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摘要:随着社会的发展,建筑工程也是如火如荼,那么对于建筑工程的质量问题就成为了我们首先考虑的问题。基桩作为建筑物的基础，更是关系到我们的生命安全，为了解决这一安全隐患，就必须对其进行检测，而声波透视法就是对基桩检测的最好方法之一。本文作者通过实践和理论相结合，对声波透射法进行分析并且提出自己的一些建议，希望能给予同行做参考。
关键字：声波透射法、基桩检测、应用
中图分类号：TN934文献标识码： A
一、前言
声波透射技术的发展不仅仅推动了科学技术的进行，而且带到了经济发发展，它是经济建设以来发展最晚但却最迅速的一种技术，它的检测无损伤，对基桩的密实度的反应很是直观、准确，更能准确地鉴别基桩本身缺陷的性质和缺陷的具体位置，测试结果不受桩长限制。由此，我们结合实际应用对它在钻孔灌注桩桩身完整性检测中的检测原理、评判方法以及设备组成进行简单的探讨。
二、声波透射法检测原理
声波透射法是以施工时预埋的平行的声测管作为换能器的通道，每两根声测管为一组，通过水的耦合，从一根声测管中的换能器发射超声脉冲信号，声波透射混凝土介质，另一根声测管中的换能器接收透射过来的信号，采集到声波声时(减去了系统延时、声测管壁中的延迟、耦合水层延迟)、波幅、波形等声波参量，进而达到判断该位置处两个声测管间混凝土是否正常的无损检测方法。收发
换能器由桩底按一定的距离(≤250mm)同步往上移动并逐点依次检测，从获得的声波参数(声时、波幅、波形等)可了解整个剖面的混凝土完整性，见图1。测试所有剖面即可获知各个剖面乃至整个桩的状况。声波在弹性不同的介质(即波阻抗不同，Z=ρv，式中Z为波阻抗，ρ为介质密度，v为速度)中传播时其传播速度和能量衰减情况不同。当混凝土介质中存在不同介质或者密实度不同等缺陷时，缺陷面形成波阻抗界面，声波将在其上产生明显的反射、散射、绕射等现象，使透射波能量减弱，呈现首波声时变大，波速降低，波形畸形等明显的异常。通过分析带着混凝土内部信息的首波声时(速度)、振幅、波形等参数对该深度對应的混凝土剖面完整性进行判断，进而对整根基桩的完整性、内
部缺陷位置、缺陷程度及桩身混凝土总体的均匀性做出评价。
二、声波透射法检测技术、及仪器组成
1、声波透射法在基桩检测中的几种方式
（1）桩内跨孔透射法。将两根或两根以上的声测管预埋在桩内，通过安置在管道内的换能器发射穿透混凝土的声波，由另一管道内的接收换能器进行接收，从而检测桩的质量，当采用大直径灌注桩时，也可使用钻芯法所打的孔进行检测。
（2）桩内单孔透射法。当桩内只能有一个孔道时，可以采用单孔透射法进行检测，将换能器放置在孔中，换能器间采用隔声材料进行阻隔，声波发射后经过藕合水进入孔壁混凝土表层，在传播一定距离后经过藕合水到达接收器上，从而测出相应的声学参数，当管道中存在钢质材料时，将会对声波的绕行产生影响，则不能采用该方法。
（3）桩外孔透射法。当在桩内难以打孔时，可以紧贴桩身土层钻孔作为检测通道，检测时要在桩顶面放置一个发射功率较大的平面换能器，声波沿着混凝土向下传播，通过孔中的藕合水被接收换能器接收，从而测出相应的声学数据，该方法受仪器发射功率的限制较为明显，一般用于判断判断夹层、断桩、缩颈等缺陷。
2、声波透射法的基桩检测仪器
声波透射检测法的检测装置主要由超声探头、超声仪、探头升降装置及桩内预埋声测管组成。
（1）超声探头。基桩检测中所用的探头一般为柱状径向振动换能器，为了通过安装前置放大器的方式提高接收换能器的灵敏度，考虑到换能器一般在水下工作，因此，要求其保证在100m水深条件下不出现漏水的情况。
