1、引言
混凝土灌注樁因其成樁質(zhì)量受場地工程地質(zhì)條件、成樁工藝、機(jī)械設(shè)備、施工人員、管理水平等諸多因素的影響，較易產(chǎn)生夾泥、斷裂、縮頸、離析、樁底沉渣較厚及樁頂混凝土密實(shí)度較差等質(zhì)量缺陷，危及主體結(jié)構(gòu)的正常使用與安全，甚至引發(fā)工程質(zhì)量事故，因此加強(qiáng)對樁基礎(chǔ)質(zhì)量的檢測工作十分必要。目前規(guī)范上采用的基樁完整性檢測方法主要有：低應(yīng)變動(dòng)測法、聲波透射法、鉆芯法、高應(yīng)變動(dòng)測法，與其他方法相比，聲波透射法有如下優(yōu)點(diǎn)：
?、贆z測全面、細(xì)致，檢測范圍可覆蓋整個(gè)樁長的各個(gè)斷面，無檢測“盲區(qū)”；
②檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可以較為準(zhǔn)確測定各缺陷在深度方向的準(zhǔn)確位置和范圍、徑向的范圍，便于分析及對缺陷的處理；
?、鄄皇軜堕L、樁徑及場地的限制。
?、軝z測較為快捷、方便。
因此該方法已成為大直徑、長樁長的混凝土灌注樁完整性檢測的重要手段。
2、檢測原理
如圖1所示，在被測樁內(nèi)預(yù)埋若干根豎向相互平行的聲測管作為檢測通道，將超聲脈沖發(fā)射換能器與接收換能器置于聲測管中，管中注滿清水作為耦合劑，由儀器的發(fā)射換能器發(fā)射超聲脈沖，穿過待測的樁體混凝土，并被儀器所接收，判讀出超聲波穿過混凝土的聲時(shí)、接收波首波的波幅以及接收波主頻等參數(shù)。超聲脈沖信號在混凝土的傳播過程中因發(fā)生繞射、折射、多次反射及不同的吸收衰減，使接收信號在混凝土中傳播的時(shí)間、振動(dòng)幅度、波形及主頻等發(fā)生變化，這樣接收信號就攜帶了有關(guān)傳播介質(zhì)（即被測樁身混凝土）的密實(shí)缺陷情況、完整程度等信息。由儀器的數(shù)據(jù)處理與判斷分析軟件對接收信號的各種聲參量進(jìn)行綜合分析，即可對樁身混凝土的完整性進(jìn)行檢測，判斷樁基缺陷的程度并確定其位置。
3、工程實(shí)例
長沙某工程設(shè)計(jì)樓高33層，基礎(chǔ)采用人工挖孔樁。設(shè)計(jì)樁身直徑800mm~1600mm，樁身砼強(qiáng)度等級C30，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，基樁施工前場地整體開挖約6m，大部分樁開孔為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，場地所處地勢較高，樁基施工時(shí)基本無地下水。澆灌的混凝土為商品混凝土，按常理不應(yīng)該在樁上部出現(xiàn)大的缺陷。據(jù)要求對該工程的34根樁進(jìn)行了聲波透射法檢測，發(fā)現(xiàn)有幾根樁近樁頭部分無首波信號，尤其是48#樁在距樁頂0.00~1.80左右無首波信號，其檢測波列見圖2。此樁的樁頭部分砼較好，施工中未見異常情況發(fā)生。超聲檢測從樁底向上進(jìn)行，設(shè)備一直處于正常工作狀態(tài)，排除管內(nèi)水及儀器系統(tǒng)原因，此樁在進(jìn)行超聲波檢測之前進(jìn)行過低應(yīng)變檢測（見圖3），從動(dòng)測波形上并未發(fā)現(xiàn)有任何缺陷，況且在聲波透射法檢測中如果無首波信號，樁身在動(dòng)測波形中會(huì)有較大的缺陷反應(yīng)存在。
4、檢測時(shí)無首波現(xiàn)象要因分析
從超聲脈沖檢測原理及現(xiàn)場檢測，對聲波透射法檢測中產(chǎn)生無首波現(xiàn)象做如下分析：
?、贆z查聲測管內(nèi)是否注滿清水（耦合劑），如果在采樣狀態(tài)下，迅速往聲測管注滿水（以防聲測管破裂造成的水大量外流），至現(xiàn)象消除，否則將換能器提出聲測管，相互靠近放在空氣中，采樣并觀察是否有接收波形，如無接收波形，則可能為設(shè)備系統(tǒng)故障。
?、趯⒐收系脑O(shè)備換上平面換能器，將平面換能器的輻射面平行相對靠近進(jìn)行采樣，如波形正常，證明超聲儀正常，僅僅是徑向換能器故障。
若判斷換能器故障時(shí)，接上徑向換能器進(jìn)行采樣，如發(fā)射換能器發(fā)出響聲、無接收波形，則接收換能器故障；
如發(fā)射換能器無響聲，僅將發(fā)射換能器更換成平面換能器，將平面換能器的輻射面對準(zhǔn)徑向換能器的輻射體（中間部位）進(jìn)行采樣。如有波形，則接收換能器完好、發(fā)射換能器故障。否則，收、發(fā)徑向換能器均有故障。如果以上兩種原因均不存在，則可能是樁身存在嚴(yán)重缺陷。
?、墼跇渡頍o首波部位向上或向下測點(diǎn)有首波，且首波漸變的，說明無首波原因是樁身存在嚴(yán)重缺陷所致。通過平測、斜測或扇形測試的方法綜合評定缺陷程度及范圍。如果出現(xiàn)無首波現(xiàn)象是突變的，且其上測點(diǎn)均無首波現(xiàn)象，且樁頭部分樁身混凝土較好，應(yīng)為聲測管外壁與樁身混凝土脫空所致，最主要原因是在剔除樁頭（使用機(jī)械設(shè)備）時(shí)，引起聲測管與混凝土脫離（產(chǎn)生間隙）或者混凝土局部破損（產(chǎn)生裂隙）而造成，亦或是在樁身強(qiáng)度較低時(shí)對聲測管來回碰撞等導(dǎo)致聲測管外壁與樁身混凝土脫空，此現(xiàn)象雖然很少發(fā)生，且只發(fā)生在樁的上部，但不宜忽視。
5、結(jié)語
通過分析聲波透射法檢測無首波現(xiàn)象產(chǎn)生原因，說明預(yù)埋超聲管時(shí)不要出露樁頭過長（建議不超過30cm），最好待樁身砼達(dá)到一定的強(qiáng)度后再開挖承臺土體及剔除樁頭工作，以免產(chǎn)生聲測管外壁與樁身混凝土脫空現(xiàn)象。在聲波透射法檢測中若遇到樁身上部無首波現(xiàn)象時(shí)，不要肯定地認(rèn)為是樁身缺陷所致，應(yīng)分析原因，采用多種方法論證，達(dá)到客觀評價(jià)樁身完整性。
