声波透射法基桩完整性检测及缺陷判定分析

本文结合岩联小编的实际工作，对声波透射法基桩完整性的检测及缺陷判定进行分析，旨在为从事该项工作的同仁提供参考，可能不尽全面、准确，欢迎同仁指正并进一步交流。

1对于缺陷程度及范围的判定需要结合平测、斜测或扇形测试的两种测试方法综合测定：

换能器同步平测测试速度快、效率高，可作为是否存在缺陷的初步判断依据；但仅依据平测的数据进行完整性判定，其准确性降低，因此尤其是对于缺陷范围及其严重程度进行判定时，应至少结合斜测、扇形测试中的种方法。

例如：某工程21－ 1＃基桩为采用钻孔、反循环工艺施工的灌注混凝土摩擦桩，设计桩径1．5m、设计桩长49． 5m、预埋4根声测管，采用声波透射法平测法测试、测点间距0．25m，其中1－2、1－3、1－4 剖面在13．2～14米处同时出现声参量异常（如图2所示），异常范围的波速比平均波速下降15％、幅度比平均幅度

下降30dB，而其他剖面在此位置无明显异常，初步判断因此该桩在13～14米处存在异常（缺陷），且缺陷区在I号声测管所在的方位，但无法判定缺陷范围，进而将其归入II类还I是III类桩。为确定缺陷的严重程度和范围，在1－2、1－3、1－4 剖面，从9～19m的范围内，分别作收、发换能器约45°倾斜的双向斜测，测点间距为10cm，斜测结果如图3所示，通过每一剖面、每一方向斜测的数据，确定其斜测的各个声参量异常的测线，各剖面的异常测线的包络范围如图上阴影部分所示，可以看出1－3、1－2、1－4 剖面的径向缺陷尺寸依次增大，且1－3、1－2 剖面未超过1／2测距，因此该缺陷是靠近1号声测管方向的缩径类缺陷；从缺陷范围上看纵向尺寸在0．8m左右、径向尺寸小于桩径的四分之一，从缺陷区声参量及波形上看声参量幅度不太大、且波形基本完整，因此将此缺陷判定为轻微缺陷，该桩判为II类桩。

2应正确理解并处理相关规范中关于桩身完整性的判定：

基桩检测的相关规范中，根据桩身是否存在缺陷及存在缺陷的严重程度，将桩的完整性分为I、II、III、IV共四个类别：并依据各检测剖面的声学参数异常点的分布情况及异常点的偏离程度，决定被测桩的完整性类别；对实际的检测数据，采用概率法确定声速临界值来评判声速是否异常，采用平均幅度减去6dB作为幅度临界值来评判幅度是否异常。

但由于混凝土是集结型的复合材料，多相复合体系，分布复杂界面（骨料、气泡、各种缺陷），因此其检测的声参量数据波动较大；加上灌注桩的混凝土需要自密实、地质条件以及成桩工艺复杂等情况，其声参量的波动性就更大了，因此在实际测试的过程中完全不出现异常测点的可能性较小，因此不能机械地理解并执行规范中桩身完整性的判定标准（规范对声参量异常判断均采用“可判断”），否则工程上很难有I类桩，也不符合桩的完整性分类的定义。

因此上述理论异常点只是可能的缺陷点，应根据以下五个方面进行综合判定：①异常点的实测声速与正常混凝土声速的偏离程度；②异常点的实测幅度与同一剖面内正常混凝土幅度的偏离程度；③异常点的波形与正常混凝土的波形相比的畸变程度；④异常点的分布范围及其他剖面异常点的分布情况；⑤桩的类型（摩擦型或端承型）、地质情况及成桩工艺，桩的类型及地质情况决定了桩身混凝土的压应力及弯矩大小随深度的变化规律，因此相同大小及程度的缺陷在桩身不同深度对该桩是否达到设计要求的影响程度差别较大，应适当加以区分。

3声学参量与缺陷性质的关系

混凝土内部存在缺陷必然会引起声参量的变化或波形畸变，但目前并未建立声参量的变化或波形畸变与缺陷性质之间的良好对应关系，仅结合结构和桩基础混凝土检测或试验的工作给出如下体会，供大家参考：

①对于因混凝土离析造成的骨料堆积、砂浆少的缺陷，由于骨料声速高于砂浆，因此该缺陷处的声速基本不会比正常混凝土低甚至偏高，但声波经过的界面明显增多，导致幅度下降。相反对于骨料少而砂浆多的低强区，其波速偏低，但幅度基本不变甚至偏高。

②对于因坍塌形成的缩径、夹泥（砂）缺陷，导致该处的声速、幅度较正常混凝土均有明显的下降，因缺陷介质的声速低于混凝土、衰减系数高于混凝土，可通过斜测或扇测确定缺陷的径向尺寸范围及位置，确定其缩径、夹泥（砂）的位置及范围。

⑧桩底一段深度范围内的波速和幅度的明显下降表明桩底存在一定厚度的沉渣，因清孔未彻底遗留的成孔过程中的地层松散体，成分复杂、波速低、衰减大。

④桩头部分波速和幅度明显、缓慢下降一般表明该范围内浮浆过多、强度较低，因灌注桩浇筑工艺会导致在浇筑过程中上部骨料较少、浮浆及气泡较多，若浇筑到桩头部位时上述浮浆未排除会造成波速、幅度及强度降低。

⑤若导管提升不当，或施工故障导致停留时间过长，拔管清理不净、二次浇筑，形成断桩，造成声速和幅度的急剧下降、波形严重畸变或无接收波形，且所有剖面的大致相同的深度范围均存在上述异常情况。

对于缺陷的性质除根据声参量的变化情况外，还必须结合地勘报告、施工工艺、甚至施工记录（参考）综合分析，进行判断。