跳，一般稱為“初至”，當(dāng)樁身完好時(shí)，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(duì)應(yīng)的聲時(shí)扣去聲波在測(cè)管、水之間的傳播時(shí)間以及儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間，可得聲波在兩測(cè)管間混凝土介質(zhì)中傳播的實(shí)際聲時(shí)，并由此可計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的聲速。

　　當(dāng)樁身存在斷裂、離析等缺陷時(shí)，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(guò)或繞過(guò)缺陷傳播，其傳播路徑大于直線距離，引起聲時(shí)的延長(zhǎng)，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(guò)程中，遇到蜂窩、空洞或裂縫等缺陷時(shí)，在缺陷界面發(fā)生反射和散射，聲能衰減，因此接收信號(hào)的波幅明顯降低，頻率明顯減小。再者，透過(guò)或繞過(guò)缺陷傳播的脈沖波信號(hào)與直達(dá)波信號(hào)之間存在聲程和相位差，疊加后互相干擾，致使接收信號(hào)的波形發(fā)生畸變。綜上所述，當(dāng)樁身某一段存在缺陷時(shí)，接收到的聲波信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波速降低、振幅減少、波形畸變、接收信號(hào)主頻發(fā)生變化等特征。

　　超聲波透射法樁基檢測(cè)就是根據(jù)混凝土聲學(xué)參數(shù)測(cè)量值的相對(duì)變化，分析、判別其缺陷的位置和范圍，評(píng)定樁基混凝土質(zhì)量類別。

　　三、聲測(cè)管埋設(shè)遇到有關(guān)問(wèn)題及解決方法

　　1.聲測(cè)管變形、堵管問(wèn)題：

　　(一)聲測(cè)管接頭或管口、管底密封不嚴(yán)，在施工過(guò)程中有漏漿造成此類問(wèn)題出現(xiàn)。

　　(二)聲測(cè)管在安裝、灌注過(guò)程中因鋼筋籠扭曲或碰撞使聲測(cè)管接頭錯(cuò)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(cè)管變形堵管給檢測(cè)工作帶來(lái)了很多的困難，甚至無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。出現(xiàn)這幾種情況時(shí)，短樁等滿足低應(yīng)變檢測(cè)條件的可以采用低應(yīng)變法，結(jié)合有效的聲測(cè)檢測(cè)范圍和工程資料判斷樁身完整性。無(wú)法滿足低應(yīng)變法檢測(cè)條件或出現(xiàn)異常情況下就需要結(jié)合其他的檢測(cè)方法來(lái)判斷樁身完整性。這就給工程帶來(lái)的不但是經(jīng)濟(jì)上的損失，還會(huì)影響施工進(jìn)程。聲測(cè)管變形、堵管有時(shí)還會(huì)損壞檢測(cè)儀器，影響檢測(cè)單位的工作。聲測(cè)管管材的選取對(duì)這種情況的影響很大。為了節(jié)省聲測(cè)管的費(fèi)用，采用壁厚不到1mm的鋼質(zhì)波紋管作為聲測(cè)管，但這種管在安裝、施工過(guò)程中不易保護(hù)，容易造成聲測(cè)管變形、堵管。解決這個(gè)問(wèn)題的最佳方法是采用管壁厚度在3mm以上的鋼管作為聲測(cè)管;同時(shí)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(cè)管安裝、施工過(guò)程中的工藝方法和做好施工人員對(duì)聲測(cè)管的保護(hù)工作;檢測(cè)工作前對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行探測(cè)，可以處理得堵管現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)導(dǎo)通，保證聲測(cè)管在檢測(cè)時(shí)是通暢的。

　　2.聲測(cè)管連接問(wèn)題

　　聲測(cè)管連接宜采用螺栓連接;考慮到聲測(cè)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(duì)接焊接。焊接出現(xiàn)的問(wèn)題有焊渣、毛刺等凸出物。采用鋼質(zhì)波紋管作為聲測(cè)管時(shí)，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(zhǎng)橡膠套套接兩聲側(cè)管接口;保證聲測(cè)管連接不出現(xiàn)問(wèn)題。

　　3.聲測(cè)管斜管問(wèn)題

　　聲測(cè)管在放置過(guò)程中有可能因?yàn)楣潭ú焕喂蹋�致使很難放置平行;可能造成聲測(cè)管嚴(yán)重傾斜、彎折、翹曲，使同一剖面內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的測(cè)距發(fā)生很大的差異;聲測(cè)管的放置一定要固定牢固。

