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摘要：本文简要介绍了声波透射法的原理及测试方法，结合现场检测过程中出现的问题探讨声波透射法在基桩完整性检测中应注意的几个问题，以供参考。
关键词：基桩检测 声波透射法 注意问题
1 前言
声波透射法不会受到桩长 、桩径的限制 ，可以较准确的显示基桩内部缺陷的位置、范围及严重程度等，被广泛应用于桩基完整性的检测中，其检测方法简便、成果反映直观、检测精度高。是一种值得推广及在重要工程应用的检测方法。笔者曾在甬台温高速至沿海高速温岭联络线工程通过桩身完整性（声波透射法）检测检验桩基施工质量，评判基桩完整性类别，本文抛砖引玉，为同类检测作为借鉴。
2基本原理
由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征。根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，在测区范围内得出混凝土的密实度参数。当混凝土无缺陷时，混凝土是连续体，超声波在其中正常传播，接收系统接收到的声时、波幅和波形均匀、正常。当混凝土内存在缺陷时，其连续性就会中断，在缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射、反射以及缺陷对波的吸收衰减，接收到的透射能量就会明显降低;当混凝土内存在严重缺陷时，如蜂窝、孔洞、不粘稠等，将产生波的散射和绕射，接收到的声时、波幅将明显降低，波形严重畸变甚至丢波。声波透射法检测桩身质量，即通过测试记录不同测面、不同高度上的超声声学参量，经过处理分析就能判断桩身的完整性。
3测试方法
3.1检测前准备
⑴收集桩基试验检测联系单，明确桩型、地质情况、成桩工艺等工程信息;
⑵标定超声波检测仪发射至接收的系统延迟时间to;
⑶检测时应先冲洗声测管并灌满清水，且保证换能器应能在声测管中升降畅通;
⑷应准确测量声测管的管径和壁厚，测量精度为±0.1mm，录入系统计算声测管及耦合水层声时修正值t’;测量桩头处声测管外壁相互之间距离，测量精度为±lmm;
⑸声测管的编号以路线前进方向的项点为起始点，按顺时针旋转方向进行编号和分组，每二根编为一组;
3.2 信号采集
⑴测点间距不应大于250mm。发射与接收换能器应以相同高程同步升降，其累计相对高差不应大于20mm，并随时校正;
⑵在对同一根桩的检测过程中，声波发射电压和仪器参数设置等应保持不变;
⑶检测过程中应读取并存储各测点的声参量，同时应存储各测点包含首波的波形或波列;
⑷对于声时值和波幅值出现明显异常的部位，应采用加密平测、双向斜测或扇形扫测进行局部细测，确定桩身混凝土缺陷的位置、大小和严重程度：上述细测的测点间距不应大于100mm：局部斜测时两支换能器发射、接收部分的中心连线与水平面的夹角不应小于30o。也可利用CT技术进行扫测和数据分析。
4检测中应注意事项
在基桩的声波透射法检测的过程中，为准确获取超声波在混凝土中传播的三个声学参量，并以之判定基桩的桩身质量，检测人员除了要掌握扎实的理论基础知识和熟练的检测操作技术外，还应该了解影响三个声学参量测量的有关因素，这样就可以在检测和数据分析处理中，把这些影响因素顺便排除掉。
（1）声测管的影响，我们检测时发现，大量桩在桩顶以下6 m范围内声时、波幅、波形严重异常，按正常的施工水平判断出现大范围缺陷的可能性不大。经多方查找原因，后来发现声测管内有较厚油污，经了解该批声测管进货时厂家在管内涂防锈油过多，灌水后油在声测管上部积聚，严重干扰声波检测。后要求施工单位采用钢筋前端绑扎布对声测管进行清管处理，并重新置换干净清水后复测，结果声时、波幅、波形均正常。
另外有时基桩成桩后由于各种原因没能及时进行检测，导致声测管锈蚀严重，铁锈对声波透射法的声时、波幅、波形均有严重干扰，甚至无法接收到波形。此时亦应先对声测管进行清管处理后方可进行正常检测。
