龙建旭

（贵州交通职业技术学院，贵州 贵阳 550001）

基于我国的地理形势和发展情境，在桥梁工程的建设中经常运用的基础形式就是桩基结构。桩基结构有着强度高、稳定性好以及抗震能力强的优点，在桥梁的使用过程中能够有效地将桥梁上部所受到的各种荷载传递到下部持力层中去，能够有效缓解桥梁因受到荷载而导致的基础沉降的问题。但是目前来看，桥梁桩基部分的施工质量受到外界环境、地质条件、施工水平以及所选择的工艺等各方面因素的影响，在施工的过程中混凝土极易出现颈缩、离析、断裂等问题，因此桥梁桩基中混凝土检测成为当下桥梁工程施工中的重点内容。

1 超声法在桥梁桩基混凝土检测中的原理

在现有的桥梁桩基混凝土检测方法中，超声法由于检测方便、快捷，是最为常用的方法之一，运用超声法对桥梁桩基的检测原理是：超声检测仪内部具有一个超声脉冲波的发射源，在对混凝土进行检测时能够像混凝土内部发射出高频率的弹性脉冲声波，同时在超声检测仪中还设置有精度非常高的声波接收系统，这一系统能够准确地记录高频脉冲波在桩基混凝土内部的传播过程所展现出来的脉动特性。一般来说脉冲波的波动特性都是非常规律的，但是如果在混凝土内部存在不连续的截面或者损坏的截面时，混凝土内部的缺陷就会对脉冲波造成阻抗的影响，使得原本规律的脉冲波在到达该截面时会发生反射和投射，至使声波接收系统接收到的脉冲波呈现出不规律、能量偏低的特点。如果是混凝土内部存在着严重的蜂窝麻面、松散孔洞问题时，混凝土的破损部分会对脉冲波造成更大的影响，使得脉冲波发生更加明显的反射和投射。工作人员在使用超声检测仪时，根据声波接收系统所表现出来的声波的初始时间和接收时间、波形的变化、频率的变化以及声波能量的衰减特点等特点，能够计算出检测区域内混凝土的密实程度。一般在一个桩基结构构件上会检测不同的侧面以及不同的高度，根据不同区域内声波不同的特点，对这些数据加以分析就能够了解混凝土构件中存在缺陷的位置、大小以及具体是哪一种缺陷。混凝土是由水泥组成的胶凝材料，掺入了水、砂石以及一些外加剂，是一种多相非匀质体，因此超声波在正常的混凝土中传播时，它的传播速度是处在一定范围内的，如果在传播的过程中遇到了裂缝、断裂、密实度有差异或者夹泥等问题，声波就要选择一条没有缺陷的路径或者在传播速度更慢的介质中传播，那么在接收系统上就会看声波的传播时间加长，超声波的速度降低、声波的波幅降低、声波发生衰减并且波形就会出现改变。操作人员正是根据这些波形参数的变化，来对桥梁桩身混凝土的质量进行分析。

2 超声法在桥梁桩基混凝土检测中的应用

运用超声波法对混凝土进行检测时，首先要做好以下两点准备工作。首先操作人员要在混凝土构建中预埋声测管，一般对于桩径小于1.5米的桩基，要在桩内埋设三根声测管，而对于桩径大于1.5米的桩基，为了能够检测到每个部分，一般要在桩内设置四根声测管。声测管的材质一般采用金属的声测管，声测管之间用螺纹进行连接。在选择声测管的直径时，应当考虑大于换能器外部直径1.5厘米。操作人员在埋设声测管时应当和钢筋笼一起进行绑扎，在设置声测管的地方要采取封闭措施，而且声测管的管口要比桩基高30厘米并设置封口管，避免在灌注混凝土时有杂物进入声测管。在开始对桩基进行检测前，操作人员应当对超声检测仪进行检查，确定在通电后仪器能够正常使用。超声检测仪器主要包括换能器、声波检测仪以及显示系统。同时，操作人员还要记得对超声检测的延迟时间以及超声波传播时间的修正值进行检验。

