超聲波透射檢測技術(shù)在建筑樁基檢測中的運用研究

超聲波透射檢測技術(shù)在建筑樁基檢測中的運用研究

Summary：文章闡述了超聲波透射測量技術(shù)的應(yīng)用原理和具體過程，并通過工程實例加以研究，發(fā)現(xiàn)采用超聲波透射檢測技術(shù)可以增加檢測結(jié)果的可靠性和準確性，并進一步提出了完善檢測工作的相關(guān)策略，以供借鑒。Keys：超聲波透射；檢測；樁基1建筑工程樁基檢測的具體內(nèi)容1.1樁基承載力檢測在進行建筑工程樁基檢測工作時，檢測人員首先要測試樁基的承載力，通?？梢愿鶕?jù)靜承載力試驗或所有動載荷試驗的數(shù)據(jù)及信息的比較，得到樁基的承載力數(shù)據(jù)信息。事實上，與其他試驗方法相比，靜態(tài)承載力試驗在較慢的速度下可增加承載力，因此可以獲得最接近具體工程項目的加載速度。1.2樁基控制質(zhì)量檢驗在進行建筑工程樁基檢測工作時，檢測人員還應(yīng)檢查樁的質(zhì)量，包括樁孔的平整度、沉積物的厚度、深度和直徑。樁孔位置會同時影響樁基的承載力及其對建筑施工的約束利用。樁孔散布不充分，將造成建筑結(jié)構(gòu)承載力不均，影響所有工程的結(jié)構(gòu)。施工人員進行質(zhì)量深度檢查的重點是：考察深度是否均勻，每個孔的高度是否能穩(wěn)定土層；檢查孔的平面度是否符合要求，防止住房建設(shè)項目結(jié)構(gòu)異常改造問題。在進行殘渣檢查的過程中，如果殘渣過厚，則會降低樁基的整體厚度，影響樁的物理性能；如果樁孔過小，則會降低樁的摩擦力，導(dǎo)致樁的整體承載力下降。1.3樁基一致性檢查建筑工程樁基的一致性檢查是控制樁基質(zhì)量最重要的技術(shù)手段之一，可協(xié)助施工隊盡快找到對策解決或彌補，以協(xié)助施工方盡可能防止各種安全隱患。該檢查利用儀器對各種機械設(shè)備進行精確測量，對得到的檢測結(jié)果進行邏輯分析，從而保證樁基施工質(zhì)量。一般規(guī)格型號的水泥混凝土內(nèi)部可傳播的聲波頻率范圍是有限的。當傳輸路徑遇到水泥混凝土的缺陷，如水泥混凝土裂縫和密實度變化時，通常會影響聲頻或傳播速度減慢，或出現(xiàn)聲頻迂回，或檢測聲頻衰減系數(shù)。根據(jù)這種情況，技術(shù)人員可以對水泥混凝土進行試驗，使用聲波頻率和波速的時間來檢查波形的變化。根據(jù)相關(guān)的試驗，技術(shù)人員可以獲得主要參數(shù)數(shù)據(jù)信息，從而對深部設(shè)備的水泥混凝土質(zhì)量進行分析。2超聲波法檢測原理基于超聲波在阻抗差異明顯的介質(zhì)界面處反射原理，當混凝土內(nèi)部存在分層脫空或空洞等內(nèi)部缺陷時，超聲波信號會在缺陷界面處反射，根據(jù)已知的超聲波波速和傳播時間，可計算反射面的位置，綜合分析反射信號的能量幅值，進而實現(xiàn)混凝土內(nèi)部缺陷識別。通過主動式干點接觸傳感器接頭內(nèi)部的獨立脈沖–接受通道進行超聲波檢測，當1個傳感器接頭發(fā)射超聲波后通過其余傳感器接頭接收反射波數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過True-3D斷層掃描呈現(xiàn)到儀器上，最終利用分析軟件INTROVIEW將多點檢測的數(shù)據(jù)進行3D成像。超聲波透射方法能夠利用聲波的有效傳輸來滿足人們對信息的傳遞和反饋需要。