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摘要：文章介绍了声波透射法的工作原理，并简要地阐述了声波透射法在桩基检测中应用的可行性，从而以建筑工程为例，就建筑工程桩基混凝土检测中声波透射法的应用进行了深入地分析，提出了自己的看法与建议。
关键词：声波透射法；桩基检测；工作原理；可行性分析；应用
在建筑工程桩基础施工过程中，经常会受到施工人员、机械、环境等因素的影响，进而影响到工程桩基的承载能力，不利于维护建筑的稳定性。对于地质条件复杂的地区，桩基承载力问题更加明显，若不能及对这些问题进行处理，将会给工程埋下严重的安全隐患，对人们的生命和财产安全造成威胁。因此，我们有必要做好桩基的检测工作，以消除施工安全隐患。本文通过自身的工作实践，就建筑工程桩基检测中声波透射法的应用进行探讨。
1声波透射法的工作原理
声波透射法的原理是是利用了超声波在经过不同声阻抗的声学界面时会发生声学变化的特性。混凝土桩由于易于受混凝土自身密度的影响，存在少量的空气和水，而混凝土基桩的缺陷处则会聚集大量的水和空气，由于混凝土的声阻抗与水、空气的声阻抗相差较大，因此，一旦混凝土桩内部存在缺陷，那么就会形成多个具有不同声阻抗的声学界面。在基桩混凝土质量检测中，声波透射法通常会利用发射换能器来发射超声波，并通过注满清水的声测管将超声波传递到混凝土基桩之中，通常情况下，如混凝土桩不存在缺陷，那么超声波传播途径上声学界面的声阻抗并不会出现太大的差异，超声波也会按正常的直线途径进行传播，但如果混凝土撞击中存在缺陷，那么在空气和水的声阻抗远小于混凝土声阻抗的情况下，超声波就会绕过缺陷进行传播，从而使传播路线发生改变，并最终导致各种声学变化。通过采用超声波声速可以对桩身混凝土的质量进行直接判断，得到的超声波波速越大说明混凝土越密实；声速越小则说明混凝土越松散，或是声波脉冲传输路径中存在缺陷，如孔洞、裂缝、离析等。通过这一方式能够对桩身混凝土的完整性与质量加以较好的检验。
2声波透射法应用的可行性
对于声波透射法来说，其主要是针对桩基的各个剖面进行单独检测，一旦桩基检测的剖面过多，将会影响到桩基的完整性，不利于检测桩基质量评价，且在检测时如果桩径过长，将很难做到桩基平行，从而影响到声速的判断和检测效果。从中可以看出，此检测方法在桩基检测中都具有一定的局限性。同时声波透射法能够详细地划分出不同区域的缺陷，但是在检测时难以确定剖面数量，最终影响到整体的检测效果。
但是声波透射法可对不同区域的区域加以细致地划分，并对缺陷的范围、位置及程度加以充分掌握，然而，由于埋管本身客观条件的限制，通常管底与桩底之间会留有10~15cm的距离，因此该方法主要侧重于对桩身混凝土的完整性进行分析、缺陷程度，难以判断出桩底混凝土、桩底沉渣和持力层的接合状况。
3声波透射法在桩基混凝土质量检测中的应用
3.1基桩混凝土质量检测
在基桩混凝土质量检测工作中，常用的声波透射检测方法有很多，根据状体内发射换能器布置方式的不同，可具体分为桩内单孔透射法、桩内跨孔透射法以及桩外孔透射法三种，这些方法的检测操作流程差异较大，适用范围也有所不同，在实际应用中需要根据工程实际情况进行选择。其中桩内单孔透射法是基桩工程中最为常见的测试方法，只需将换能器放置在基桩的孔道内，之后再利用隔声材料将换能器隔开，就可以得到准确的声学参数，其操作相对简单，适用范围也比较广，但由于钢质材料会影响超声波的绕行，而多个孔道则会影响超声波的传播，因此在基桩孔道内存在钢质材料或是基桩中存在多个孔道时，不可采用这一方法。