（2）声测管管接头的影响，中长桩通常要几节管子才能连接起来，通长到桩底，两管之间接头有采用短管节套焊接而成的，也有采用螺纹连接的。不论采用何种连接方法，进行超声检测时，若换能器正好处在两管接头之处时，有可能会造成声时增大，即声速降低，首波波幅明显下降的现象。因此在分析检测数据时，若深度一波速、深度一波幅曲线上出现有规律等间距的突变时，应考虑是否是管接头的影响，可根据声测管安装的施工记录辅助判断。
（3）声测管弯曲的影响，声测管弯曲导致测距增大或减小，使正常混凝土的声时有可能超判据，此时应结合波幅与波形进行综合分析，一般情况下声波穿过的仍是均匀的混凝土，声测管弯曲对对波幅影响不大，波形仍保持正常，此时不应判为缺陷。但当声测管严重弯曲时，测距越来越小，缺陷处的声时有可能比测距较大处的声时小得多，在此处测线有可能不會超标，但仍需判为缺陷。因此在检测过程中不能根据某单一指标来作出判断，而应综合各个指标来分析是否有缺陷以及缺陷的范围和程度。
（4）泥桨比重过大的影响，当泥浆比重过大时，在声测管周围局部会附着一薄层泥皮，两声测管之间发射换能器发射的声波将穿过泥皮，声波通过低声速介质，当泥皮较薄时，对声速影响不显著;当泥皮较厚时，将使声速严重降低、首波波幅大幅下降、波形畸变严重，声波现象就不能完全的展现出来。一般情况下，当某根声测管外包有泥皮时，与该声测管有关的剖面相应部位处声学参数均有异常，通过斜测法就可以判断泥皮的影响范围。
（5）藕合剂的影响，在桩基超声波透射法检测过程中，经常会在声测管中注入清水作藕合剂，而这种方法在运用到实际施工时，一些施工单位或贪图方便、或对检测方法不甚了解，在声测管中随意注入泥水或污水，放置一段时间后，泥水发生沉淀，可能出现探头通不到管底，或者影响桩底声波信号，出现假缺陷，导致误判。实践表明，泥水中含砂率越高，对桩底声测信号的影响越大;纯泥浆对声测信号基本无影响;污水则会影响超声波的传播及接收。在某桥桩直接注入受污染的水作声测管藕合剂，检测结果发现成批桩桩顶以下约2 m范围内无声波信号，疑似桩顶严重缺陷，但现场已凿除的桩头混凝土完整密实，故怀疑声测管中的水有问题，当用清水置换管中污水之后复测，结果显示该批桩桩顶质量均无异常，属于合格桩。
（6）桩身混凝土局部细小气泡的影响，当桩身混凝土局部气泡含量较大时，虽然气泡尺寸较小，对声波的传播路径影响不大，但由于空气的存在，对声波造成强烈的吸收衰减，导致声时基本正常，声幅超判据的情况。
（7）桩底沉渣的影响，当超声检测到桩底时，如果桩低沉渣太厚，就会出现桩底声速和首波幅度急剧下降的情况，此时声速在2.0 km/s以下。
（8）检测探头的影响，用不同的换能器进行测量，得到的首波波幅值差距也比较大。因此，不能生硬的比较不同探头检测的首波波幅，应作合理的分析。
（9）混凝土龄期的影响，混凝土声速随龄期的增加而上升。但在硬化初期，声速很低，与泥砂夹层难以区别，而且在硬化初期，混凝土对声能的吸收衰减较大，信号强度较低，所以应待混凝土龄期达到规范要求后，再进行声波透射法检测。
5结语
超声波透射法测桩技术是采用非金属超声波检测仪与柱状径向振动换能器（水下探头）作为检测系统，通过桩内预埋的声测管自下而上对桩身混凝土作全面、细致的检测，根据超声波在混凝土中传播的声学参数（声时、波幅、频率等）和波形的变化来分析、推定桩身的完整性，是迄今为止检测桩身完整性最直观、可靠的方法。随着科学技术的飞速发展，检测仪器性能的不断改进以及检测人员技术水平的不断提高，超声波透射法测桩技术将会进一步得到广泛的应用。
参考文献
[1]张炜熠， 高志民， 王繁兴. 超声波透射法在桩基完整性检测中的应用研究[J]. 山西建筑， 2017， 43（27）：2.
[2] 孙光乾， 吴迪. 超声波透射法在混凝土灌注桩检测中的应用[J]. 图书情报导刊， 2008， 18（10）：224-225.