將超聲波透射方法應(yīng)用到建筑樁基檢測工作中，能夠在了解建筑樁基材料本身性能以及堅韌程度等方面內(nèi)容的前提下，借助聲波本身具有的高頻率和高速度等特點，對材料的性能和效果進行真實的反映。在應(yīng)用這種技術(shù)對建筑樁基進行檢測的過程中，不僅能對建筑本身的結(jié)構(gòu)情況進行詳細的了解，還能更加準確地發(fā)現(xiàn)樁基存在問題的具體部位。因而從這一方面來說，應(yīng)用超聲波透射檢測技術(shù)能夠有效對樁身的完整性、整體質(zhì)量和結(jié)構(gòu)強度等方面的性能進行詳細的檢測，也能夠保證檢測結(jié)果的科學性和精準性。2聲波透射法檢測過程中的影響因素2.1探頭提升速度不一致在進行聲波透射法測試時，一般要求探頭需保持同步提升的狀態(tài)，即提升過程中聲測線之間需保持平行，如果是進行平測，還需要保持提升過程中每個探頭的標高是一致的。然而現(xiàn)場測試時，受時間緊、任務(wù)重及現(xiàn)場檢測條件惡劣等因素影響，導(dǎo)致實際測試過程容易忽略這一關(guān)鍵問題。該問題主要由以下兩個因素造成：現(xiàn)場聲測管堵管時，沒有核實聲測管的通暢情況即開始測試，導(dǎo)致從始測深度開始就出現(xiàn)偏差，進而影響后續(xù)測試；現(xiàn)場測試時，提升聲波探頭過程中個別探頭連接線打滑，導(dǎo)致實際的提升高度有偏差。2.2探頭的耦合效果水是聲波良好的耦合劑，聲波在水中能較好地傳播，這也是聲波透射法測試時在聲測管中需要注滿水的原因。實際測試過程中，聲測管漏水、銹蝕或內(nèi)部存在青苔等雜物時可能會影響探頭的耦合，從而影響信號的采集。2.3測點間距影響聲波透射法檢測過程中，通過探頭提升過程中，在每提升一段距離后進行一次信號的發(fā)射和接收，在探頭提升過程中采集多個測點的信號后，根據(jù)樁身各深度位置不同的多個測點的信號組合而成的波列圖來推斷樁身完整性的變化趨勢，從而對整樁完整性進行評價。一般而言，測點越稀疏，測試效率高，測試結(jié)果誤差大；測點越密集，測試效率低，測試結(jié)果誤差越小。4超聲波透射檢測技術(shù)在建筑樁基檢測中的運用4.1樁基檢測點布置相比常規(guī)的結(jié)構(gòu)，樁基工程的復(fù)雜性與隱蔽性更為顯著，并且樁基內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往會存在蜂窩與夾泥等影響基體質(zhì)量的現(xiàn)象，這也導(dǎo)致了樁基的力學與聲學特性較為特殊。在使用透射波法進行樁基質(zhì)量檢測時，聲波在混凝土中的傳播方式也呈現(xiàn)一種多元化趨勢，而此時終端接收的聲波序列經(jīng)過多層疊加，將變得較為復(fù)雜，因此如何在大量的聲波中提取有效的聲波信息成為了檢測方的研究重點。為實現(xiàn)對樁基質(zhì)量的有效檢測，需要在檢測前，做好樁基檢測點的布置工作，即在樁基及其混凝土周邊結(jié)構(gòu)布置信號接收點與信號發(fā)射點，通過樁基工程現(xiàn)場的環(huán)境條件，進行兩點之間空間位置與對應(yīng)關(guān)系的描述，以此提高獲取聲波信號的時效性與價值性。4.2聲測管預(yù)埋在進行聲測管預(yù)埋時，需要以確保測量結(jié)果的準確性為主要目的，提高對聲測管數(shù)目、被測樁徑大小的重視程度。