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聲波透射法在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用探析

來(lái)源：admin 發(fā)布時(shí)間：2019-12-25 瀏覽量：3594

　　樁基施工是關(guān)系到建設(shè)工程整體質(zhì)量的重要施工環(huán)節(jié)，而當(dāng)今建筑工程伴隨無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與推廣，為保證樁基施工質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，作為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的聲波透射法，則為工程建設(shè)環(huán)節(jié)中確保樁基質(zhì)量提供了前提條件。因此，為了使我國(guó)建設(shè)工程質(zhì)量得到有效保障，對(duì)聲波透射法在樁基檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行探析顯得尤為重要。

　　一、聲波透射法檢測(cè)樁基質(zhì)量的原理

　?。ㄒ唬┞暡ㄔ诨炷林械膫鬟f特點(diǎn)

　　由于蘊(yùn)含多種材料的復(fù)合成分是混凝土主要特征，使得混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)相較于一般建設(shè)材料要稍顯復(fù)雜，對(duì)混凝土工程質(zhì)量檢測(cè)帶來(lái)了一定的難度，就算是聲波透射法在混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)中也會(huì)產(chǎn)生多種結(jié)果，并會(huì)因遭受復(fù)雜界面多重反射而出現(xiàn)聲波散射等情況，而聲波散射情況同混凝土骨料多少成正比。因此，為了使聲波透射法在混凝土檢測(cè)中可以發(fā)揮積極功效，應(yīng)選用低頻聲波作為檢測(cè)主要形式，確保聲波在混凝土內(nèi)傳播可以被準(zhǔn)確接收。此外，通過(guò)對(duì)聲波透射法日常運(yùn)用情況總結(jié)可知，由于低頻聲波具有擴(kuò)散角度大且波長(zhǎng)較長(zhǎng)等特點(diǎn)，遭遇混凝土內(nèi)多界面就會(huì)出現(xiàn)較多的反射與折射，且大量低頻聲波在折射與反射過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)疊加與互相干擾現(xiàn)象，使得進(jìn)入混凝土內(nèi)的聲波指向性較差。

　?。ǘ┗炷谅暡ㄍ干浞z測(cè)中的聲波

　　為了使聲波檢測(cè)可以在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)揮最大功效，針對(duì)樁基質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，當(dāng)今建設(shè)工程通常采用脈沖聲波作為混凝土檢測(cè)主要聲波形式。因?yàn)?，脈沖聲波具有重復(fù)間斷發(fā)射、聲波發(fā)射持續(xù)時(shí)間較短等間歇式聲波特點(diǎn)，所以具有單頻聲波不具備復(fù)雜性，會(huì)使檢測(cè)科學(xué)有效性得以提升。雖然，采用脈沖聲波檢測(cè)的聲波透射法因具有一定復(fù)雜性，可提高檢測(cè)效率，但是混凝土內(nèi)脈沖聲波中的余弦波因傳播速度各有不同，因此會(huì)導(dǎo)致散頻結(jié)果，這就容易因混凝土結(jié)構(gòu)距離較長(zhǎng)而產(chǎn)生波頻的畸變，影響聲波對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)質(zhì)量。

　?。ㄈ┞暡ㄍ干浞z測(cè)技術(shù)

　　在當(dāng)今建設(shè)工程中聲波透射法針對(duì)樁基工程的檢測(cè)主要可從三個(gè)方面進(jìn)行分析：一是樁外孔透射法。采用樁外孔透射法主要針對(duì)樁基在已經(jīng)完成上部結(jié)構(gòu)、檢測(cè)管道設(shè)置完畢基礎(chǔ)上，對(duì)樁基施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。為了使?fàn)顟B(tài)檢測(cè)技術(shù)可以有效落實(shí)檢測(cè)目的，檢測(cè)孔道應(yīng)緊貼混凝土樁基外側(cè)，并選在對(duì)樁基結(jié)構(gòu)、安全性以及整體建設(shè)質(zhì)量不會(huì)造成影響的部位落實(shí)檢測(cè)孔道具體位置。由于當(dāng)樁外孔透射法在樁基內(nèi)開(kāi)始工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)土層內(nèi)聲波衰減速度較快的現(xiàn)象，因此需要放置功率較大的平面換能器在樁頂位置，使得樁外孔透射法的聲波經(jīng)混凝結(jié)構(gòu)內(nèi)土從上到下采用緩慢發(fā)出形式，將耦合水作用信息完全接收，確保混凝土質(zhì)量可通過(guò)這種樁外孔透射法完全檢測(cè)出來(lái)。然而，樁外孔檢測(cè)技術(shù)由于受到檢測(cè)長(zhǎng)度以及檢測(cè)儀器頻率影響，并無(wú)法對(duì)全部樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，只能對(duì)樁基斷樁以及夾層情況進(jìn)行判斷。