作者简介：姓名：曾嘉，（1990—），性别：男，籍贯：湖南长沙，职称：工程师，学历：大学本科，研究方向：公路工程桥梁检测。
关键词：基桩检测 声波透射法 注意问题
1 前言
声波透射法不会受到桩长 、桩径的限制 ，可以较准确的显示基桩内部缺陷的位置、范围及严重程度等，被广泛应用于桩基完整性的检测中，其检测方法简便、成果反映直观、检测精度高。是一种值得推广及在重要工程应用的检测方法。笔者曾在甬台温高速至沿海高速温岭联络线工程通过桩身完整性（声波透射法）检测检验桩基施工质量，评判基桩完整性类别，本文抛砖引玉，为同类检测作为借鉴。
2基本原理
由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征。根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，在测区范围内得出混凝土的密实度参数。当混凝土无缺陷时，混凝土是连续体，超声波在其中正常传播，接收系统接收到的声时、波幅和波形均匀、正常。当混凝土内存在缺陷时，其连续性就会中断，在缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射、反射以及缺陷对波的吸收衰减，接收到的透射能量就会明显降低;当混凝土内存在严重缺陷时，如蜂窝、孔洞、不粘稠等，将产生波的散射和绕射，接收到的声时、波幅将明显降低，波形严重畸变甚至丢波。声波透射法检测桩身质量，即通过测试记录不同测面、不同高度上的超声声学参量，经过处理分析就能判断桩身的完整性。
3测试方法
3.1检测前准备
⑴收集桩基试验检测联系单，明确桩型、地质情况、成桩工艺等工程信息;
⑵标定超声波检测仪发射至接收的系统延迟时间to;
⑶检测时应先冲洗声测管并灌满清水，且保证换能器应能在声测管中升降畅通;
⑷应准确测量声测管的管径和壁厚，测量精度为±0.1mm，录入系统计算声测管及耦合水层声时修正值t’;测量桩头处声测管外壁相互之间距离，测量精度为±lmm;
⑸声测管的编号以路线前进方向的项点为起始点，按顺时针旋转方向进行编号和分组，每二根编为一组;
3.2 信号采集
⑴测点间距不应大于250mm。发射与接收换能器应以相同高程同步升降，其累计相对高差不应大于20mm，并随时校正;
⑵在对同一根桩的检测过程中，声波发射电压和仪器参数设置等应保持不变;
⑶检测过程中应读取并存储各测点的声参量，同时应存储各测点包含首波的波形或波列;
⑷对于声时值和波幅值出现明显异常的部位，应采用加密平测、双向斜测或扇形扫测进行局部细测，确定桩身混凝土缺陷的位置、大小和严重程度：上述细测的测点间距不应大于100mm：局部斜测时两支换能器发射、接收部分的中心连线与水平面的夹角不应小于30o。也可利用CT技术进行扫测和数据分析。
4检测中应注意事项
在基桩的声波透射法检测的过程中，为准确获取超声波在混凝土中传播的三个声学参量，并以之判定基桩的桩身质量，检测人员除了要掌握扎实的理论基础知识和熟练的检测操作技术外，还应该了解影响三个声学参量测量的有关因素，这样就可以在检测和数据分析处理中，把这些影响因素顺便排除掉。
（1）声测管的影响，我们检测时发现，大量桩在桩顶以下6 m范围内声时、波幅、波形严重异常，按正常的施工水平判断出现大范围缺陷的可能性不大。经多方查找原因，后来发现声测管内有较厚油污，经了解该批声测管进货时厂家在管内涂防锈油过多，灌水后油在声测管上部积聚，严重干扰声波检测。后要求施工单位采用钢筋前端绑扎布对声测管进行清管处理，并重新置换干净清水后复测，结果声时、波幅、波形均正常。
另外有时基桩成桩后由于各种原因没能及时进行检测，导致声测管锈蚀严重，铁锈对声波透射法的声时、波幅、波形均有严重干扰，甚至无法接收到波形。此时亦应先对声测管进行清管处理后方可进行正常检测。
