目前,更有效的无损检测方法是声学透射法,通过径向传感器上下移动预埋声学测量管,读取声学时间、声幅、频率等声学参数,详细查明桩体内部缺陷和性质、深度位置、范围大小、严重程度等。但在灌注桩浇筑后进行试验时,不能测量预埋在桩中的声学测量管之间的实际间距,只能测量暴露在桩顶外的声学测量管外壁之间的间距。假设这个间距是桩体任意位置的两个声学测量管之间的间距。在检测过程中,声学测量管预埋时应尽可能平行。如果不平行,误差较大,对检测值的分析和桩体完整性的评价有很大影响,甚至造成误判。
声测管的埋设数量在建筑、铁路、公路等领域有所不同,一般根据桩径从小到大埋设2~4根。声测管应平行,否则会对试验结果产生很大影响,甚至导致试验方法失效。JGJ 106—2003以建筑基桩检测技术规范为例,声测管埋断面。声测管应采用钢管,桩体长度小于15 m短桩,硬质PVC塑料管。声测管的内径应为50~60 mm。各段声测管应与外套连接,保持直,管下端应封闭,上端应覆盖,管内无异物。声测管的埋深应与灌注桩底部平整,管口应高于桩顶100 mm以上,各声测管口高度应一致。声测管应牢牢固定在钢筋笼内侧。
每2 钢管m设一个固定点,直接焊在架立筋上。对于无钢筋笼的部位,声测管可用钢筋支架固定。
声测管斜弯分析在进行灌注桩声波检测中,由于桩身已浇筑完成,各检测点的间距无法量测,而是依据桩顶声测管外壁间距l 0计算。因此,声速不直接测试,根据仪器测量混凝土中各测点声波的传播时间计算:
在实际施工过程中,由于安装工艺和钢筋吊装的影响,声学管道很难保持绝对平行。如果安装操作不当或声学管道连接固定不良,可能导致声学管道严重倾斜、弯曲、翘曲,使同一部分桩体不同位置的测距差异较大。当声学管道平行误差较大时,可能无法分析测试数据,导致测试失败。
某施工现场进行检测时,发现施工现场部分桩沿桩长方向在同一检测截面上的波速不同,有的甚至相差1 500 km/s。经初步分析,可能是声测管在预埋过程中不平行或变形。同时,在施工现场发现了另一个灌注桩,桩径1.2 m,桩长22 m,成孔已完成,钢筋笼已吊装,正准备浇筑。桩预埋3根声测管,每段长6 m,接头通过焊接连接。声测管安装在钢笼内,焊接在钢筋上。肉眼观察发现声测管不平行,于是下到孔中测量管间距。根据建筑基桩检测技术规范,对三个声测管进行编号1#,2#和3#。桩深0 以桩顶为桩深m,每隔1 m测量一次,将各声测管实际管间距与桩顶测量理论间距进行比较。
可以看出,三根声学测量管不相互平行,每个测量段的实际管间距与桩顶测量理论间距较大,23个测量段的最大误差为210 mm,波速误差将达到30%,影响桩体数据分析和完整性评估。
由于声测管埋设不平行,用声波透射法检测的结果将发生变化,在同一工地,对编号为12-4#桩进行检测,检测结果曲线见图5。可以清楚地看到,每个测试面的平均波速相差很大,13管剖面的平均波速最大,23管剖面的平均波速最小,最大波速与最小剖面的差为1 539 km/s,三个检测剖面的平均波速为4 302 km/s,最大误差占平均值35.68%。由于声测管埋设不平行,检测误差非常明显。特别是对于桩径较小的桩,由于声测管间距相对较小,误差可能会放大。显然,这种测试结果不能使用。然而,在同一施工现场了解声测管的预埋情况,主要是由于声测管的预埋不平行,因此可以在斜管校正后分析桩的检测结果。
斜管校正与缺陷分析当同一根桩各剖面出现波速变化较大、实测声速曲线变化较大时,应先对实测数据和实测曲线进行分析,可能是声测管斜弯,也可能是桩身存在缺陷,因此必须做出准确判断。斜管的波形、曲线和桩身缺陷的波形、曲线是有区别的。