　　二是樁內(nèi)單孔透射法。當(dāng)建設(shè)工程內(nèi)樁基有且只有一個(gè)孔道進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，則可采用樁內(nèi)單孔透射法，并主要作為樁基質(zhì)量檢測(cè)補(bǔ)充手段，應(yīng)用在樁基鉆芯取樣結(jié)束后，為了確保樁基質(zhì)量而做出的進(jìn)一步質(zhì)量檢測(cè)。將檢測(cè)設(shè)備與監(jiān)測(cè)對(duì)象利用隔聲材料進(jìn)行隔離，經(jīng)孔內(nèi)放置聲波通過(guò)換能器通過(guò)耦合水進(jìn)入混凝土樁基內(nèi)，并通過(guò)聲波的滑動(dòng)以及在混凝土結(jié)構(gòu)的反射、折射等多種聲學(xué)參數(shù)，為質(zhì)量檢測(cè)提供有力依據(jù)。由于樁內(nèi)單孔透射法相較于跨孔聲波檢測(cè)法復(fù)雜性更強(qiáng)、聲波數(shù)據(jù)獲取量更豐富，因此在應(yīng)用這種檢測(cè)方法時(shí)應(yīng)同時(shí)應(yīng)用信號(hào)分析技術(shù)，使得檢測(cè)所得聲波信號(hào)可以更具科學(xué)性。

　　三是樁內(nèi)跨孔透射法。將樁基內(nèi)預(yù)留兩根以及兩根以上的聲測(cè)管，以便接收換能器和發(fā)射換能器可合理分開(kāi)布設(shè)。在對(duì)混凝土樁基進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)射換能器發(fā)出聲波穿透混凝土樁基，并由接收換能器將聲波信號(hào)收集整理，最終得出有關(guān)樁基質(zhì)量的現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)以及相關(guān)參數(shù)。樁內(nèi)跨孔透射法并無(wú)法對(duì)樁基全部結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢測(cè)范圍只圍繞在聲波接收換能器和發(fā)射換能器輻射范圍內(nèi)，而接收換能器和發(fā)射換能器位置性差異，將樁內(nèi)跨孔透射法分為斜測(cè)、扇形掃射檢測(cè)以及平面檢測(cè)等形式。

　　總結(jié)

　　通過(guò)探析以上幾種應(yīng)用較為廣泛的樁基質(zhì)量檢測(cè)聲波投射法，可以發(fā)現(xiàn)樁內(nèi)跨孔檢測(cè)技術(shù)相對(duì)成熟、可靠且實(shí)用性強(qiáng)，值得在當(dāng)今建筑工程中應(yīng)用并推廣，而為了使該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)可以發(fā)揮更好的作用，在對(duì)混凝土樁基進(jìn)行檢測(cè)前，應(yīng)確保聲測(cè)管位置設(shè)置合理，使得聲波信號(hào)接收更加全面、科學(xué)且具有質(zhì)量分析價(jià)值。

二、聲波透射檢測(cè)樁基質(zhì)量數(shù)據(jù)處理

　　首先，關(guān)于聲波透射檢測(cè)樁基質(zhì)量處理中的聲速分析。由于聲速大小與介質(zhì)密度關(guān)系密切，而樁基為了保證自身質(zhì)量，在建設(shè)時(shí)不僅要保證混凝土所使用的材料屬于同一種型號(hào)，且對(duì)建筑材料配比要求也較為嚴(yán)格，使得聲波在樁基內(nèi)并不會(huì)受到混凝土介質(zhì)較大的影響，因此聲速在樁基內(nèi)部并不會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)?？梢?jiàn)，針對(duì)樁基質(zhì)量單純采用聲波聲速變動(dòng)進(jìn)行分析，并無(wú)法得出科學(xué)有效的結(jié)論，只能作為參考指標(biāo)合理應(yīng)用。

