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摘要：随着社会经济的不断发展，我国基础建设的规模及质量不断提高，在公路桥梁建设中，桩基础成为了当前最为常见的基础形式。然而，桩基础施工质量受到地质条件、机械设备、施工人员、成樁工艺等因素的影响，容易产生断裂、缩颈、混凝土离析、桩顶混凝土密实性较差等质量缺陷，严重影响整体工程质量，甚至引发安全事故。将超声波检测技术应用在公路桥梁桩基检测中，可以准确检测中桩基中存在的质量缺陷，从而及时发现问题并采取应对措施，确保工程质量。
关键字：超声波检测技术 公路桥梁桩基检测 应用
中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号：
一、超声波检测技术工作原理
超声波检测技术工作原理：通过超声脉冲发射源，向混凝土内部发射高频弹性脉冲波，利用高精度接收系统，对脉冲波在混凝土内部传播过程中的波动特性进行记录；在混凝土内如存在不连续或破损界面时，这些缺陷面会对脉冲波形成波阻抗界面，在脉冲波到达阻抗界面时，会出现波反射及投射现象，从而使接收到的透射波能量下降；在混凝土中如存在孔洞、蜂窝等严重质量缺陷时，脉冲波会出现绕射及散射现象；根据波发射时间及到达时间，脉冲波能量衰减特征、波频变化与波形变化程度等特征，可以获得被测混凝土内密实度参数；通过记录不同高度、不同侧面的超声波测量特征，在数据处理后，便可以对混凝土中存在的质量缺陷的大小、空间位置及性质进行判断，最终对桩基础整体质量作出评估。
二、超声波检测参数
（一）声速：声速是混凝土超声波检测中所需要的重要参数，为超声波在混凝土中传播速度。声速的快慢，与混凝土弹性模量及其内部结构有关。混凝土内部结构密实，弹性模量较高，其声速则较快。
（二）波幅：在超声波发出之后，波幅的大小变化，反映的是超声波在混凝土中衰减的情况，能够在一定程度上反映混凝土强度。在混凝土中存在裂缝或缺陷，会使超声波波幅发生变化，形成绕射或反射现象。
（三）频率：超声波发出的脉冲信号是一种复频超声脉冲波，在混凝土内部传播时，超声波高频成分会逐渐衰减，衰减的速度与幅度主要和混凝土质量、内部是否存在缺陷及传播距离等有关。
（四）波形：将超声波在混凝土中所表现出的特征进行接收，通过接收换能器，在屏幕中显示出超声波接收波波形。混凝土中不同类型的质量缺陷，在超声波波形中会表现出不同的形式。
三、超声波检测方法
（一）超声波检测方法
按照发射与接收换能器相对高程，可以将超声波检测技术的检测方法分为三种，包括平测法、斜测法、扇形扫测法，在实践中，平测法与斜测法应用较为广泛。
（二）超声波检测准备工作
在进行超声波检测之前，需要做好准备工作：调查并收集桩基资料，如桩基尺寸、标高、成桩工艺、地质资料、设计参数、混凝土参数等信息；制定超声波检测方案，在桩基预埋声测管数量的基础上，确定检测剖面的数量，并进行编号；其他准备，如超声波设备、仪器等校准工作。
（三）超声波现场检测
超声波技术现场检测技术：于桩顶对相应声测管外壁间净距离进行测量；检查声测管通畅状况；向管内灌满清水；通过深度标志，将超声波发射与接收换能器放置于声测管测点位置；将超声波发射与接收换能器保持固定高差进行同步升降，测量间距应控制在250mm范围内；做到实时显示并记录接收信号的时程曲线，实时读取波峰值及周期值，并显示频谱曲线；对于桩身容易出现质量缺陷的位置，进行复测。
四、桩基混凝土质量的判断及评定方法
进行桩基检测，对其质量进行判断的主要内容包括桩身混凝土强度、桩身混凝土均匀性及桩身混凝土是否存在缺陷以及缺陷位置、大小、性质。其中对桩身混凝土缺陷的判断是最为主要的内容。对桩身混凝土缺陷及范围进行判定，主要是以声速临界值、波幅临界值及PSD值进行确定的。
（一）以声速临界值进行缺陷判断
将实测混凝土声速值设为Vi，将声速临界值设为VD，如出现Vi＜VD时，则可以将其视为可疑缺陷区。其中声速临界值的确定，是通过求取正常混凝土声速平均值与两倍声速标准差获得。即VD=V－2σV；其中，V为正常混凝土声速平均值，σV为正常混凝土声速标准差。