在經(jīng)過建筑工程大量的實踐之后可以得知，一般情況下，為了能夠保證超聲波透射檢測技術(shù)應(yīng)用的準確性，需要將被測樁的樁徑控制在大于600~800mm。與此同時，在進行聲測管的預(yù)埋過程中，還需要注意保證樁徑和聲測管數(shù)目之間呈正比例關(guān)系，在被測樁徑增大的情況下，用于預(yù)埋的聲測管數(shù)目也要相應(yīng)地增加。4.3現(xiàn)場準備在完成聲測管的預(yù)埋工作之后，需要進行現(xiàn)場準備工作。具體來說，首先，需要依據(jù)施工材料，對各種用于樁基檢測的設(shè)施設(shè)備型號和參數(shù)大小進行核對，并檢測各種儀器設(shè)備是否能夠正常使用。在完成設(shè)施設(shè)備的性能檢查之后，還需要對聲測管的性能和質(zhì)量進行檢測，向聲測管中灌滿清水，將其作為檢測耦合劑來對儀器設(shè)備參數(shù)進行檢測。在應(yīng)用超聲波透射檢測技術(shù)對建筑樁基進行檢測時，應(yīng)用的裝置主要包括檢測裝置、超聲波檢測儀、換能器以及聲測管4種。檢測裝置是實現(xiàn)樁基檢測的重要前提和基礎(chǔ)工具。當前應(yīng)用于超聲波透射檢測技術(shù)的設(shè)備主要包括人工操作式、半自動式以及全自動式裝置，這3種裝置在實際應(yīng)用中都需要依靠超聲波檢測儀、換能器以及探頭和管線來進行檢測。其中，全自動式檢測裝置與其他兩種裝置最大的區(qū)別就是能夠通過探頭自動升降裝置、控制裝置以及數(shù)據(jù)測量處理系統(tǒng)來實現(xiàn)對整個檢測過程的自動化和智能化控制。4.4檢測實施在應(yīng)用超聲波透射檢測技術(shù)對建筑樁基進行檢測時，首先，需要應(yīng)用平測法對全樁長進行普測工作，發(fā)現(xiàn)樁基存在缺陷或不足問題時，可以利用斜測和扇形掃測兩種測量方法對樁身中存在的缺陷位置進行確定，然后再借助數(shù)據(jù)分析和計算過程對建筑樁基樁身的完整性進行評價。為了確保樁基質(zhì)量檢測的準確性，在應(yīng)用超聲波透射檢測技術(shù)對建筑樁基質(zhì)量進行檢測之后，還需要應(yīng)用鉆芯法來對檢測結(jié)果進行驗證。鉆芯檢測法在實際應(yīng)用中主要是通過觀察混凝土芯樣表面以及對芯樣抗壓強度的分析來對樁身完整性進行檢測。在應(yīng)用這種方法對建筑樁基進行檢測之后，還需要結(jié)合兩種檢測方法的檢測結(jié)果對建筑樁基的質(zhì)量進行更加完整性的評價。5檢測實例某工程建筑物結(jié)構(gòu)形式為框架核心筒結(jié)構(gòu)，地下3層，地上35層。采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)，第17層變粒巖中等風化帶及第18層細?；◢弾r微風化帶為樁端持力層，設(shè)計單樁豎向承載力特征值5500kN，設(shè)計樁身直徑1200mm，設(shè)計樁身混凝土強度等級為C30。由于現(xiàn)場場地條件限制無法進行大噸位靜載試驗，經(jīng)與建設(shè)單位、設(shè)計單位溝通，根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》3．3．