超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用

1、 超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用 摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以交通建設(shè)為代表的公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展勢(shì)頭越發(fā)迅猛。在交通建設(shè)過(guò)程中，樁基是橋梁建設(shè)中重要的基礎(chǔ)，它位于地下，具有一定的隱蔽性。受地質(zhì)情況、施工情況的影響，樁基的結(jié)構(gòu)很可能受到破壞，如果不加以檢測(cè)修復(fù)，將會(huì)對(duì)工程整體質(zhì)量及安全帶來(lái)極大的威脅。因此，在樁基的檢測(cè)中，利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁基的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，杜絕樁基孔隙、裂縫等問題的出現(xiàn)。此外，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)還具有成本更低的優(yōu)點(diǎn)，在樁基檢測(cè)中應(yīng)得到廣泛運(yùn)用。關(guān)鍵詞：超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；樁基工程；應(yīng)用引言隨著樁基數(shù)量的不斷增加以及相應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)，樁基施工的應(yīng)用效果逐漸

2、體現(xiàn)。在整個(gè)施工過(guò)程中，需要采取相對(duì)較嚴(yán)格的方式檢查與樁基相關(guān)的質(zhì)量，確保沒有質(zhì)量問題后，才可開始下一階段的施工。高層建筑的各類隱患也不能輕易忽視，在具體施工過(guò)程中進(jìn)行一定的高質(zhì)量和高標(biāo)準(zhǔn)的檢查是其解決安全問題的主要因素，也是現(xiàn)階段樁基檢測(cè)技術(shù)是否先進(jìn)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。1無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)單概述所謂無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，就是在不損失檢測(cè)對(duì)象的前提下，根據(jù)檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常對(duì)熱、聲、光、電、磁等方面產(chǎn)生的反應(yīng)差異來(lái)檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在損壞，并對(duì)檢測(cè)對(duì)象的損壞類型、位置、數(shù)量等信息做出判斷。它具有不損壞檢測(cè)對(duì)象結(jié)構(gòu)及材質(zhì)、使用方便、成本較低、綜合多種檢測(cè)技術(shù)等特點(diǎn)，因此，將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用于橋梁樁基的檢測(cè)中

3、，有利于保護(hù)樁基結(jié)構(gòu)，提供了更多檢測(cè)技術(shù)選擇，同時(shí)能夠做到對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在樁基檢測(cè)中得到了廣泛運(yùn)用。在橋梁樁基檢測(cè)中運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，目的在于保證樁基質(zhì)量，同時(shí)保證施工及后期使用的安全性。在質(zhì)量保障方面，無(wú)論檢測(cè)技術(shù)通過(guò)利用專業(yè)儀器對(duì)地下樁基的內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢測(cè)，在不影響樁基本身結(jié)構(gòu)的前提下完成檢測(cè)，有效保障了樁基質(zhì)量。此外，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用還能夠有效控制檢測(cè)成本，利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)能有效避免工序重復(fù)，降低返工概率，有效節(jié)省成本。2低應(yīng)變法無(wú)損檢測(cè)特征信號(hào)低應(yīng)變法的檢測(cè)原理是：當(dāng)樁頂受到一定的瞬時(shí)沖擊力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的縱向振動(dòng)的應(yīng)力波，應(yīng)力波會(huì)從樁頂一直延伸到樁身。當(dāng)

4、應(yīng)力波不斷向下傳播時(shí)，不僅會(huì)阻礙應(yīng)力波的傳播，而且在遇到變異波時(shí)還會(huì)引起一定的反射和傳播。當(dāng)反射波傳遞到樁基礎(chǔ)的頂部時(shí)，樁基礎(chǔ)頂部的傳感器裝置能夠有效地接收反射波并獲得相應(yīng)的動(dòng)態(tài)波形。利用相關(guān)儀器可以有效采集和記錄反射波。通過(guò)對(duì)反射應(yīng)力波特征信息的采集和分析，判斷樁基礎(chǔ)的質(zhì)量。在處理過(guò)程中，可以通過(guò)測(cè)試相關(guān)的基樁獲得不同的應(yīng)力波曲線。用手錘適當(dāng)確定樁頂?shù)南嚓P(guān)的位置（避免點(diǎn)激），產(chǎn)生一定的f（t）應(yīng)力波，速度v向下傳播；當(dāng)應(yīng)力波通過(guò)一定的情況改變樁阻抗z的界面時(shí)，如樁體斷裂或開裂，地面收縮，混凝土分離膨脹，雜質(zhì)被清除，應(yīng)力波向上反射和向下傳播，但在樁底仍發(fā)生反射。當(dāng)應(yīng)力波傳播時(shí)，加速度傳感器會(huì)接

5、收一定的信號(hào)，通過(guò)信號(hào)技術(shù)形成曲線或一定的頻域曲線。時(shí)域曲線可以對(duì)其不同的情況做出一定的判斷和處理，相關(guān)技術(shù)人員可以根據(jù)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。3超聲波檢測(cè)及檢測(cè)數(shù)據(jù)分析從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的所有樁基中隨機(jī)選擇1根，將其作為檢測(cè)對(duì)象，按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，借助聲速判斷、psd判別、波幅判斷等方法確定樁體是否完整、缺陷具體存在位置和樁基質(zhì)量類別。在數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中引入現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)后，可以得到5條曲線，分別為：波幅變化曲線；波幅臨界線；波速臨界線；波速變化曲線和psd變化曲線。結(jié)合相關(guān)參數(shù)，檢測(cè)對(duì)象是常規(guī)樁型，樁體不同深度部位的尺寸相同，波速臨界與波幅臨界在不同深度位置基本相同。按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)數(shù)據(jù)分