（二）以波幅临界值进行缺陷判断
通过大量实践证明，超声波在检测桩基内缺陷时，其波幅测量值会发生明显变化，这种变化比声速更为敏感。在进行混凝土波幅值测量时，如发现其波幅小于波幅临界值时，可以视为存在可疑缺陷区。
AD=Am-6
其中，AD代表的是波幅临界值，Am代表的是波幅平均值。
通过专用软件，将测量参数计算并绘图，可以在深度及声速图中，十分明显地发现低于临界值测点。
（三）综合判断
为确保对缺陷判断的准确性，采取综合判断法。以声速值获得低于临界值的异常点位置及深度，并结合PSD值大小进行判断；进行波幅分析，找出异常部位；以斜测资料与细测资料为基础，判断缺陷范围；根据缺陷在桩基上位置，综合分析其施工工艺及参数，判断质量缺陷的性质。
（四）注意事项
在采取超声波检测技术进行桩基检测时，会存在着一些因素影响其效果。如地质含水量、声测管的布局及安装问题、桩基期龄等。
五、实际案例
某大桥工程桩基为钻孔灌注摩擦桩，桩长设计为78m，桩径设计为1.5m，共埋设3根声测管。为检测桩基质量，决定采取超声波平测法进行检测，检测间距设计为0.85m。通过检测，获得如下检测波形图：
桩基检测波形图
根据上图可以看出，整个波形图基本完整，且波形上，其幅度没有发生明显变化，不存在异常问题，由此可以判断，该工程桩基不存在断裂、离析、缩颈等缺陷问题，桩基完整性较好。
六、结语
在社会经济的推动下，我国基础建设的规模及质量不断提高。在桥梁工程施工中，桩基础成为了最常见的基础形式。桩基础在施工过程中，在各种因素的影响下容易产生质量缺陷，为确保桩基质量，采取超声波检测技术，对桩基缺陷的类型及范围进行判断，从而及时发现问题并采取有效措施，确保桥梁工程的安全性及稳定性，从而获得良好的经济效益及社会效益。
参考文献：
[1]毛俭.超声波法在桥梁桩基检测中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(21).
[2]刘海.桥梁桩基检测中的超声波法应用研究[J].科技与生活,2010,(14):116-116.
[3]吴柏林.论超声波法在桥梁桩基检测中应用[J].现代商贸工业,2010,22(8):298-299.
[4]杨文广.超声波技术在路桥桩基检测中的运用探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(12).
关键字：超声波检测技术 公路桥梁桩基检测 应用
中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号：
一、超声波检测技术工作原理
超声波检测技术工作原理：通过超声脉冲发射源，向混凝土内部发射高频弹性脉冲波，利用高精度接收系统，对脉冲波在混凝土内部传播过程中的波动特性进行记录；在混凝土内如存在不连续或破损界面时，这些缺陷面会对脉冲波形成波阻抗界面，在脉冲波到达阻抗界面时，会出现波反射及投射现象，从而使接收到的透射波能量下降；在混凝土中如存在孔洞、蜂窝等严重质量缺陷时，脉冲波会出现绕射及散射现象；根据波发射时间及到达时间，脉冲波能量衰减特征、波频变化与波形变化程度等特征，可以获得被测混凝土内密实度参数；通过记录不同高度、不同侧面的超声波测量特征，在数据处理后，便可以对混凝土中存在的质量缺陷的大小、空间位置及性质进行判断，最终对桩基础整体质量作出评估。
二、超声波检测参数
（一）声速：声速是混凝土超声波检测中所需要的重要参数，为超声波在混凝土中传播速度。声速的快慢，与混凝土弹性模量及其内部结构有关。混凝土内部结构密实，弹性模量较高，其声速则较快。
（二）波幅：在超声波发出之后，波幅的大小变化，反映的是超声波在混凝土中衰减的情况，能够在一定程度上反映混凝土强度。在混凝土中存在裂缝或缺陷，会使超声波波幅发生变化，形成绕射或反射现象。
（三）频率：超声波发出的脉冲信号是一种复频超声脉冲波，在混凝土内部传播时，超声波高频成分会逐渐衰减，衰减的速度与幅度主要和混凝土质量、内部是否存在缺陷及传播距离等有关。
（四）波形：将超声波在混凝土中所表现出的特征进行接收，通过接收换能器，在屏幕中显示出超声波接收波波形。混凝土中不同类型的质量缺陷，在超声波波形中会表现出不同的形式。
