1、樁基超聲波檢測法在灌注樁檢測中的運用隨著我國基礎建設的迅速發展，樁基礎已成為建筑工程最常用的基礎形式。由于其成樁質量受地質條件、成樁工藝、機械設備、施工人員、管理水平等諸多因素的影響，較易產生 夾泥、斷裂、縮頸、磔離析、樁底沉渣較厚及樁頂磔密實度較差等質量缺陷，危及主體結構 的正常使用與安全，甚至引發工程質量事故。因此如何測定缺陷的位置，并準確地對其進行評價成為基樁質量檢測的一個核心問題。本文結合工程實例，介紹超聲波法在樁基檢測中的應用。1超聲波法檢測原理及技術(1)超聲波法檢測的基本原理是 ：由超聲脈沖發射源在磔內激發高頻彈性脈沖波，并用 高精度的接收系統記錄該脈沖波在磔內傳播過程中表現的波

2、動特征；當磔內存在不連續或破損界面時，缺陷面形成波阻抗界面，波到達該界面時，產生波的透射和反射，使接收到的透射能量明顯降低；當磔內存在松散、蜂窩、孔洞等嚴重缺陷時，將產生波的散射和繞射；根據波的初至到達時間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變程度等特性，可以獲得測區范圍內磔的密實度參數。測試及記錄不同側面、不同高度上的超聲波動特征，經過處理分析就能判別測區內磔內部存在缺陷的性質、大小及空間位置，并對磔總體的均質性和完整性的作出評價。(2)在基樁施工前，依樁徑大小預埋一定數量的聲測管(一般采用鋼管或鍍鋅管，底端封閉、頂端加蓋)，作為換能器的通道。測試時每2根聲測管為一組，聲測管內注滿清水，通過

3、水的耦合，超聲脈沖信號從一根聲測管中的換能器發射出去，在另一根聲測管中的換能器接收信號，測定有關參數并采集記錄儲存。發、收換能器同步向上提升進行檢測，遇到異常時可采用水平加密、等差同步和扇形掃測等方法加密細測。3數據分析與判定檢測按建筑樁基檢測技術規范(JGJ106-2003 )中有關超聲波法規定進行：(1)樁身缺陷以聲速臨界值、波幅臨界值以及PSD(斜率法)判據進行綜合判定。PSD 值 Kt按下式計算：Kt=K - 0K= (tci-tci-1 ) /zi-zi-1 At=tci-tci-1式中，tci 為第 i 測點聲時；tci-1為第 i-1測點聲時；zi 為第 i 測點深度；zi-1第

4、 i-1 測點深度。(2)樁身均勻性按聲速離散系數 Cv 分為 AD4 級(表 1 )。表 1聲速離散系數級別晚勾質性等級ABCDCv/%55WCv1010Cv15(3)基樁檢測的相關規范中，根據樁身是否存在缺陷及存在缺陷的嚴重程度，將樁的 完整性分為 I、n、m、IV共四個類別，并依據各檢測剖面的聲學參數異常點的分布情況及 異常點的偏離程度，決定被測樁的完整性類別。但由于校是集結型的復合材料，多相復合體系，分布復雜界面(骨料、氣泡、各種缺陷)，因此其檢測的聲參量數據波動較大；加上灌注樁的磔受自密實、 地質條件及成樁工藝等影響， 其聲參量的波動性就更大了，因此在實際測試的過程中完全不出現異常測

5、點的可能性較小，因此不能機械地理解并執行規范中樁身完整性的判定標準（規范對聲參量異常判斷均采用可判斷”），否則工程上很難有 I 類樁，也不符合樁的完整性分類的定義。因此上述理論異常點只是可疑缺陷點，可根據以下五個方面進行綜合判定：1異常點的實測聲速與正常碌聲速的偏離程度；2異常點的實測幅度與同一剖面內正常磔幅度的偏離程度；3異常點的波形與正常磔的波形相比的畸變程度；4異常點的分布范圍及其他剖面異常點的分布情況；5樁的類型（摩擦型或端承型）、地質情況及成樁工藝。樁的類型及地質情況決定了樁身 磔的壓應力及彎矩大小隨深度的變化規律， 因此相同大小及程度的缺陷在樁身不同深度對該 樁是否達到設計要求的影

