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[摘要]：桥梁的桩基础在混凝土浇筑完成后，无法对其进行原位破坏性检测，因此既不破坏桩身，又能检测成桩质量的混凝土桩基完整性检测技术就显得尤为重要。本文根据笔者的工程经验，简要介绍了超声波透射法桩基检测技术。
[关键词]：灌注桩完整性检测 超声透射法 PSD判据法
中图分类号： 文献标识码： 文章编号：1009-914X(2012)26- 0398 -01
1引言
混凝土钻孔灌注桩是桥梁等工程结构的常用桩基形式之一。桩基属于地下隐蔽工程，施工技术比较复杂，工艺流程相互衔接紧密，施工时需灌注大量水下混凝土，稍有不慎极易出现缩颈、夹泥、断柱等多种形态复杂的质量缺陷，影响桩身的完整性和承载力，从而直接影响上部结构的安全。因此，对钻孔灌注桩质量无损检测，具有特别重要的意义。
2超声透射法对混凝土钻孔灌注桩的完整性检测
2.1超声透射法检测方式
为了使超声波能横穿各个不同深度的横截面，必须使超声换能器伸入桩体内部。为此，须事先预埋声测管，作为换能器进入桩内的通道。根据声测埋置的不同情况，可以有三种检测方法。
2.1.1双孔检测
在桩内预埋两根以上管道，把发射换能器和接收换能器分别置于两根管道中。检测时超声脉冲穿过两管道之间的混凝土，实际检测范围即为超声波从发射到接收换能器所扫过的区域。为了尽可能扩大在桩横截面上的有效测控制面积，必须使声测管的布置合理。双孔检测时根据两换能器高程的变化，又可分为平测、斜测、扇形扫测等方式。
2.1.2单孔检测
在某些特殊情况下，只有一个孔道可供检测使用，这时可采用单孔测量方式。两换能器放置在一个孔中，其间用隔声材料隔离。这时超声波从水中和混凝土中分别绕射到接收换能器，接收信号为从水及混凝土等不同声通路传播而来的信号的叠加，分析这一叠加信号即可获得孔道周围混凝土质量的信息。
2.1.3桩外孔检测
当桩的上部结构已施工，或桩内未预埋管道时，可在樁外的土基中钻一个孔作为检测通道。检测时在桩顶放置一较强功率的低频探头，向下沿桩身发射超声波脉冲接收换能器由桩外孔中慢慢放下。超声脉冲沿桩身混凝土并穿过桩与测孔之间的土进入接收环能器，逐点测出声波时波幅等参数，作为判断依据。这种方式的可测深度受仪器发射功率的限制，一般只能测到10m左右。
以上三种方式中，双孔检测是桩基超声脉冲检测的基本形式。其他两种方式在检测和结果分析上都比较困难，只能作为特殊情况下的补救措施。
2.2超声波检测管的预埋
检测管是桩基超声检测的重要组成部分，它的埋置方式及在横截面上的布置形式将影响检测结果。检测管材质的选择，以透声率最大及便于安装、费用低廉为原则。一般可采用钢管、塑料管和波纹管等，其内径宜为50~60mm。
检测管的埋置数量和横截面上的布局涉及检测的控制面积。一般桩径小于1m时沿直径布置两根，桩径为1m-2.5m布置三根，呈等边三角形分布，桩径大于2.5m时布置四根，呈正方形布置。
超声波检测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，检测管之间应基本上保持平行，不平行度控制在1‰以下。检测点底部应封闭，其接头和底部封口都不应漏浆，接口内壁应保持平整，不应有焊渣等突出物，以免妨碍换能器移动。
2.3检测数据分析与判断