与之相比，桩内跨孔透射法可利用多根声测管对发射器与接收器间的混凝土质量进行检测，不仅有效检测范围更广，同时还能根据实际需求来改变发射器与接收器的位置与角度，从而实现对检测区域的灵活控制，在技术上更加成熟、可靠。但值得注意的是，由于桩内跨孔透射法是通过不同孔道的位置来改变换能器与接收器位置，进而控制检测区域，因此对孔道数量的要求较高，一旦基桩内的可用孔道较少，其检测范围就会受到很大的限制，而在这种情况下，桩外孔透射法具有较大优势。桩外孔透射法通常是以桩边土层中钻孔作为检测通道，发射器可放置在桩顶面出，而接收器则可放置在桩外孔底部，这样一来，即便基桩内已经没有可用的换能器通道，实现基桩混凝土质量的有效检测，因此通常会用于各种特殊情况下的检测工作。但需要注意的是，桩外孔透射法受超声波能量限制大，对基桩长度的要求也比较高，因此在适用范围是比较局限，测试的准确性也容易受到影响。
3.2检测结果和判断
在声波透射检测工作完成后，还要根据检测结果展开分析，判断各种声学参数所代表的缺陷问题，并将缺陷的具体位置确定下来，而在这一阶段，同样有着不同的分析判断方法。一般来说，声波透射法中的判断方法可分为声速判断法、波幅判断法、PSD判断法、频率判断法以及多因素概率分析法几种，不同分析方法所能够判定的质量指标不同，因此在实际应用中可通过对分析方法的灵活选择来进行具体的质量判断。例如，声速判断法是根据从检测结果中的声速特征来分析混凝土介质特性的变化，在其他条件相同的情况下，声速参数越小，则说明混凝土强度越低，反之如声速参数更大，这说明混凝土强度更高。
3.3应用概述
某高层综合建筑，地上12层，裙楼2层，为框架结构。拟建场地的地层结构自上而下为杂填土、粉质粘土、淤泥、粉质粘土、淤泥质土、残积砂质粘性土、全风化花岗岩。建筑基础采用灌注桩，桩数为98根。主楼桩长为24m〜28m，桩身混凝土等级为C35。本工程采用声波透射法进行桩身检测。
（1）声测管埋设。根据声波透射法检测要求，按照等边三角形抽取16根桩基进行声测管埋设，按照68cm的距离将每根桩埋设为A、B、C三根声测管，其距离是相等的，则AB=AC=BC。声测管选用钢管，外径50mm，内径45mm，确保能够满足换能器正常升降的要求。
（2）第一次检测。按照声波透射法检测规划要求，对工程中16根桩进行检测，其检测结果如下：31#桩缺陷较为明显，其余的15根桩无明显缺陷，质量良好，为I类和II类桩，可作为工程桩使用。31#桩检测主要结果：在AC面、BC面范围内缺陷不明显，而在AB面在11.90~12.60m范围内，其波形出现了明显的偏低；在加密进行测试以后，31#桩出现明显的缺陷。故将31#桩判定为III类桩，不能用于工程施工。
（3）第二次检测与注浆补强。通过采用声波透射法进行31#桩检测，经检测结果分析，相关单位共同进行协商，决定对31#桩基进行取芯验证。将钻孔布置在AB剖面，并进行取芯。根据芯样显示，31#桩身无明显缺陷，AB剖面芯样在12.9〜13.6米的砼出现了离析。这正表明了31#桩只在AB面发生离析，这与声波透射的检测结果完全符合。故为满足工程需求，应对31#桩进行注浆补强。待补强砼凝期到期后，再采用声波透射法来检测31#桩，通过这一次的检测结果与第一次检测结果进行对比，对异常部位进行二次检测。经复测结果分析，补强后的31#桩得到了进一步的改善，在AB剖面上的声时、声速处于正常状态，波幅偏低，因此，将31#桩判定为II类桩。补强后可作为工程使用。
（4）应用效果。采用声波透射法进行钻孔灌注桩混凝土质量检测，通过不同的声波参数分析，可以很快地确定出灌注桩的缺陷范围和缺陷程度，为灌注桩的缺陷检测提供了依据。可见，这种检测方法的结合，提升检测钻孔灌注桩的质量，确保检测结果的准确性。
4结语
综上所述，本文通过对声波透射法的原理和可行性分析，并结合具体的应用实例加以论述，通过声波透射法的应用，实现混凝土灌注桩质量的判断，实现桩基工程的质量评价目标。同时，对于这项技术的应用，检测人员必须细致分析和准确使用，以全面发挥这项技术在桩基质量检测中的作用，并取得较为理想的效果。
参考文献：
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