6、響程度差別較大，應適當加以區分。4工程檢測實例及其分析某工程 21-1 樁為鉆孔灌注樁，設計樁徑 1.5m，設計樁長 49.5m，預埋 4根聲測管，采用 超聲波法平測法測試，測點間距 0.25m。其中 1-2、1-3、1-4剖面在 13.214m 處同時 出現聲參量異常（如圖 1 所示），異常范圍的波速比平均波速下降15% ,幅度比平均幅度下降 30dB，而其他剖面在此位置無明顯異常，初步判斷該樁在 1314m處存在異常（缺陷），且缺陷區在 1 號聲測管所在的方位，但無法判定缺陷范圍，進而將其歸入 H 類還是 m 類樁。 為確定缺陷的嚴重程度和范圍，在1-2、1-3、1-4剖面，從 919m

7、的范圍內，分別作收、發換能器約 45。傾斜的雙向斜測，測點間距為 10cm，斜測結果如圖 2 所示。通過每一剖面、 每一方向斜測的數據，確定其斜測的各個聲參量異常的測線，各剖面的異常測線的包絡范圍如圖上陰影部分所示， 可以看出 1-3、1-2、1-4剖面的徑向缺陷尺寸依次增大，且 1-3、1-2剖面未超過 1/2測距，因此該缺陷是靠近 1 號聲測管方向的縮徑類缺陷；從缺陷范圍上看， 縱向尺寸在 0.8m 左右，徑向尺寸小于樁徑的1/4 ;從缺陷區聲參量及波形上看聲參量幅度不太大，且波形基本完整。因此將此缺陷判定為輕微缺陷，該樁判為 H類樁。1, 2inLL 0- 93iL/. /產-w圖 2斜

8、測結果示意圖5檢測中應注意的若干問題(1)樁身磔齡期的影響。某工程 13-2樁檢測中，由于工期緊，灌注后第 5 天即進行檢測。檢測發現接收信號相當微弱，波形衰減嚴重，全部測點普遍存在這種情況，初步分析是齡期的問題。灌注后第10天再次檢測，信號及波形良好，判定為完整無缺陷樁。 可見齡期對聲測結果影響之大，建議檢測時間不低于 14大齡期。(2)超聲波法與鉆孔取芯法相互應證，綜合應用。某工程 5-2 樁設計樁徑為 1.5m，預埋 3 根聲測管。超聲波檢測發現樁頂以下 3.5m 處校嚴 重夾砂。用鉆孔取芯法驗證時，卻反映為完整樁。開挖檢查證實超聲波法結果正確，缺陷部位正好處于流砂層，2 根聲測管被流砂

9、包裹住，所以聲測結果顯示的缺陷截面有點偏大。而 鉆孔部位靠近樁的中心，避開了缺陷范圍， 沒有反映樁身真實情況。因此鉆芯取樣位置應盡量選擇在聲測過程中發現問題的界面附近。超聲檢測中發現異常情況時不能盲目定性，必須結合地質及相關資料，綜合不同的檢測方法合理判定基樁質量。(3)聲測管問題。聲測管是進行聲測時換能器進入樁體的通道。它是灌注樁超聲脈沖檢測系統的重要組成部分，其在樁內的預埋方式及在樁橫截面上的布置形式將直接影響檢測結果。因此，應將聲測管的布置和埋置方式標入檢測樁的設計圖紙，聲測管的埋置數量及在樁橫截面上的布局應考圖 1聲測曲線圖15,2m15. Om慮檢測的控制面積。在實測中常遇到聲測管堵塞或卡住探頭的情況，這是由聲測管安裝不當造成的。聲測管一般隨鋼筋籠分段安裝， 每段之間的接頭可采用反螺紋套筒接口或套管焊接，保證在較高的靜水壓力下不漏漿，接口內壁保持平整，安裝完后封閉管口。 聲測管安裝不平行也是常見問題， 由于在施工中鋼筋籠容易出現扭曲變形而導致聲測管位移甚大，因而導致檢測的聲時值、均方差、離散系數、平均聲速等產生偏離， 可采用 PSD法判斷來消除這些非缺陷因素的影響。聲測管中的渾濁水將明顯甚至嚴重加大聲波衰減和延長傳播時間，給聲波檢測帶來誤差。 因此，檢測前應沖洗檢測管并灌滿清水作為耦合劑。6結束語超聲波法在實際工作中有待探討和改進的地方：(1)