铁路工程混凝土灌注桩桩身完整性检测——声波透射法

混凝土灌注桩在铁路工程结构中的重要性不言而喻，而其要在整体结构中发挥出应有的作用，桩身完整性也需满足一定的要求。桩身完整性是反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合定性指标，进行检测时，声波透射法是其中常用的方法之一。
 
声波透射法指在混凝土桩身中预先埋置一定数量的声测管，通过超声波在桩身混凝土介质中传播并对被测混凝土介质的声学参数进行数理统计，利用桩身混凝土声学参数的变化来判别桩身的完整性，评定桩身缺陷的位置、范围和程度。
   
检测过程
在对某铁路项目混凝土灌注桩进行桩身完整性检测时，采用声波透射法，所用设备为基桩多跨孔超声波自动循测仪，设备型号为RSM-SY7（F）。受检基桩桩径为1000mm，设计强度为C35水下，施工工艺为旋挖成孔，设计桩长为51m，承载方式为嵌岩桩。
 
开展检测工作前，应做好检测前各项准备工作，收集相关设计及施工资料，了解与掌握桩基础概况及其周围地质条件等。
 
将各声测管内灌满清水，确保管内畅通无堵塞，在桩顶准确测量相应声测管外壁间净距离。充分检查仪器设备情况，检查换能器的完好状态，采用标定法确定仪器系统延迟时间，架起仪器台，调节线长，使发射器和接收器在管内保持同一高度，固定好滑轮。
   
将声测管进行编号，将相关信息输入于设备中，准备就绪后先进行试采，确定无异常后按要求进行检测。采用平测法，保持适中的提升速度分别对桩身1-2、1-3、2-3剖面进行测试，检测中若出现有声测参数异常的情况，可通过斜测、扇形扫射进行补测。
 
 
桩身完整性判定
铁路工程混凝土灌注桩进行桩身完整性检测时，根据一定的分类原则将桩身完整性分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4个类别，具体分类原则为：
Ⅰ类桩：桩身完整；
Ⅱ类桩：桩身存在轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；
Ⅲ类桩：桩身存在明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；
Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。
   
桩身完整性结果判定应结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD值判据、混凝土声速低限值等数据特征进行综合判定，具体完整性类别及对应特征如下：
Ⅰ类桩：各检测剖面的声学参数均无异常；或某一检测剖面个别测点的声学参数出现轻微异常，且其他剖面声学参数均无异常；
Ⅱ类桩：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现轻微异常，或某一检测剖面个别测点的声学参数出现明显异常；
Ⅲ类桩：某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常；或50%及以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常；或局部混凝土声速低于低限值；
Ⅳ类桩：50%及以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现严重异常；或桩身混凝土声速普遍低于低限值或无法检测首波或声波接收信号严重畸变。
 
根据《铁路工程基桩检测技术规程》（TB 10218-2019）中规定，Ⅰ类桩和Ⅱ类桩为合格桩，Ⅳ类桩为不合格桩，若检测结果为Ⅲ类桩，则需由工程建设方与设计方等单位研究，以确定处理方案或继续使用。
   
结语
声波透射法检测混凝土灌注桩桩身完整性不受桩长、桩径限制，图形直观，容易对检测结果进行分析，但需在混凝土浇筑前内埋声测管。由于布孔等条件限制，采用声波透射法检测大直径灌注桩的桩身完整性时，存在着较大的检测盲区，且桩径越大盲区越大，为尽可能避免误判、缺陷漏检等情况的发生，可结合钻芯法、钻孔摄像法等方法互相印证，确保检测结果的可靠性与准确性。