公路桥梁超声法桩基完整性检测技术应用分析

科学合理的桩基检测方法是桩基工程的质量是否合格的保证。桩基的完整性是根据客观准确的检测数据来评价的。只有确保桩基的完整才能保证工程的质量。

一、桩基完整性检测的重要性

桩基工程是埋于地下的，比较隐蔽的工程，由于施工地地质条件复杂多变，不稳定的因素以及施工人员的操作技术不当，都有可能对桩基的完整性造成影响，如桩基出现缩颈、断裂、孔洞和断开等现象。这些都影响了桩基的完整和稳定，使桩基无法达到设计标准，承载力不够，桩基工程的质量达不到要求，就将对工程质量造成影响。因此，桩基完整性检测具有重要的意义。

二、常见的桩基完整性检测方法

桩基完整性检测的常见方法有单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验、单桩水平静载试验、钻心法、低应变法、高应变法和超声法。单桩竖向抗压静载试验，该方法主要测试桩身的变形和内力，以及桩侧桩端的阻力来确定单桩的竖向抗压承载力，以此判断竖向抗压承载力是否符合要求；单桩竖向抗拔静载试验，是通过测试桩身内力和变形，来测定桩的抗拔阻力，以确定竖向的抗拔承载力；单桩水平静载试验，同样是测试桩身的内力及变形，来测定单桩水平临界承载力，以此判断是否达到设计要求；钻心法，是检测桩基的长度、强度和沉渣厚度，从而来判定桩基的完整性；高、低应变法，均是检测桩基是否存在缺陷以及确定缺陷的位置；超声法，能够检测桩基的缺陷和缺陷的位置，进而判定桩身完整性的类别。这里主要介绍超声法检测技术。

三、超声法桩基完整性检测技术的应用 （一）超声法及检测原理

超声法，即超声波透射法，是桩基完整性检测的常用方法之一，用于桩基工程的质量控制。该方法具有高灵敏度，穿透行强，检测速度较快，准确和自动检测的特点，能够检验极厚的部件、确定缺陷位置并估计缺陷大小。

该方法的检测原理是：通过在桩基预埋竖向声测管，管内充满清水作为声耦合剂，将超声波脉冲发射换能器和接收换能器置于声测管同一水平高度，分开放置，在检测时，同步移动，发射换能器发射的超声波脉冲通过桩基混凝土到达接

收换能器，当桩基存在缺陷时，接收的波形将产生变化，在对接收的波进行频率、波幅、波形和首波达到的时间等进行分析后，判断缺陷的位置和大小。

（二）检测方法和步骤

根据桩基直径的大小选择预埋声测管的数量，一般情况下0.6-1.0米时，埋双管；1.0-2.5米时，埋三管；2.5米以上时埋四管。选用合适的声波透射检测仪，深度编码器、探头和电缆等设备。在接收发射换能器转好后，会置于声测管内，保证仪器能够顺利提升和下降。然后进行现场检测，对获得的检测数据利用计算机进行处理，通过测试结果来检测桩基是否完整。

（三）桩基完整性判别标准

利用超声法进行桩基完整性的检测，桩基的完整性一般有四种类型。 第一类，桩基完整。完整即是桩基的各个测剖面的声学参数都没有异常，无声速低于低限值异常。

第二类，桩基存在微小缺陷，但不影响桩基的结构和承载力。微小的缺陷在于某一个检测剖面的个别监测点的声学参数存在异常，但无声速低于低限值异常。

第三类，桩基具有明显缺陷，影响了桩基结构与承载力。桩基的明显缺陷有一下几个方面，一是某一个剖面的连续多个检测点的声学参数存在异常；二是两个或两个以上检测剖面在同一个深度的检测点的声学参数存在异常；三是局部的混凝土声速存在低于低限值异常。

第四类，桩基严重缺陷。主要表现在某一个剖面的连续多个检测点的声学参数存在异常；二是两个或两个以上检测剖面在同一个深度的检测点的声学参数存在异常；桩基混凝土声速存在低于低限值异常，或者无法检测到首波、声速接收到的信号畸变等。

