声波透射法桩基检测非缺陷性影响因素

声波透射法桩基检测非缺陷性影响因素

吴宏毓

深圳市宝安区工程质量检测中心广东深圳518000

摘要：在现代建筑工程的发展中，声波透射法的运用在建筑上已经起到不可替代的重要作用。本文将以建筑工程实例为基础，对工程中有声波透射法检测的桩身混凝土质量的相关数据进行分析，并对在工程中对声波透射法桩基检测的影响因素进行仔细的分析。在影响因素方面，声波透射法桩基检测结果最容易受声速和波幅的影响，所以在检测时首先要保证机器探头位置的科学性，然后要平稳的拉动机器测绳。且要根据季节的不同，调整相应的检测方法。在数据采集和分析方面，对于机器本身焊接、弯曲等影响因素在检测时应该结合多方面的数据资料，按步骤进行分析，避免出现漏判现象。

关键词：声波透射法；桩基检测；非缺陷性影响因素

引言

桩基是现代建筑中建筑物最基础的部分，建筑物的牢固性和可靠性取决于桩身的稳固。而在我国当代的建筑工程中，声波透射法是检测建筑物桩基的一种科学有效的检测方法。声波透射法的效率高，方法简便，可以准确的确定桩基的缺陷位置及不良部位，科学、可靠的表现出建筑中混凝土的质量，而且在检测过程中不收桩基长度的限制。

在声波透射法桩基检测中，影响混凝土质量的因素主要有声速、主频、波形图、波幅。其中，声速和波幅是桩基检测的非缺陷性影响因素。在声波透射法中，声波可以体现出混凝土的弹性质量，波幅可以体现出混凝土的塑性质量。声波和波幅的具体数值是对桩基混凝土质量完整性判定的依据，但二者在判断过程中都存在较大的局限性。所以，建筑工程单位在对桩基混凝土质量进行声波透射法检测时一定要掌握好声波和波幅的非缺陷影响因素，可以在实际的工程建设中做出明确的判断，避免工程中出现漏判现象，影响工程建设进程。

1.声学参数及局限性

1.1声学参数与混凝土质量和关系

（1）声速。声速即声音在介质中传播的速度。在声波透射法检测中，声速可以直观的体现混凝土的弹性，而混凝土的弹性与强度有直接联系且服从正态分布。但，因为在实际建筑工程中受建筑地区本身空气温度和湿度的影响，以及各地混凝土的质量的不同，导致强度和声速之间的关系不完全稳定。（2）波幅。在实际声波透射法检测中，波幅对混凝土质量不良和缺陷的检测和效果要比声速明显。波幅可以最大限度体现出混凝土的塑性，检测出在声波透射后基桩混凝土的变化程度。例如，如果混凝土的质量较低且存在建筑缺陷过大时，声波透射时声波就会大幅度的衰减，从而导致最后仪器中接收的波幅变低。（3）频率。在声波透射法桩基检测中，频率对混凝土的质量和缺陷的体现力要比声速和波幅低。在检测过程中，如果检测出高低频率偏向严重的主频漂移现象，则说明在声波透过混凝土之前出现不同频率。（4）波形。在进行声波透射法桩基检测中，如果混凝土的质量良好，则声波的波形图中会出现首波陡峭、幅值高等现象。但是如果检测出混凝土的波形在第一周期内无较高振幅，且波形图的变化大、图形不稳定，则表明混凝土存在一定的缺陷性问题。因为声波在传播的过程中，如果混凝土存在缺陷或者质量存在问题，就会使声波产生不同于原来的波束，所以波幅会不同，导致仪器中的换能器最后收到的最终波畸形。同时声波的畸形程度是声波透射法中声波穿过混凝土时能量变化的总和，且受混凝土质量影响最大。

1.2局限性

（1）声速。在声速原理理解上，如果在检测时声速的大小符合正态分布，就可以用概率法计算声波透射混凝土时声速界限值。但是，在实际检测过程中，声速有时并不符合正态分布。因为，声速的大小是以声时为基础。如果在平面内存在的测点距离一样，但仪器换能器位置不定，则检测结果不正确。另外，在进行检测的过程中，要注意计算检测系统的零声时。（2）波幅。在对声波透射法基桩检测非缺陷性影响因素中，波幅对混凝土的敏感力最强。当混凝土质量或缺陷稍有下降，波幅的变动就会特别大。同时，波幅受声波透射法中运用的仪器性能和元件位置影响较大。在数据检测过程中，如果相关检测工作人员拉动测绳的速度和频率太快等习惯和环境问题，都会对第一波波幅的数据采集产生影响。应对这种波幅自身的局限性，相关工作人员可以在检测器上，安装科学、有效、稳定的定位器，固定好测绳和仪器内部元件，增加波幅数据的可靠性和科学性。（3）主频。主频的局限范围较广，受到的影响因素较多，其中包括仪器内原件的位置和仪器性能等，对采集数据和检测分析的影响较大。所以，在声波透射法桩基检测中主频的参数只适合参考，并不能作为准确数据。（4）波形图。波形图因为可以根据检测出的波值绘制科学的波形图，尤其是在图形上，波形图的变化程度和范围是对混凝土质量和检测完整性的重要依据。在波形图的内容上，它是声波透射法中声波在传播过程中能量变化的总和。另外，仪器内原件的位置、仪器性能、仪器质量、实际操作环境等都会对波形图造成影响。

