工程地质方面的论文声波透射法在基桩检测中的影响因素

　　探头发射的声波会在发射点和接收点之间形成复杂的声场，声波将分别沿不同的路径传播，最终到达接收点。其走时都不尽相同。但在所有的传播路径中总有一条路径，声波走时最短，接收探头接收到该声波时，形成信号波形的初始起跳，一般称为“初至”，当桩身完好时，可认为这条路径就是发射探头和接收探头的直线距离，是已知量;而初至对应的声时扣去声波在测管、水之间的传播时间以及仪器系统延迟时间，可得声波在两测管间混凝土介质中传播的实际声时，并由此可计算出所对应的声速。

　　当桩身存在断裂、离析等缺陷时，破坏了混凝土介质的连续性，使声波的传播路径复杂化，声波将透过或绕过缺陷传播，其传播路径大于直线距离，引起声时的延长，而由此算出的波速将降低。另外，由于空气和水的声阻抗远小于混凝土的声阻抗，声波在混凝土中传播过程中，遇到蜂窝、空洞或裂缝等缺陷时，在缺陷界面发生反射和散射，声能衰减，因此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小。再者，透过或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。综上所述，当桩身某一段存在缺陷时，接收到的声波信号会出现波速降低、振幅减少、波形畸变、接收信号主频发生变化等特征。

　　超声波透射法桩基检测就是根据混凝土声学参数测量值的相对变化，分析、判别其缺陷的位置和范围，评定桩基混凝土质量类别。

　　三、声测管埋设遇到有关问题及解决方法

　　1.声测管变形、堵管问题：

　　(一)声测管接头或管口、管底密封不严，在施工过程中有漏浆造成此类问题出现。

　　(二)声测管在安装、灌注过程中因钢筋笼扭曲或碰撞使声测管接头错位、变形或管壁变形。出现这种情况主要原因是选用薄壁的钢质波纹管造成的。

　　声测管变形堵管给检测工作带来了很多的困难，甚至无法进行检测。出现这几种情况时，短桩等满足低应变检测条件的可以采用低应变法，结合有效的声测检测范围和工程资料判断桩身完整性。无法满足低应变法检测条件或出现异常情况下就需要结合其他的检测方法来判断桩身完整性。这就给工程带来的不但是经济上的损失，还会影响施工进程。声测管变形、堵管有时还会损坏检测仪器，影响检测单位的工作。声测管管材的选取对这种情况的影响很大。为了节省声测管的费用，采用壁厚不到1mm的钢质波纹管作为声测管，但这种管在安装、施工过程中不易保护，容易造成声测管变形、堵管。解决这个问题的最佳方法是采用管壁厚度在3mm以上的钢管作为声测管;同时现在的径向换能器直径多在30mm左右，钢管的内径应满足43-60mm的规范要求;还应当注意声测管安装、施工过程中的工艺方法和做好施工人员对声测管的保护工作;检测工作前对声测管进行探测，可以处理得堵管现象应及时导通，保证声测管在检测时是通畅的。

　　2.声测管连接问题

　　声测管连接宜采用螺栓连接;考虑到声测管安装难度和工作效率，通常采用焊接的连接方式：焊接方式有两种套筒焊接和对接焊接。焊接出现的问题有焊渣、毛刺等凸出物。采用钢质波纹管作为声测管时，因不便采用螺栓连接和焊接方式，常采用橡胶套连接，即用6-10cm长橡胶套套接两声侧管接口;保证声测管连接不出现问题。

　　3.声测管斜管问题

　　声测管在放置过程中有可能因为固定不牢固，致使很难放置平行;可能造成声测管严重倾斜、弯折、翘曲，使同一剖面内各测点的测距发生很大的差异;声测管的放置一定要固定牢固。

　　四、声波透射法在基桩检测应用中的影响因素

　　在基桩的声波透射法检测的过程中，为准确获取超声波在混凝土中传播的三个声学参量，并以之判定基桩的桩身质量，检测人员除了要掌握扎实的理论基础知识和熟练的检测操作技术外，还应该了解影响三个声学参量测量的有关因素，这样就可以在检测和数据分析处理中，把这些影响因素顺便排除掉。

　　1.声测管的影响，苏州新区某项目声波透射法检测时发现，大量桩在桩顶以下6m范围内声时、波幅、波形严重异常，按正常的施工水平判断出现大范围缺陷的可能性不大。经多方查找原因，后来发现声测管内有较厚油污，经了解该批声测管进货时厂家在管内涂防锈油过多，灌水后油在声测管上部积聚，严重干扰声波检测。后要求施工单位采用钢筋前端绑扎布对声测管进行清管处理，并重新置换干净清水后复测，结果声时、波幅、波形均正常。另外有时基桩成桩后由于各种原因没能及时进行检测，导致声测管锈蚀严重，铁锈对声波透射法的声时、波幅、波形均有严重干扰，甚至无法接收到波形。

　　2.声测管管接头的影响，中长桩通常要几节管子才能连接起来，通长到桩底，两管之间接头有采用短管节套焊接而成的，也有采用螺纹连接的。不论采用何种连接方法，进行超声检测时，若换能器正好处在两管接头之处时，有可能会造成声时增大，即声速降低，首波波幅明显下降的现象。因此在分析检测数据时，若深度―波速、深度―波幅曲线上出现有规律等间距的突变时，应考虑是否是管接头的影响，可根据声测管安装的施工记录辅助判断。

　　3.声测管弯曲的影响，声测管弯曲导致测距增大或减小，使正常混凝土的声时有可能超判据，此时应结合波幅与波形进行综合分析，一般情况下声波穿过的仍是均匀的混凝土，声测管弯曲对对波幅影响不大，波形仍保持正常，此时不应判为缺陷。但当声测管严重弯曲时，测距越来越小，缺陷处的声时有可能比测距较大处的声时小得多，在此处测线有可能不会超标，但仍需判为缺陷。

　　4.泥浆比重过大的影响，当泥浆比重过大时，在声测管周围局部会附着一薄层泥皮，两声测管之间发射换能器发射的声波将穿过泥皮，声波通过低声速介质，当泥皮较薄时，对声速影响不显著;当泥皮较厚时，将使声速严重降低、首波波幅大幅下降、波形畸变严重，声波现象就不能完全的展现出来。一般情况下，当某根声测管外包有泥皮时，与该声测管有关的剖面相应部位处声学参数均有异常，通过斜测法就可以判断泥皮的影响范围。

　　五、结束语

　　通过对声波透射法在基桩检测中的影响因素的相关研究，我们可以发现，该项检测方法能够取得十分理想的效果。有关人员应该从建筑工程桩基施工的客观实际出发，研究制定最为优化合理的声波透射法检测技术方案。

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