（2）超声仪。发射系统应保证能够输出250一1000v的脉冲电压，激发压电体的脉冲波可为阶跃脉冲或矩形脉冲。接收系统的频带宽度宜为5一50kHz，增益应仪器的测时范围应大于2000μs，计时精度应高于1μs。数据采集、数据处理以及显示系统是装置的重要组成部分，通过对数据信号的自动测读及处理能够有效的提高现场的检测效率。
（3）探头升降系统。为了测量不同深度范围内的混凝土基桩质量，应布设探头升降系统，使得超声探头能够在声测管中按要求升降。一般采用人工升降或电动升降两种方式。
（4）声测管的预埋。声测管是探头进入桩体内部的通道，是声波透射法检测的重要组成部分，它在桩内的埋设方式及布置形式将直接影响到检测的成果，因此，在检测设计中应明确声测管的布置方式和埋设位置，在施工中应严格按照设计要求进行施工，确保检测质量及检测工作的顺利进行。
三、工程实例分析
1、项目概况
建筑工程位于靖江市滨江新城区新洲路十好港上，场地地形起伏大，场地地貌单元为长江三角洲冲积平原，地貌单一。工程地质条件复杂，主要由粉土、粉砂、粉质粘土等组成。工程共计25层，基础采用钻孔灌注桩进行处理，混凝土强度等级为c35，桩径900。，设计桩长36m，桩端岩土层为粉砂层，工程总桩数为120根，选取12根进行检测。
2、检测仪器及方法
采用声波透射法进行基桩桩身的完整性检测，声波检测采用RS一sT01c型非金属声波检测仪，该仪器声波测读精度为士。1μs，声幅准确度为3%，幅值分辨率为8位士1/2LSB，完全能够满足检测的要求。采取桩内跨孔透射法进行检测，检测时在检测桩内预埋相互平行的声测管，以每两根检测管为一个剖面进行测试，测点间距为25CM。
3、检测结果判断
（1）声波波速与混凝土质量的关系一方面，混凝土的弹性力学性质能够通过声波波速能反映出来，而混凝土的强度与弹性性质密切相关，从而建立了声波波速与强度的关系，另一方面，当混凝土内部越致密的时候，其孔隙率也越低，从而声波波速高，强度大，也能够说明声波波速与强度的关系。但是，混凝土材料是一种复杂的多相介质，其强度与声速的关系受到多种因素的影响。尤其当声波在传播路径上遇到缺陷时，在有缺陷部位测得的声速要比正常部位小，在对波速分析时应加以注意。
（2）检测结果的一般判断
① 声速判据。声速是分析基桩质量最重要的参数，主要可采用概率法和声速底限值法进行判别。概率法主要是指当声波参数偏离正态分布时即基桩可能存在缺陷；声速低限值法是通过分析某测点声速与所有测点声速平均值的偏离程度来判断基桩的质量。
② 波幅判据。波幅对基桩缺陷具有很高的敏感性，但由于其受到非缺陷的影响较为明显，应主要将异常点波幅与混凝土的其他声学参量综合起来分析基桩的质量问题。
③ 主频判据。声波在桩身混凝土中传播时的衰减程度可通过接受信号的主频漂移程度进行反映，而这种衰减程度能够体现混凝土质量的优劣，一般基桩的检测中，主频判断主要作为其他方式的补充分析。
④ 声波波形判据。通过对测点的实测波波形的分析，后续波的强弱在一定程度上能够体现声波在传播路径上的能量衰减，从而判断基桩的缺陷，由于难以定量分析，一般作为判定混凝土缺陷的参考。
（3）实测数据分析
本检测中主要通过声波波速检测结果对桩基质量进行判断，选取某一典型桩基检测结果如表1所示。
通过声速判断可知，各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常，从而可以得知该桩基混凝土质量正常，无缺陷，为完整桩。
四、结束语
在研究了声波透射法的使用及其对混凝土灌注桩的检测之后，不难发现，声波透射法的使用，有很多依据，它对桩身的均匀性和完整性的判定也同样有很多依据，比如：振幅能量的衰减程度、透射波的初至时间和波形是否畸变。检测后的结果和钻孔取芯的结果很是准确明了，因为声波透射法不管是判定缺陷还是位置都是极其准确的，因此，测量的结果完全可以作为施工单位的进一步进行的参照，而且这种参照不但可靠，并且科学。
参考文献：