根据所测得的声学参数判断桩基缺陷是超声脉冲检测法的关键。目前常用的方法有两大类，一类为数值判据法，如概率法、PSD判据法等。这种方法能对大量测试数据作出明确的分析和判断，若利用计算机进行，判断会十分迅速，这种方法通常用于全面扫测缺陷有无的判断。另一类为声场阴影区重叠法，即从不同的方向测出缺陷背面所形成的声阴影区，这些阴影区重叠区即为缺陷的所在位置。这类方法通常用于数值判据法确定缺陷位置后的细测判断，以便详细划定缺陷的区域和性质。下面仅介绍应用较方便的PSD判据法。
鉴于钻孔灌注桩的施工特点，混凝土的均匀性往往较差，超声声时值较为离散。同时，声测管不可能完全保持平行，有时由于钢筋笼扭曲，声测管位移较大，因而导致声时值的偏离。为了消除这些非缺陷因素的影响可能造成的误判，在实际测试中常采用“声时深度曲线相邻两点间的斜率和差值的乘积”作为判断依据，简称PSD判据。
实测表明PSD判据对缺陷十分敏感，而对于因声测管不平行或混凝土不均匀等非缺陷因素引起的声时变化不敏感，因为二者都是渐变过程，相邻两测点间的声时差值都很小。因此，运用PSD判据可基本上消除声测管不平行或混凝土不均与等非缺陷因素所造成的影响。
为了对全桩各测点的Ki值求出，并绘制“ki—H”曲线进行分析，凡是在Ki值较大的地方，均可列为缺陷可疑点，做进一步的细测。
以上过程确定的PSD临界判据值实际上反映了测点间距、声波穿透距离、介质性质、测量的声时值等参数之间的综合关系，该关系随缺陷的性质而不同。在缺陷判定时，先对缺陷的类型进行假设，（例如假设缺陷为夹层、空洞“蜂窝”或被其他介质填塞等），再通过临界判据值以及各种缺陷大小与判据值的关系式，用他们各点的实测值所计算的书据进行比较，即可确定缺陷的位置、性质与大小。
3结语
桥梁的桩基础承担着桥梁上部的全部荷载，因此在施工时一定要按照其设计要求，保证施工质量。成桩后及时的进行检测，是保证桩基强度和施工质量的重要方法，所以检测人员一定要认真仔细的检测，在确保桩基的质量满足要求后在允许下一步的施工。
参考文献
[1]张俊平.桥梁检测与维修加固.[M].人民交通出版社.2006.04
[2]赵明华.桥梁桩基计算与检测.[M].西南交通大学出版社.2000.08
[关键词]：灌注桩完整性检测 超声透射法 PSD判据法
中图分类号： 文献标识码： 文章编号：1009-914X(2012)26- 0398 -01
1引言
混凝土钻孔灌注桩是桥梁等工程结构的常用桩基形式之一。桩基属于地下隐蔽工程，施工技术比较复杂，工艺流程相互衔接紧密，施工时需灌注大量水下混凝土，稍有不慎极易出现缩颈、夹泥、断柱等多种形态复杂的质量缺陷，影响桩身的完整性和承载力，从而直接影响上部结构的安全。因此，对钻孔灌注桩质量无损检测，具有特别重要的意义。
2超声透射法对混凝土钻孔灌注桩的完整性检测
2.1超声透射法检测方式
为了使超声波能横穿各个不同深度的横截面，必须使超声换能器伸入桩体内部。为此，须事先预埋声测管，作为换能器进入桩内的通道。根据声测埋置的不同情况，可以有三种检测方法。
2.1.1双孔检测
在桩内预埋两根以上管道，把发射换能器和接收换能器分别置于两根管道中。检测时超声脉冲穿过两管道之间的混凝土，实际检测范围即为超声波从发射到接收换能器所扫过的区域。为了尽可能扩大在桩横截面上的有效测控制面积，必须使声测管的布置合理。双孔检测时根据两换能器高程的变化，又可分为平测、斜测、扇形扫测等方式。
2.1.2单孔检测
在某些特殊情况下，只有一个孔道可供检测使用，这时可采用单孔测量方式。两换能器放置在一个孔中，其间用隔声材料隔离。这时超声波从水中和混凝土中分别绕射到接收换能器，接收信号为从水及混凝土等不同声通路传播而来的信号的叠加，分析这一叠加信号即可获得孔道周围混凝土质量的信息。
2.1.3桩外孔检测
