聲波透射法在樁基檢測中的應用探析
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發(fā)布時間：2019-12-25
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樁基施工是關系到建設工程整體質量的重要施工環(huán)節(jié)，而當今建筑工程伴隨無損檢測技術的應用與推廣，為保證樁基施工質量奠定了堅實的基礎，作為無損檢測技術中應用最為廣泛的聲波透射法，則為工程建設環(huán)節(jié)中確保樁基質量提供了前提條件。因此，為了使我國建設工程質量得到有效保障，對聲波透射法在樁基檢測中的應用進行探析顯得尤為重要。
一、聲波透射法檢測樁基質量的原理
（一）聲波在混凝土中的傳遞特點
由于蘊含多種材料的復合成分是混凝土主要特征，使得混凝土內(nèi)部結構相較于一般建設材料要稍顯復雜，對混凝土工程質量檢測帶來了一定的難度，就算是聲波透射法在混凝土結構的檢測中也會產(chǎn)生多種結果，并會因遭受復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中可以發(fā)揮積極功效，應選用低頻聲波作為檢測主要形式，確保聲波在混凝土內(nèi)傳播可以被準確接收。此外，通過對聲波透射法日常運用情況總結可知，由于低頻聲波具有擴散角度大且波長較長等特點，遭遇混凝土內(nèi)多界面就會出現(xiàn)較多的反射與折射，且大量低頻聲波在折射與反射過程中會出現(xiàn)疊加與互相干擾現(xiàn)象，使得進入混凝土內(nèi)的聲波指向性較差。
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為了使聲波檢測可以在混凝土結構內(nèi)發(fā)揮最大功效，針對樁基質量檢測時，當今建設工程通常采用脈沖聲波作為混凝土檢測主要聲波形式。因為，脈沖聲波具有重復間斷發(fā)射、聲波發(fā)射持續(xù)時間較短等間歇式聲波特點，所以具有單頻聲波不具備復雜性，會使檢測科學有效性得以提升。雖然，采用脈沖聲波檢測的聲波透射法因具有一定復雜性，可提高檢測效率，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，因此會導致散頻結果，這就容易因混凝土結構距離較長而產(chǎn)生波頻的畸變，影響聲波對混凝土結構的檢測質量。
（三）聲波透射法檢測技術
在當今建設工程中聲波透射法針對樁基工程的檢測主要可從三個方面進行分析：一是樁外孔透射法。采用樁外孔透射法主要針對樁基在已經(jīng)完成上部結構、檢測管道設置完畢基礎上，對樁基施工質量進行檢測。為了使狀態(tài)檢測技術可以有效落實檢測目的，檢測孔道應緊貼混凝土樁基外側，并選在對樁基結構、安全性以及整體建設質量不會造成影響的部位落實檢測孔道具體位置。由于當樁外孔透射法在樁基內(nèi)開始工作時會出現(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)混凝結構內(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?；炷临|量可通過這種樁外孔透射法完全檢測出來。然而，樁外孔檢測技術由于受到檢測長度以及檢測儀器頻率影響，并無法對全部樁基結構進行檢測，只能對樁基斷樁以及夾層情況進行判斷。
二是樁內(nèi)單孔透射法。當建設工程內(nèi)樁基有且只有一個孔道進行質量檢測時，則可采用樁內(nèi)單孔透射法，并主要作為樁基質量檢測補充手段，應用在樁基鉆芯取樣結束后，為了確保樁基質量而做出的進一步質量檢測。將檢測設備與監(jiān)測對象利用隔聲材料進行隔離，經(jīng)孔內(nèi)放置聲波通過換能器通過耦合水進入混凝土樁基內(nèi)，并通過聲波的滑動以及在混凝土結構的反射、折射等多種聲學參數(shù)，為質量檢測提供有力依據(jù)。由于樁內(nèi)單孔透射法相較于跨孔聲波檢測法復雜性更強、聲波數(shù)據(jù)獲取量更豐富，因此在應用這種檢測方法時應同時應用信號分析技術，使得檢測所得聲波信號可以更具科學性。