[1] 马宗治：《声波透射法在基桩检测中的应用》，《今日科苑》，2007年18期
[2] 矫恒信：《基桩完整性检测技术探讨》，《科技致富向导》，2011年06期
[3] 杜存全：《声波透射法在基桩检测中的应用》，《科技信息》，2009年04期
关键字：声波透射法、基桩检测、应用
中图分类号：TN934文献标识码： A
一、前言
声波透射技术的发展不仅仅推动了科学技术的进行，而且带到了经济发发展，它是经济建设以来发展最晚但却最迅速的一种技术，它的检测无损伤，对基桩的密实度的反应很是直观、准确，更能准确地鉴别基桩本身缺陷的性质和缺陷的具体位置，测试结果不受桩长限制。由此，我们结合实际应用对它在钻孔灌注桩桩身完整性检测中的检测原理、评判方法以及设备组成进行简单的探讨。
二、声波透射法检测原理
声波透射法是以施工时预埋的平行的声测管作为换能器的通道，每两根声测管为一组，通过水的耦合，从一根声测管中的换能器发射超声脉冲信号，声波透射混凝土介质，另一根声测管中的换能器接收透射过来的信号，采集到声波声时(减去了系统延时、声测管壁中的延迟、耦合水层延迟)、波幅、波形等声波参量，进而达到判断该位置处两个声测管间混凝土是否正常的无损检测方法。收发
换能器由桩底按一定的距离(≤250mm)同步往上移动并逐点依次检测，从获得的声波参数(声时、波幅、波形等)可了解整个剖面的混凝土完整性，见图1。测试所有剖面即可获知各个剖面乃至整个桩的状况。声波在弹性不同的介质(即波阻抗不同，Z=ρv，式中Z为波阻抗，ρ为介质密度，v为速度)中传播时其传播速度和能量衰减情况不同。当混凝土介质中存在不同介质或者密实度不同等缺陷时，缺陷面形成波阻抗界面，声波将在其上产生明显的反射、散射、绕射等现象，使透射波能量减弱，呈现首波声时变大，波速降低，波形畸形等明显的异常。通过分析带着混凝土内部信息的首波声时(速度)、振幅、波形等参数对该深度對应的混凝土剖面完整性进行判断，进而对整根基桩的完整性、内
部缺陷位置、缺陷程度及桩身混凝土总体的均匀性做出评价。
二、声波透射法检测技术、及仪器组成
1、声波透射法在基桩检测中的几种方式
（1）桩内跨孔透射法。将两根或两根以上的声测管预埋在桩内，通过安置在管道内的换能器发射穿透混凝土的声波，由另一管道内的接收换能器进行接收，从而检测桩的质量，当采用大直径灌注桩时，也可使用钻芯法所打的孔进行检测。
（2）桩内单孔透射法。当桩内只能有一个孔道时，可以采用单孔透射法进行检测，将换能器放置在孔中，换能器间采用隔声材料进行阻隔，声波发射后经过藕合水进入孔壁混凝土表层，在传播一定距离后经过藕合水到达接收器上，从而测出相应的声学参数，当管道中存在钢质材料时，将会对声波的绕行产生影响，则不能采用该方法。
（3）桩外孔透射法。当在桩内难以打孔时，可以紧贴桩身土层钻孔作为检测通道，检测时要在桩顶面放置一个发射功率较大的平面换能器，声波沿着混凝土向下传播，通过孔中的藕合水被接收换能器接收，从而测出相应的声学数据，该方法受仪器发射功率的限制较为明显，一般用于判断判断夹层、断桩、缩颈等缺陷。
2、声波透射法的基桩检测仪器
声波透射检测法的检测装置主要由超声探头、超声仪、探头升降装置及桩内预埋声测管组成。
（1）超声探头。基桩检测中所用的探头一般为柱状径向振动换能器，为了通过安装前置放大器的方式提高接收换能器的灵敏度，考虑到换能器一般在水下工作，因此，要求其保证在100m水深条件下不出现漏水的情况。
（2）超声仪。发射系统应保证能够输出250一1000v的脉冲电压，激发压电体的脉冲波可为阶跃脉冲或矩形脉冲。接收系统的频带宽度宜为5一50kHz，增益应仪器的测时范围应大于2000μs，计时精度应高于1μs。数据采集、数据处理以及显示系统是装置的重要组成部分，通过对数据信号的自动测读及处理能够有效的提高现场的检测效率。