6、析系統(tǒng)，能進(jìn)一步確定聲速與波幅臨界線。經(jīng)計(jì)算，在樁體質(zhì)量分析過(guò)程中涉及到的波速和波幅相關(guān)參數(shù)包括：聲速的平均值為5.671km/s，聲速的臨界值為5.359km/s，聲速標(biāo)準(zhǔn)差為0.103，聲速高差為1.8%；波幅的平均值為100.1db，波幅的臨界值為94.1db，波幅標(biāo)準(zhǔn)差為2.1，波幅高差為2.1%。分別采用波速對(duì)比、psd判斷與波幅分析方法確定樁基完整性與施工質(zhì)量，不同方法的具體分析過(guò)程如下。3.1波速對(duì)比法超聲波的實(shí)際傳播速度除了與樁體自身彈性模量存在直接關(guān)系，還和樁體中結(jié)構(gòu)各項(xiàng)特征因素存在關(guān)聯(lián)，根據(jù)以上數(shù)據(jù)結(jié)果可知，樁體的波速臨界值主要表現(xiàn)為黑色虛線，波速的變化曲線是一條黑色折線。

7、在-2.4m與-5.0m兩個(gè)深度位置，波速變化幅度相對(duì)較大，而且比采用概率法確定的波速臨界低，由此可以判定這一范圍內(nèi)的樁體，其所用混凝土的密實(shí)度能夠達(dá)到要求。3.2psd判斷法psd法基本不會(huì)受到樁體自身缺陷的直接影響，也可以真實(shí)、準(zhǔn)確地反映出對(duì)樁體造成影響的缺陷，psd變化線和波速變化線較為接近。根據(jù)psd變化線，在-2.4m與-5.0m兩個(gè)深度位置存在相對(duì)較大的突變，而在-5.8m、-6.5m與-13.5m三個(gè)深度位置存在相對(duì)較小的突變。突變表示質(zhì)量存在很大的變化，在某個(gè)深度位置存在會(huì)使樁基產(chǎn)生質(zhì)量變化的缺陷問題。3.3波幅分析法波幅分析法能根據(jù)psd變化曲線分析確定缺陷產(chǎn)生的問題，為之后

8、的質(zhì)量分析評(píng)價(jià)及缺陷處理提供參考依據(jù)；波幅判斷的方法是波幅大小，其在很大程度上反映出超聲波實(shí)際傳播時(shí)產(chǎn)生的衰減。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，在-5.0m與-6.5m兩個(gè)深度位置，波幅的衰減相對(duì)較大，而且比波幅的標(biāo)準(zhǔn)值小。由于波幅存在一定程度的衰減，所以說(shuō)明樁身在這兩個(gè)深度位置存在一定程度的質(zhì)量缺陷。3.4低應(yīng)變檢測(cè)方法的應(yīng)用低應(yīng)變檢測(cè)方法的原理是通過(guò)在樁基頂部傳輸擊震力，形成的應(yīng)力波會(huì)聚集在樁基底部，頂部的傳感器會(huì)接收到樁身應(yīng)力波反射回來(lái)的信號(hào)，再通過(guò)該信號(hào)特征來(lái)檢測(cè)橋梁樁基的質(zhì)量。使用低應(yīng)變檢測(cè)方法進(jìn)行樁基質(zhì)量檢測(cè)的流程如下:首先需要也能夠用錘子在樁基頂部進(jìn)行敲擊形成擊震力，然后檢測(cè)擊震力產(chǎn)生的應(yīng)力波的傳

9、播速度，并對(duì)波形進(jìn)行分析，最后根據(jù)分析結(jié)果判斷樁基是否存在質(zhì)量問題。低應(yīng)變檢測(cè)法能夠檢測(cè)多種缺陷類型，是一種集成效果突出的檢測(cè)技術(shù)，能夠確定橋梁樁基的樁徑是否存在縮小問題，還能檢測(cè)樁基混凝土是否存在離析、不均勻等問題，能夠有效保障橋梁樁基檢測(cè)的準(zhǔn)確性。但低應(yīng)變檢測(cè)法不適用于樁基的定量分析，只能由測(cè)試人員依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析。在判斷檢測(cè)過(guò)程中，測(cè)試人員的分析準(zhǔn)確性會(huì)因樁基外的地面對(duì)應(yīng)力波傳播的影響而受到影響。結(jié)語(yǔ)如今樁基工程建設(shè)成為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的必然建設(shè)工程，它的建設(shè)質(zhì)量既影響著社會(huì)發(fā)展，也影響著人們的出行安全。因此，在施工中應(yīng)給予其結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及安全更高的重視。樁基作為工程建設(shè)中保障質(zhì)量及安全的重要部分，必須要加強(qiáng)對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，提高對(duì)樁基質(zhì)量的檢測(cè)效果，保障工程質(zhì)量。參考文獻(xiàn)1沈彬彬