（2）声测管管接头的影响，中长桩通常要几节管子才能连接起来，通长到桩底，两管之间接头有采用短管节套焊接而成的，也有采用螺纹连接的。不论采用何种连接方法，进行超声检测时，若换能器正好处在两管接头之处时，有可能会造成声时增大，即声速降低，首波波幅明显下降的现象。因此在分析检测数据时，若深度一波速、深度一波幅曲线上出现有规律等间距的突变时，应考虑是否是管接头的影响，可根据声测管安装的施工记录辅助判断。
（3）声测管弯曲的影响，声测管弯曲导致测距增大或减小，使正常混凝土的声时有可能超判据，此时应结合波幅与波形进行综合分析，一般情况下声波穿过的仍是均匀的混凝土，声测管弯曲对对波幅影响不大，波形仍保持正常，此时不应判为缺陷。但当声测管严重弯曲时，测距越来越小，缺陷处的声时有可能比测距较大处的声时小得多，在此处测线有可能不會超标，但仍需判为缺陷。因此在检测过程中不能根据某单一指标来作出判断，而应综合各个指标来分析是否有缺陷以及缺陷的范围和程度。
（4）泥桨比重过大的影响，当泥浆比重过大时，在声测管周围局部会附着一薄层泥皮，两声测管之间发射换能器发射的声波将穿过泥皮，声波通过低声速介质，当泥皮较薄时，对声速影响不显著;当泥皮较厚时，将使声速严重降低、首波波幅大幅下降、波形畸变严重，声波现象就不能完全的展现出来。一般情况下，当某根声测管外包有泥皮时，与该声测管有关的剖面相应部位处声学参数均有异常，通过斜测法就可以判断泥皮的影响范围。
（5）藕合剂的影响，在桩基超声波透射法检测过程中，经常会在声测管中注入清水作藕合剂，而这种方法在运用到实际施工时，一些施工单位或贪图方便、或对检测方法不甚了解，在声测管中随意注入泥水或污水，放置一段时间后，泥水发生沉淀，可能出现探头通不到管底，或者影响桩底声波信号，出现假缺陷，导致误判。实践表明，泥水中含砂率越高，对桩底声测信号的影响越大;纯泥浆对声测信号基本无影响;污水则会影响超声波的传播及接收。在某桥桩直接注入受污染的水作声测管藕合剂，检测结果发现成批桩桩顶以下约2 m范围内无声波信号，疑似桩顶严重缺陷，但现场已凿除的桩头混凝土完整密实，故怀疑声测管中的水有问题，当用清水置换管中污水之后复测，结果显示该批桩桩顶质量均无异常，属于合格桩。
（6）桩身混凝土局部细小气泡的影响，当桩身混凝土局部气泡含量较大时，虽然气泡尺寸较小，对声波的传播路径影响不大，但由于空气的存在，对声波造成强烈的吸收衰减，导致声时基本正常，声幅超判据的情况。
（7）桩底沉渣的影响，当超声检测到桩底时，如果桩低沉渣太厚，就会出现桩底声速和首波幅度急剧下降的情况，此时声速在2.0 km/s以下。
（8）检测探头的影响，用不同的换能器进行测量，得到的首波波幅值差距也比较大。因此，不能生硬的比较不同探头检测的首波波幅，应作合理的分析。
（9）混凝土龄期的影响，混凝土声速随龄期的增加而上升。但在硬化初期，声速很低，与泥砂夹层难以区别，而且在硬化初期，混凝土对声能的吸收衰减较大，信号强度较低，所以应待混凝土龄期达到规范要求后，再进行声波透射法检测。
5结语
超声波透射法测桩技术是采用非金属超声波检测仪与柱状径向振动换能器（水下探头）作为检测系统，通过桩内预埋的声测管自下而上对桩身混凝土作全面、细致的检测，根据超声波在混凝土中传播的声学参数（声时、波幅、频率等）和波形的变化来分析、推定桩身的完整性，是迄今为止检测桩身完整性最直观、可靠的方法。随着科学技术的飞速发展，检测仪器性能的不断改进以及检测人员技术水平的不断提高，超声波透射法测桩技术将会进一步得到广泛的应用。
参考文献
[1]张炜熠， 高志民， 王繁兴. 超声波透射法在桩基完整性检测中的应用研究[J]. 山西建筑， 2017， 43（27）：2.
[2] 孙光乾， 吴迪. 超声波透射法在混凝土灌注桩检测中的应用[J]. 图书情报导刊， 2008， 18（10）：224-225.
作者简介：姓名：曾嘉，（1990—），性别：男，籍贯：湖南长沙，职称：工程师，学历：大学本科，研究方向：公路工程桥梁检测。