2.非缺陷性影响因素的分析

2.1现场操作

（1）全长检测。在建筑工程中，要求对桩基进行的声波透射法检测必须要求对整个桩基全长按步骤逐步进行仔细的检测。在检测中，首先要将换能器放到桩底底部，将桩基上部破开的钻口灌注桩。同时相关工作人员要根据当时的施工状况和情况报告单，检测出基桩的长度，然后用测线释放换能器与基桩的底部，保证对基桩全长进行全面的检测，避免出现底部沉渣的重要纰漏。（2）计算系统零声时。声波透射发基桩检测中，声速的大小是基桩检测中的重要参数，而系统铃声的计算是获得声速大小的重要手段。检测工作人员一定要注意科学、准确计算系统零声，首先将换能器方放到声测管中，加入清水产生耦合效应。在计算之前，要对换能器元件参数和声测管的具体数据进行准确计算，以免对系统零声时计算产生较大影响。在检测时，应该在声测管中装满水，促使检测过程中出现耦合效应，增强计算的准确性。另外，工作人员要在换能器的相应位置按上定位器，对换能器的元件起到定位和稳定作用。（3）对齐换能器探头。波幅的受到耦合因素的影响，相较于声速要大的多。同时，波幅受到的换能器距离的影响也较大。在实际检测过程中，如果发现声波在传播过程中震动的波形图在调整之后依旧保持平缓且无高峰，则表明仪器中换能器探头没有对齐且间距相差过大。此时，如果将波形图调为正常，应将换能器的探头科学的调整到对齐的位置，已消除这种消极影响因素。（4）拉动速度。在检测和数据采集的过程，对于测绳拉动的速度，一定要保证速度的稳定。如果测绳拉动速度忽快忽慢且换能器探头部位没有安装定位器，会使波形图左右晃动。同时，还会产生耦合效应，对声速和幅值造成较大的影响。另外，对于首波波幅的震动，要避免首波前部分片段发生大幅度波动。所以，综上所述，在拉动测绳时，相关工作人员要保证做到匀速拉动测绳，减少仪器自身的抖动，避免对参数的采集出现较大的误差。（5）测距轮打滑。在检测过程中，尤其是寒冷结冰的冬季，测量过程中向声测管装满的水容易对测距轮造成打滑和结冰的现象。故而工作人员在冬季作业是会发现当探头拉出声测管时，检测仍然继续进行，或者基桩从底部到上部长度不够等问题，都是有测距轮打滑等问题引起。所以，工作人员在冬季进行检测时一定要注意测距轮打滑等问题。

2.2数据分析过程

（1）弯曲。在检测过程中运用到的声测管是用焊接或捆绑的形势和钢筋笼一起放入基桩底部。且在此过程中，因声测管只有一圈加强钢筋，故很容易发生弯曲等严重现象，导致实际声测管的距离变小。因为声波和声速在传播过程中受到影响，传播时间变短，所以检测到的声速变大，其影响因素的改变导致了声速界限值也发生相应的改变。所以，在检测过程中，手边要保证声测管形状的正常，如果发生弯曲则应该根据实际情况加以修正。（2）声速。在数据分析的过程中，很有可能出现局部声速连续低于界限值等情况。首先，应该先结合波幅、频率、波形图分析声测管弯曲的情况。如果没有声速地域界限值且波幅、频率、波形图正常，则可以表明该部分混凝土质量良好。（3）焊接。运用的声测管是多节的，由焊接连接放按照相应的步骤放进钻口。在检测过程中，如果临近测线与波幅下降幅度剧烈，波形图并无较大变化，则表明检测结果出现异常。分析人员可以采用斜侧方法，逐步分析、对比参数，分析焊接的影响因素。

结论

随着现代建筑工业的发展，声波透射法是一种有效的检测桩基混凝土质量的方法。相关工作人员一定要掌握相关知识，明确其非缺陷性影响因素和局限性，落实到实际的操作中。且在检测时，对质量较低的混凝土要秉持严谨的态度，仔细分析检测中声学参数产生的原因，在最短的时间内，科学、有效的对混凝土质量进行检测。

参考文献

[1]王梦迟,杨智杰.声波透射法检测桩身完整性实验研究[J].勘察科学技术,2017(06):35-37.

[2]刘杰.声波透射法检测技术在桥梁桩基础结构中的应用[J].山西建筑,2017,43(35):168-169.