当桩的上部结构已施工，或桩内未预埋管道时，可在樁外的土基中钻一个孔作为检测通道。检测时在桩顶放置一较强功率的低频探头，向下沿桩身发射超声波脉冲接收换能器由桩外孔中慢慢放下。超声脉冲沿桩身混凝土并穿过桩与测孔之间的土进入接收环能器，逐点测出声波时波幅等参数，作为判断依据。这种方式的可测深度受仪器发射功率的限制，一般只能测到10m左右。
以上三种方式中，双孔检测是桩基超声脉冲检测的基本形式。其他两种方式在检测和结果分析上都比较困难，只能作为特殊情况下的补救措施。
2.2超声波检测管的预埋
检测管是桩基超声检测的重要组成部分，它的埋置方式及在横截面上的布置形式将影响检测结果。检测管材质的选择，以透声率最大及便于安装、费用低廉为原则。一般可采用钢管、塑料管和波纹管等，其内径宜为50~60mm。
检测管的埋置数量和横截面上的布局涉及检测的控制面积。一般桩径小于1m时沿直径布置两根，桩径为1m-2.5m布置三根，呈等边三角形分布，桩径大于2.5m时布置四根，呈正方形布置。
超声波检测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，检测管之间应基本上保持平行，不平行度控制在1‰以下。检测点底部应封闭，其接头和底部封口都不应漏浆，接口内壁应保持平整，不应有焊渣等突出物，以免妨碍换能器移动。
2.3检测数据分析与判断
根据所测得的声学参数判断桩基缺陷是超声脉冲检测法的关键。目前常用的方法有两大类，一类为数值判据法，如概率法、PSD判据法等。这种方法能对大量测试数据作出明确的分析和判断，若利用计算机进行，判断会十分迅速，这种方法通常用于全面扫测缺陷有无的判断。另一类为声场阴影区重叠法，即从不同的方向测出缺陷背面所形成的声阴影区，这些阴影区重叠区即为缺陷的所在位置。这类方法通常用于数值判据法确定缺陷位置后的细测判断，以便详细划定缺陷的区域和性质。下面仅介绍应用较方便的PSD判据法。
鉴于钻孔灌注桩的施工特点，混凝土的均匀性往往较差，超声声时值较为离散。同时，声测管不可能完全保持平行，有时由于钢筋笼扭曲，声测管位移较大，因而导致声时值的偏离。为了消除这些非缺陷因素的影响可能造成的误判，在实际测试中常采用“声时深度曲线相邻两点间的斜率和差值的乘积”作为判断依据，简称PSD判据。
实测表明PSD判据对缺陷十分敏感，而对于因声测管不平行或混凝土不均匀等非缺陷因素引起的声时变化不敏感，因为二者都是渐变过程，相邻两测点间的声时差值都很小。因此，运用PSD判据可基本上消除声测管不平行或混凝土不均与等非缺陷因素所造成的影响。
为了对全桩各测点的Ki值求出，并绘制“ki—H”曲线进行分析，凡是在Ki值较大的地方，均可列为缺陷可疑点，做进一步的细测。
以上过程确定的PSD临界判据值实际上反映了测点间距、声波穿透距离、介质性质、测量的声时值等参数之间的综合关系，该关系随缺陷的性质而不同。在缺陷判定时，先对缺陷的类型进行假设，（例如假设缺陷为夹层、空洞“蜂窝”或被其他介质填塞等），再通过临界判据值以及各种缺陷大小与判据值的关系式，用他们各点的实测值所计算的书据进行比较，即可确定缺陷的位置、性质与大小。
3结语
桥梁的桩基础承担着桥梁上部的全部荷载，因此在施工时一定要按照其设计要求，保证施工质量。成桩后及时的进行检测，是保证桩基强度和施工质量的重要方法，所以检测人员一定要认真仔细的检测，在确保桩基的质量满足要求后在允许下一步的施工。
参考文献
[1]张俊平.桥梁检测与维修加固.[M].人民交通出版社.2006.04
[2]赵明华.桥梁桩基计算与检测.[M].西南交通大学出版社.2000.08