三是樁內(nèi)跨孔透射法。將樁基內(nèi)預留兩根以及兩根以上的聲測管，以便接收換能器和發(fā)射換能器可合理分開布設。在對混凝土樁基進行檢測時，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收集整理，最終得出有關樁基質量的現(xiàn)實數(shù)據(jù)以及相關參數(shù)。樁內(nèi)跨孔透射法并無法對樁基全部結構質量進行檢查，檢測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、扇形掃射檢測以及平面檢測等形式。
總結
通過探析以上幾種應用較為廣泛的樁基質量檢測聲波投射法，可以發(fā)現(xiàn)樁內(nèi)跨孔檢測技術相對成熟、可靠且實用性強，值得在當今建筑工程中應用并推廣，而為了使該項檢測技術可以發(fā)揮更好的作用，在對混凝土樁基進行檢測前，應確保聲測管位置設置合理，使得聲波信號接收更加全面、科學且具有質量分析價值。
二、聲波透射檢測樁基質量數(shù)據(jù)處理
首先，關于聲波透射檢測樁基質量處理中的聲速分析。由于聲速大小與介質密度關系密切，而樁基為了保證自身質量，在建設時不僅要保證混凝土所使用的材料屬于同一種型號，且對建筑材料配比要求也較為嚴格，使得聲波在樁基內(nèi)并不會受到混凝土介質較大的影響，因此聲速在樁基內(nèi)部并不會出現(xiàn)較大波動。可見，針對樁基質量單純采用聲波聲速變動進行分析，并無法得出科學有效的結論，只能作為參考指標合理應用。
其次，關于聲波透射檢測樁基質量處理中的波幅分析。在對樁基質量進行檢測時，接收波首波波幅變化情況是分析混凝土樁基質量的主要依據(jù)，同聲速相比波幅在混凝土內(nèi)運動過程所表現(xiàn)出來的變動更為明顯，而接收數(shù)據(jù)穩(wěn)定性相較于聲速來講要稍差一些。這是由于獲取波幅數(shù)據(jù)需要保證接收儀器質量、耦合狀態(tài)良好以及測量樁長在既定范圍等多種客觀因素均保持在良性運行范疇，一旦有些因素出現(xiàn)質量偏差將直接影響波幅接收結果，并影響樁基質量判定正確性。分析波幅是否可以正常反應混凝土樁基質量的依據(jù)為，當波幅變化與樁基內(nèi)部結構分布吻合，則表明波幅信息科學合理，可以正確反應混凝土質量。雖然，在使用聲波透射檢測法對樁基質量進行檢測時，波幅對混凝土質量反應較為敏感，但是總結樁基質量情況時，仍應結合多種聲學指標、數(shù)據(jù)變化進行綜合分析，確保樁基質量符合工程實際需求。
最后，關于聲波透射檢測樁基質量處理中主頻判據(jù)的分析。當聲波作用在樁基內(nèi)時，會出現(xiàn)一系列的反射與折射現(xiàn)象，使得聲波在運動過程中接收主頻會出現(xiàn)漂移而產(chǎn)生衰減現(xiàn)象，而主頻衰減程度與樁基內(nèi)部質量有直接關系，因此主頻衰減現(xiàn)象可成為混凝土質量分析的主要依據(jù)及評價標準，即聲波主頻衰減越明顯，則混凝土質量越差。此外，介于主頻數(shù)據(jù)相較于波幅數(shù)據(jù)獲取來講穩(wěn)定性稍差，因此在對樁基進行質量檢測時主頻數(shù)據(jù)可作為波幅變動分析的主要依據(jù)，而不能獨立成為質量分析憑據(jù)。
綜上所述，在建筑工程中樁基質量直接影響整個工程的質量，因此采用聲波透射法對樁基質量進行檢測，成為避免樁基質量消極影響的常用方法。通過在樁基內(nèi)設置聲測管，利用聲波接收器與發(fā)射器對樁基結構內(nèi)質量情況，經(jīng)過聲波變化情況進行客觀反映，加之相關技術人員對波幅、頻率以及主頻進行科學分析形成質量判據(jù)，從而得出樁基質量最終結論以及科學評論，將有效保證樁基混凝土質量符合工程建設標準。此外，聲波透射法樁基質量檢測技術作為當今無損檢測中相對先進的新型技術形式，具有操作便捷、檢測精準度高、不受樁基個體限制以及檢測工作效率高等優(yōu)勢，加之我國科學技術的不斷發(fā)展，使得該項技術應用與創(chuàng)新前景極大，在保障工程質量的同時，可以使建筑企業(yè)獲取更高經(jīng)濟效益。