在完成以上全部准备工作后才能够开始桩身的检测工程。首先，操作人员要在扶正器上安装好换能器以及用于接收换能器，随后将扶正器放置在预先设置在桩身中的声测管中，并且保证扶正器能够在声测管中自然地进行上升和下降。在开始检测之前，操作人员要对超声检测仪上的具体参数进行调整，从而让接收到的超声波信号具有比较高的信噪比，从而有效避免噪音的干扰，使得波幅能够更好地在显示器中展现出来。在对桩身进行检测时，要以0.2米或0.5米为检测单位，安排测点之间的间距，如果在检测的过程中发现某一部分所得到的超声波特性有很大变化，则应当在该点附近增加更多地测点，从而对混凝土缺陷更好地进行检测。与此同时，操作人员应注意尽可能地将发射换能器和接收换能器放置在同一高度的位置或者是相差高度为定值的位置，避免因高差的变化而对检测结果造成影响。在检测的过程中，一般是采用从声测管的下部逐渐向上进行检测，操作人员要密切关注在不同测点中超声波传播时间、声波频率、波幅等参数的变化，对于一些有异常特点的波形要迅速进行记录，随后对这一区域进行更多测点的测量，可以采用平测、斜测、扇形扫测或者双向斜测的方法进行检测。桩基中一般有很多根声测管，那么操作人员应当将两根声测管作为一组，对桩基混凝土的质量进行分组检测。

在检测完桩基内的每一根声测管之后，为了提高检测结果的准确性，操作人员要对桩基随即抽取，进行重复检测，一般在实际工程中重复检测的桩基数量应当控制在全部检测桩基的10%到20%之间。对于重复检测的结果，操作人员应当尽可能确保二者声波传播实践的相对标准差处于5%的范围之内，而声波波幅的相对标准差则处于10%的范围之内。如果同一根声测管的两组检测结果出现了较大出入，那么操作人员要及时对出现异常的区域进行重复检测，直到得到符合要求的数据为止，从而保证桩基混凝土质量检测的准确性。

3 运用超声法检测桩基混凝土时的注意要点

为了在超声波检测混凝土时取得准确的检测结果，操作人员在检测时应当注意以下要点：1）在埋设超声波声测管时要注意确保每个声测管都彼此相互平行而且对称，并确保探头能够在声测管之中顺畅地同时伸缩。对于桩径小于800毫米的桩基，要设置两根声测管；对于桩径大于1600毫米的桩基，要设置四根以上的声测管；而对桩基处于800-1600毫米之间的桩基，一般要设置三根声测管。2）在桩基混凝土浇筑并养护28天之后强度完全形成之后才对桩基混凝土进行检测。首先要对桩头位置进行开挖从而去掉桩头，将桩身表面打磨平整之后才能开始检测，可以借助在表面上加水泥砂浆来加强测面的平整。一般去桩头时要注意保护桩身内的声测管，同时避免杂物、残渣落入声测管内部，不能向声测管中注入水泥砂浆，以免后续探头无法伸入声测管中。3）在对超声波检测仪采集到的波形频谱进行分析时，操作人员要对各个声波频率分量的波形幅度进行分析，找出其中幅度最大的即为主频率。在对波形频谱进行分析时要对不同的波形长度进行截取，从而获得不同的频率曲线。同时，在对频谱曲线进行分析的时候，操作人员要将分辨率和漏波加入到考虑范围内，考虑这些因素对检测精度的影响，同时还要对叠加波形对检测精度的影响加以考虑。4）在监测的过程中，操作人员要尽可能一次性获得波形的频谱特性，在对测区进行宣策时要注意桥梁桩身测区选择的合理性，使其均匀地分布在桩身上，从而保证超声波频谱分析的准确性，尽可能地减少对频域准确性和时域准确性的影响。

总而言之，随着交通运输行业的发展，对桥梁工程施工质量的要求越来越高，而桥梁的桩基对于桥梁强度、稳定性有着非常重要的影响，因此在桩基施工完成之前对桩基混凝土的强度和密实程度进行检测是非常有必要的。运用超声波法对桩基混凝土进行检测，由于其运用的是桩身内的预埋声测管，因此不会对桩身造成影响，同时这种方法操作便捷、技术可靠，能够准确地反映出桩基混凝土的实际情况，能够帮助提高桩基混凝土检测的质量和效率。