　　其次，關(guān)于聲波透射檢測(cè)樁基質(zhì)量處理中的波幅分析。在對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，接收波首波波幅變化情況是分析混凝土樁基質(zhì)量的主要依據(jù)，同聲速相比波幅在混凝土內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所表現(xiàn)出來(lái)的變動(dòng)更為明顯，而接收數(shù)據(jù)穩(wěn)定性相較于聲速來(lái)講要稍差一些。這是由于獲取波幅數(shù)據(jù)需要保證接收儀器質(zhì)量、耦合狀態(tài)良好以及測(cè)量樁長(zhǎng)在既定范圍等多種客觀因素均保持在良性運(yùn)行范疇，一旦有些因素出現(xiàn)質(zhì)量偏差將直接影響波幅接收結(jié)果，并影響樁基質(zhì)量判定正確性。分析波幅是否可以正常反應(yīng)混凝土樁基質(zhì)量的依據(jù)為，當(dāng)波幅變化與樁基內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布吻合，則表明波幅信息科學(xué)合理，可以正確反應(yīng)混凝土質(zhì)量。雖然，在使用聲波透射檢測(cè)法對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，波幅對(duì)混凝土質(zhì)量反應(yīng)較為敏感，但是總結(jié)樁基質(zhì)量情況時(shí)，仍應(yīng)結(jié)合多種聲學(xué)指標(biāo)、數(shù)據(jù)變化進(jìn)行綜合分析，確保樁基質(zhì)量符合工程實(shí)際需求。

　　最后，關(guān)于聲波透射檢測(cè)樁基質(zhì)量處理中主頻判據(jù)的分析。當(dāng)聲波作用在樁基內(nèi)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一系列的反射與折射現(xiàn)象，使得聲波在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中接收主頻會(huì)出現(xiàn)漂移而產(chǎn)生衰減現(xiàn)象，而主頻衰減程度與樁基內(nèi)部質(zhì)量有直接關(guān)系，因此主頻衰減現(xiàn)象可成為混凝土質(zhì)量分析的主要依據(jù)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即聲波主頻衰減越明顯，則混凝土質(zhì)量越差。此外，介于主頻數(shù)據(jù)相較于波幅數(shù)據(jù)獲取來(lái)講穩(wěn)定性稍差，因此在對(duì)樁基進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)主頻數(shù)據(jù)可作為波幅變動(dòng)分析的主要依據(jù)，而不能獨(dú)立成為質(zhì)量分析憑據(jù)。

　　綜上所述，在建筑工程中樁基質(zhì)量直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量，因此采用聲波透射法對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，成為避免樁基質(zhì)量消極影響的常用方法。通過(guò)在樁基內(nèi)設(shè)置聲測(cè)管，利用聲波接收器與發(fā)射器對(duì)樁基結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)量情況，經(jīng)過(guò)聲波變化情況進(jìn)行客觀反映，加之相關(guān)技術(shù)人員對(duì)波幅、頻率以及主頻進(jìn)行科學(xué)分析形成質(zhì)量判據(jù)，從而得出樁基質(zhì)量最終結(jié)論以及科學(xué)評(píng)論，將有效保證樁基混凝土質(zhì)量符合工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，聲波透射法樁基質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)作為當(dāng)今無(wú)損檢測(cè)中相對(duì)先進(jìn)的新型技術(shù)形式，具有操作便捷、檢測(cè)精準(zhǔn)度高、不受樁基個(gè)體限制以及檢測(cè)工作效率高等優(yōu)勢(shì)，加之我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新前景極大，在保障工程質(zhì)量的同時(shí)，可以使建筑企業(yè)獲取更高經(jīng)濟(jì)效益。

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