三、超声波检测方法
（一）超声波检测方法
按照发射与接收换能器相对高程，可以将超声波检测技术的检测方法分为三种，包括平测法、斜测法、扇形扫测法，在实践中，平测法与斜测法应用较为广泛。
（二）超声波检测准备工作
在进行超声波检测之前，需要做好准备工作：调查并收集桩基资料，如桩基尺寸、标高、成桩工艺、地质资料、设计参数、混凝土参数等信息；制定超声波检测方案，在桩基预埋声测管数量的基础上，确定检测剖面的数量，并进行编号；其他准备，如超声波设备、仪器等校准工作。
（三）超声波现场检测
超声波技术现场检测技术：于桩顶对相应声测管外壁间净距离进行测量；检查声测管通畅状况；向管内灌满清水；通过深度标志，将超声波发射与接收换能器放置于声测管测点位置；将超声波发射与接收换能器保持固定高差进行同步升降，测量间距应控制在250mm范围内；做到实时显示并记录接收信号的时程曲线，实时读取波峰值及周期值，并显示频谱曲线；对于桩身容易出现质量缺陷的位置，进行复测。
四、桩基混凝土质量的判断及评定方法
进行桩基检测，对其质量进行判断的主要内容包括桩身混凝土强度、桩身混凝土均匀性及桩身混凝土是否存在缺陷以及缺陷位置、大小、性质。其中对桩身混凝土缺陷的判断是最为主要的内容。对桩身混凝土缺陷及范围进行判定，主要是以声速临界值、波幅临界值及PSD值进行确定的。
（一）以声速临界值进行缺陷判断
将实测混凝土声速值设为Vi，将声速临界值设为VD，如出现Vi＜VD时，则可以将其视为可疑缺陷区。其中声速临界值的确定，是通过求取正常混凝土声速平均值与两倍声速标准差获得。即VD=V－2σV；其中，V为正常混凝土声速平均值，σV为正常混凝土声速标准差。
（二）以波幅临界值进行缺陷判断
通过大量实践证明，超声波在检测桩基内缺陷时，其波幅测量值会发生明显变化，这种变化比声速更为敏感。在进行混凝土波幅值测量时，如发现其波幅小于波幅临界值时，可以视为存在可疑缺陷区。
AD=Am-6
其中，AD代表的是波幅临界值，Am代表的是波幅平均值。
通过专用软件，将测量参数计算并绘图，可以在深度及声速图中，十分明显地发现低于临界值测点。
（三）综合判断
为确保对缺陷判断的准确性，采取综合判断法。以声速值获得低于临界值的异常点位置及深度，并结合PSD值大小进行判断；进行波幅分析，找出异常部位；以斜测资料与细测资料为基础，判断缺陷范围；根据缺陷在桩基上位置，综合分析其施工工艺及参数，判断质量缺陷的性质。
（四）注意事项
在采取超声波检测技术进行桩基检测时，会存在着一些因素影响其效果。如地质含水量、声测管的布局及安装问题、桩基期龄等。
五、实际案例
某大桥工程桩基为钻孔灌注摩擦桩，桩长设计为78m，桩径设计为1.5m，共埋设3根声测管。为检测桩基质量，决定采取超声波平测法进行检测，检测间距设计为0.85m。通过检测，获得如下检测波形图：
桩基检测波形图
根据上图可以看出，整个波形图基本完整，且波形上，其幅度没有发生明显变化，不存在异常问题，由此可以判断，该工程桩基不存在断裂、离析、缩颈等缺陷问题，桩基完整性较好。
六、结语
在社会经济的推动下，我国基础建设的规模及质量不断提高。在桥梁工程施工中，桩基础成为了最常见的基础形式。桩基础在施工过程中，在各种因素的影响下容易产生质量缺陷，为确保桩基质量，采取超声波检测技术，对桩基缺陷的类型及范围进行判断，从而及时发现问题并采取有效措施，确保桥梁工程的安全性及稳定性，从而获得良好的经济效益及社会效益。
参考文献：
[1]毛俭.超声波法在桥梁桩基检测中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(21).
[2]刘海.桥梁桩基检测中的超声波法应用研究[J].科技与生活,2010,(14):116-116.
[3]吴柏林.论超声波法在桥梁桩基检测中应用[J].现代商贸工业,2010,22(8):298-299.
[4]杨文广.超声波技术在路桥桩基检测中的运用探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(12).