　　四、聲波透射法在基樁檢測(cè)應(yīng)用中的影響因素

　　在基樁的聲波透射法檢測(cè)的過(guò)程中，為準(zhǔn)確獲取超聲波在混凝土中傳播的三個(gè)聲學(xué)參量，并以之判定基樁的樁身質(zhì)量，檢測(cè)人員除了要掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)和熟練的檢測(cè)操作技術(shù)外，還應(yīng)該了解影響三個(gè)聲學(xué)參量測(cè)量的有關(guān)因素，這樣就可以在檢測(cè)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(cè)管的影響，蘇州新區(qū)某項(xiàng)目聲波透射法檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，大量樁在樁頂以下6m范圍內(nèi)聲時(shí)、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(lái)發(fā)現(xiàn)聲測(cè)管內(nèi)有較厚油污，經(jīng)了解該批聲測(cè)管進(jìn)貨時(shí)廠家在管內(nèi)涂防銹油過(guò)多，灌水后油在聲測(cè)管上部積聚，嚴(yán)重干擾聲波檢測(cè)。后要求施工單位采用鋼筋前端綁扎布對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行清管處理，并重新置換干凈清水后復(fù)測(cè)，結(jié)果聲時(shí)、波幅、波形均正常。另外有時(shí)基樁成樁后由于各種原因沒(méi)能及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，導(dǎo)致聲測(cè)管銹蝕嚴(yán)重，鐵銹對(duì)聲波透射法的聲時(shí)、波幅、波形均有嚴(yán)重干擾，甚至無(wú)法接收到波形。

　　2.聲測(cè)管管接頭的影響，中長(zhǎng)樁通常要幾節(jié)管子才能連接起來(lái)，通長(zhǎng)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(cè)時(shí)，若換能器正好處在兩管接頭之處時(shí)，有可能會(huì)造成聲時(shí)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(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，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(shí)，應(yīng)考慮是否是管接頭的影響，可根據(jù)聲測(cè)管安裝的施工記錄輔助判斷。

　　3.聲測(cè)管彎曲的影響，聲測(cè)管彎曲導(dǎo)致測(cè)距增大或減小，使正常混凝土的聲時(shí)有可能超判據(jù)，此時(shí)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(guò)的仍是均勻的混凝土，聲測(cè)管彎曲對(duì)對(duì)波幅影響不大，波形仍保持正常，此時(shí)不應(yīng)判為缺陷。但當(dāng)聲測(cè)管嚴(yán)重彎曲時(shí)，測(cè)距越來(lái)越小，缺陷處的聲時(shí)有可能比測(cè)距較大處的聲時(shí)小得多，在此處測(cè)線有可能不會(huì)超標(biāo)，但仍需判為缺陷。

　　4.泥漿比重過(guò)大的影響，當(dāng)泥漿比重過(guò)大時(shí)，在聲測(cè)管周圍局部會(huì)附著一薄層泥皮，兩聲測(cè)管之間發(fā)射換能器發(fā)射的聲波將穿過(guò)泥皮，聲波通過(guò)低聲速介質(zhì)，當(dāng)泥皮較薄時(shí)，對(duì)聲速影響不顯著;當(dāng)泥皮較厚時(shí)，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(lái)。一般情況下，當(dāng)某根聲測(cè)管外包有泥皮時(shí)，與該聲測(cè)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(guò)斜測(cè)法就可以判斷泥皮的影響范圍。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)對(duì)聲波透射法在基樁檢測(cè)中的影響因素的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)檢測(cè)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(shí)際出發(fā)，研究制定最為優(yōu)化合理的聲波透射法檢測(cè)技術(shù)方案。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 王闖，苑志強(qiáng)，張建元.聲波透射法在大直徑基樁檢測(cè)中的應(yīng)用[J].探礦工程(巖土鉆掘工程).2010(08)：27-28.

　　[2] 何新華，王艷森.聲波透射法與反射波法在基樁質(zhì)量檢測(cè)中的對(duì)比分析[J]. 甘肅科技縱橫.2011(06)：129-130.

　　[3] 周屹，李業(yè)君.聲波透射法在灌注基樁完整性檢測(cè)中的應(yīng)用[J].礦產(chǎn)與地質(zhì).2012(03)：294-297.

　　[4] 劉博.鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)施工質(zhì)量的監(jiān)理控制要點(diǎn)[J].工程質(zhì)量.2011(14)：88-89.