（四）声学参数与缺陷的关系假设

声学参数的变化和波形的变化反映的是桩基内部存在的缺陷，声学参数与缺陷的关系假设有如下几个方面：

首先，桩基混凝土离析会造成砂浆减少而骨料堆积，砂浆的声速低于骨料，但卻缺陷处的声速于正常剖面没有较大的差别，反而是声波界面的增加降低了波幅；而砂浆多的地方，波速降低，波幅无明显变化。

其次，混凝土的缩径、夹砂或夹泥，使该缺陷处的声速和波幅都降低，这时可采用斜测或者扇测的方法来确定缩径、夹砂或夹泥缺陷的大小与位置。

再次，如果距桩底一段距离的波速与波幅明显下降，表明桩底存在沉渣， 而沉渣的厚度和成分都影响了波速和波幅的下降范围。 四、检测实例分析

广东佛山某桥梁与路基工程，主线桥梁长度为604米，桥梁基础为钻孔灌注桩与预应力砼管桩。工程完工后，根据各桥梁桩基的分布与特征，主要采用超声法对桩基的完整性，检测桩基是否存在缺陷以及缺陷的位置。

（一）检测依据

根据市政基础设施《监理工程师通知单》的要求和城乡建设委员会发布《关于建筑工程地基基础检测工作的通知》的规定，并结合施工图对该段桥梁桩基完整性检测方案进行修订，作为进行检测的依据。

对于桩径超过1.5米的承台下桩基采用超声法进行抽检，抽检数量占该承台下桩总数的30%以上，且不少于1根；桩径小于1.5米的桩基采用超声法法抽检，抽检数量应占总数30%以上，且不少于20根。

检测目的：对混凝土灌注桩完整性进行检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置，需对其进行超声波透射法检测。

（二）检测步骤

第一步，安装声测管。根据《建筑基桩检测技术规范》和有关规定，对所有的桩基埋设下端封闭外径为3Φ50，厚度为2.5毫米的钢管，并在上端加盖，埋三根管。声测管牢固捆扎在钢筋笼内侧，管顶盖于地面10厘米，管之间相互平行并且与地面垂直，并疏通声测管。

第二步，仪器检测。桩基完整性的超声法检测仪器选用ST01D型智能数字声波检测仪，双孔式径向换能器（Φ32毫米/40kHz）。经空气声速测量校验，该仪器零声时t0=12.5μ。

第三步，安装检测仪并进行检测。 （三）检测结果

这里主要介绍检测的两个结果。桩基1和桩基2，桩基1的长度为48米，桩基2的长度为56米，两桩的桩径均为1.5米。均埋设三管。对两桩基三个剖面的检测结果为，桩基1的声速离散系数均小于5%，三个剖面无异常，桩基完整。桩基2在4.0-4.8米处存在声学参数的异常，该范围的波速、波幅下降；并且三个剖面距桩底1米处也存在声学参数的异常，波速和波幅下降；并且埋设的声测管不平行。因此，桩基检测结果判定桩1为第一类桩，桩2为第二类桩。

（四）检测中应注意的问题

在进行超声法桩基完整性检测时，需要对检测过程中接收信号的丢失、检测设备发生故障、信号发射不正常和桩头部位检测异常的情况进行及时判别，并采取积极的修复和补救措施。

结束语

桩基完整性检测在保证桩基工程中具有十分重要的作用，采用合适的桩基完整性检测方法，可以获得科学准确的检测数据，实现对桩基完整性的准确判定，及时发现桩基存在的缺陷和位置，采取相应的措施，保证桩基工程的质量。

参考文献

[1] 王恩华，江俐敏，王智德等.超声波透射法在桩基完整性检测中的应用[J].城市建设理论研究，2014，（11）

[2] 冯瑾.关于桩基完整性的检测探讨[J].黑龙江科技信息，2011，（18）