7要求，驗收檢測采用鉆芯法檢測發(fā)現(xiàn)部分基樁存在離析、夾泥等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題后采用全孔壁數(shù)字成像技術(shù)及聲波透射法檢測對問題樁進行驗證檢測，多種方法綜合運用對問題樁的缺陷位置、程度進行進一步判定。39#樁進行鉆芯法檢測，鉆孔39－1鉆至6．9m～7．3m處時，進尺速度增快，取芯呈碎塊狀，夾泥沙。鉆探結(jié)束后對該孔采用清水洗孔后進行全孔壁數(shù)字成像測試。從測試成果照片來看，在6．9m～7．3m處有一明顯空洞，推測該處樁身夾泥，在測試前洗孔時泥沙被沖走形成了空洞。該空洞方位為北偏東20.2°～東偏南42.7°，在鉆孔內(nèi)呈扇形展布。在鉆孔39－1樁中心對稱位置進行鉆孔39－2鉆芯法檢測時，在該深度處樁身完整，未發(fā)現(xiàn)夾泥等缺陷。對兩鉆孔之間進行聲波透射法檢測，波幅和聲速值均在正常值范圍內(nèi)，表明鉆孔39－1空洞缺陷深度范圍內(nèi)鉆孔39－1、39－2之間混凝土質(zhì)量良好。6超聲波透射檢測技術(shù)在樁基檢測工作中的應(yīng)用策略6.1構(gòu)建完善的質(zhì)量檢測管理機制在樁基檢測應(yīng)用超聲波透射檢測技術(shù)時，檢測機構(gòu)要完善質(zhì)量檢測管理機制，為后續(xù)檢測工作的開展提供良好的制度依據(jù)，這對建筑工程樁基質(zhì)量檢測工作質(zhì)量和效率的提升有積極意義。此外，完善的質(zhì)量檢測管理機制也能讓檢測工作人員更加自覺，確保各項質(zhì)量檢測工作的有序開展。在完善質(zhì)量檢測管理機制的過程中，相關(guān)單位要及時了解樁基施工情況及質(zhì)量標準，確保超聲波透射檢測技術(shù)應(yīng)用能滿足工程的質(zhì)量要求。完善質(zhì)量檢測管理機制后，要求所有檢測工作人員嚴格遵循相應(yīng)管理準則進行操作，對日常生產(chǎn)作業(yè)做好技術(shù)性總結(jié)工作；相關(guān)的管理人員也要加強對日常質(zhì)量檢測工作的監(jiān)督，降低各種外界因素對質(zhì)量檢測管理造成的影響。同時，對質(zhì)量檢測管理機制支持下的超聲波透射檢測技術(shù)效果進行科學評估，高效處理細節(jié)問題，更好地推動檢測技術(shù)發(fā)展，實現(xiàn)對質(zhì)量可靠的樁基的高效利用。6.2選擇合適的檢測設(shè)備檢測設(shè)備的選擇能夠直接影響樁基檢測中超聲波透射檢測技術(shù)的科學性和準確性。質(zhì)量檢測人員需要具有一定的專業(yè)檢測資質(zhì)，在充分了解各種檢測設(shè)備使用方法、重點注意事項的基礎(chǔ)上，結(jié)合需要檢測樁基的類型及形態(tài)特點、質(zhì)量要求，選擇合適的檢測設(shè)備進行樁基質(zhì)量檢測。在開展正式檢測前，還要對所有需要用到的檢測工具進行校準操作。要按照儀器的使用和保存規(guī)定定期開展設(shè)備維護和檢查，保證其正常運行，盡可能避免因為檢測設(shè)備故障從而造成的超聲波透射檢測結(jié)果不準確等問題。6.3合理運用超聲波透射檢測技術(shù)抓好樁基檢測工作在樁基檢測時，一定注重細節(jié)上的工程檢測，比如要在樁基檢測過程中重點關(guān)注樁身是否存在裂縫現(xiàn)象，如果存在裂縫，就需要了解并掌握裂縫出現(xiàn)的原因、開裂程度與裂縫問題出現(xiàn)所帶來的嚴重后果等，并及時向相關(guān)技術(shù)部門進行反饋，在其進行彌補時要指導(dǎo)其采用科學合理的方法，與此同時，還需要注重在接下來的施工過程中，運用超聲波透射檢測技術(shù)對同樣問題的反復(fù)出現(xiàn)進行有效預(yù)防，這樣能夠更好地控制樁基施工質(zhì)量，從而呈現(xiàn)出階段性提升的效果。