（3）探头升降系统。为了测量不同深度范围内的混凝土基桩质量，应布设探头升降系统，使得超声探头能够在声测管中按要求升降。一般采用人工升降或电动升降两种方式。
（4）声测管的预埋。声测管是探头进入桩体内部的通道，是声波透射法检测的重要组成部分，它在桩内的埋设方式及布置形式将直接影响到检测的成果，因此，在检测设计中应明确声测管的布置方式和埋设位置，在施工中应严格按照设计要求进行施工，确保检测质量及检测工作的顺利进行。
三、工程实例分析
1、项目概况
建筑工程位于靖江市滨江新城区新洲路十好港上，场地地形起伏大，场地地貌单元为长江三角洲冲积平原，地貌单一。工程地质条件复杂，主要由粉土、粉砂、粉质粘土等组成。工程共计25层，基础采用钻孔灌注桩进行处理，混凝土强度等级为c35，桩径900。，设计桩长36m，桩端岩土层为粉砂层，工程总桩数为120根，选取12根进行检测。
2、检测仪器及方法
采用声波透射法进行基桩桩身的完整性检测，声波检测采用RS一sT01c型非金属声波检测仪，该仪器声波测读精度为士。1μs，声幅准确度为3%，幅值分辨率为8位士1/2LSB，完全能够满足检测的要求。采取桩内跨孔透射法进行检测，检测时在检测桩内预埋相互平行的声测管，以每两根检测管为一个剖面进行测试，测点间距为25CM。
3、检测结果判断
（1）声波波速与混凝土质量的关系一方面，混凝土的弹性力学性质能够通过声波波速能反映出来，而混凝土的强度与弹性性质密切相关，从而建立了声波波速与强度的关系，另一方面，当混凝土内部越致密的时候，其孔隙率也越低，从而声波波速高，强度大，也能够说明声波波速与强度的关系。但是，混凝土材料是一种复杂的多相介质，其强度与声速的关系受到多种因素的影响。尤其当声波在传播路径上遇到缺陷时，在有缺陷部位测得的声速要比正常部位小，在对波速分析时应加以注意。
（2）检测结果的一般判断
① 声速判据。声速是分析基桩质量最重要的参数，主要可采用概率法和声速底限值法进行判别。概率法主要是指当声波参数偏离正态分布时即基桩可能存在缺陷；声速低限值法是通过分析某测点声速与所有测点声速平均值的偏离程度来判断基桩的质量。
② 波幅判据。波幅对基桩缺陷具有很高的敏感性，但由于其受到非缺陷的影响较为明显，应主要将异常点波幅与混凝土的其他声学参量综合起来分析基桩的质量问题。
③ 主频判据。声波在桩身混凝土中传播时的衰减程度可通过接受信号的主频漂移程度进行反映，而这种衰减程度能够体现混凝土质量的优劣，一般基桩的检测中，主频判断主要作为其他方式的补充分析。
④ 声波波形判据。通过对测点的实测波波形的分析，后续波的强弱在一定程度上能够体现声波在传播路径上的能量衰减，从而判断基桩的缺陷，由于难以定量分析，一般作为判定混凝土缺陷的参考。
（3）实测数据分析
本检测中主要通过声波波速检测结果对桩基质量进行判断，选取某一典型桩基检测结果如表1所示。
通过声速判断可知，各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常，从而可以得知该桩基混凝土质量正常，无缺陷，为完整桩。
四、结束语
在研究了声波透射法的使用及其对混凝土灌注桩的检测之后，不难发现，声波透射法的使用，有很多依据，它对桩身的均匀性和完整性的判定也同样有很多依据，比如：振幅能量的衰减程度、透射波的初至时间和波形是否畸变。检测后的结果和钻孔取芯的结果很是准确明了，因为声波透射法不管是判定缺陷还是位置都是极其准确的，因此，测量的结果完全可以作为施工单位的进一步进行的参照，而且这种参照不但可靠，并且科学。
参考文献：
[1] 马宗治：《声波透射法在基桩检测中的应用》，《今日科苑》，2007年18期
[2] 矫恒信：《基桩完整性检测技术探讨》，《科技致富向导》，2011年06期
[3] 杜存全：《声波透射法在基桩检测中的应用》，《科技信息》，2009年04期