除此之外，在運用超聲波透射檢測技術(shù)落實樁基檢測工作過程中，一定要遵守各項原則，尤其是綜合性原則是不可違背的，在現(xiàn)階段的建筑工程施工過程中，由于多方面因素會對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，從而要通過將運用超聲波透射檢測技術(shù)與其他檢測技術(shù)相結(jié)合，綜合檢測與分析樁基質(zhì)量問題，從而確保樁基整體的施工質(zhì)量與經(jīng)濟效益。6.4加大質(zhì)量檢測力度很多建筑工程施工單位在樁基施工中相應(yīng)的質(zhì)量檢測工作流于形式，有時出現(xiàn)不重視樁基檢測的現(xiàn)象，有時對于樁基質(zhì)量只象征性地進行檢測。因此，一些檢測記錄與相應(yīng)的檢測報告的真實性、準確性無法得到切實保障，失去了樁基檢測工作的實際意義，這樣也在工程施工中留下了一定的安全隱患。為了能夠有效防止出現(xiàn)這樣的情況，建筑工程質(zhì)量檢測單位一定要重視這一問題，采用全方位監(jiān)督模式，加大超聲波透射檢測技術(shù)的應(yīng)用力度，對各個時段的樁基施工情況都進行監(jiān)督，進而實時了解并掌握具體的施工情況和質(zhì)量狀態(tài)，可以組織不定期、不定點地進行檢測，這樣能夠有效防范安全隱患，并且還能夠?qū)κ┕べ|(zhì)量提供可靠的保障，使得建筑工程樁基質(zhì)量檢測效果更加理想。為此相關(guān)建筑工程質(zhì)量檢測單位要將超聲波透射檢測技術(shù)體系建立得更加完善，使得建設(shè)項目的樁基質(zhì)量檢查工作能夠進一步加強，而工程管理的作用也能夠明顯提高，從而有助于全方位施工質(zhì)量控制的有效實現(xiàn)。此外，還應(yīng)該將崗位責任制具體落實，使得每個檢測人員都將自身的責任意識不斷提高。6.5規(guī)范檢測人員操作檢測人員的技術(shù)操作會對超聲波透射檢測結(jié)果產(chǎn)生直接影響，進而無法確保樁基檢測的科學性，因此在樁基質(zhì)量檢測工作開展過程中，檢測人員需要進行規(guī)范操作。一方面加強對質(zhì)量檢測責任單位的規(guī)范化建設(shè)力度，明確規(guī)定樁基質(zhì)量檢測各個環(huán)節(jié)的操作步驟，并制定具體的執(zhí)行標準。另一方面提高檢測人員的專業(yè)技術(shù)水平，保證檢測人員具備熟練的超聲波透射檢測操作能力，同時掌握專業(yè)的質(zhì)量檢測理論知識，在嚴格遵守檢測標準的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)所要檢測樁基的具體特點開展具體檢測工作。除此之外，在現(xiàn)階段的建筑工程樁基質(zhì)量控制與工程檢測中，檢測人員還應(yīng)當要將樁基質(zhì)量檢測的重視程度不斷提高，這樣才能夠在工作過程更加專注認真，進而提高整體的工作效率。因此，每個檢測人員都一定要積極參與到超聲波透射檢測專業(yè)培訓(xùn)工作中，接受嚴格的專業(yè)考核，使其培訓(xùn)與考核中能夠?qū)こ虣z測工作有著更深刻