隨著我國基礎設施建設的不斷推進,樁基工程在橋梁、高層建筑、港口碼頭等重大工程項目中扮演著至關重要的角色。樁基質量直接關系到整體結構的安全性與耐久性,因此,對樁身完整性進行高效、精準的檢測顯得尤為關鍵。近年來,多通道非金屬超聲波測樁儀因其高分辨率、強穿透能力及良好的環境適應性,逐漸成為樁基無損檢測領域的主流技術之一。然而,在面對巖溶發育區、軟硬互層、地下水豐富或存在夾層等復雜地質條件時,其檢測效果和適用性仍面臨諸多挑戰。 一、工作原理
基于聲波在混凝土介質中的傳播特性進行檢測。通過在預埋的聲測管中發射和接收超聲波信號,系統可獲取聲速、波幅、主頻及波形等參數,進而判斷樁身是否存在空洞、離析、縮頸、夾泥等缺陷。相較于傳統單通道設備,多通道系統可實現多個剖面同步采集,大幅提升檢測效率與空間分辨率,尤其適用于大直徑樁或群樁檢測。
二、復雜地質條件對檢測的影響
巖溶與溶洞區域
在喀斯特地貌區,地下常存在溶洞、裂隙或充填物不均現象。此類地質結構易導致超聲波路徑發生折射、散射甚至全反射,造成聲速異常或信號衰減嚴重,從而產生誤判或漏判。
軟硬互層地層
當樁穿越砂層、黏土層與風化巖交替的地層時,不同介質對超聲波的吸收與傳播速度差異顯著。若未對背景噪聲與真實缺陷信號進行有效區分,可能將地層界面誤判為樁身缺陷。
高含水率與泥漿干擾
在地下水位高或成孔過程中泥漿未全置換的工況下,聲測管內殘留泥漿或外部水壓變化會影響超聲波傳播路徑與能量,降低信噪比,影響檢測精度。
聲測管偏斜或堵塞
復雜地質條件下鉆孔易發生偏斜,導致聲測管不平行甚至局部堵塞,使得超聲波發射與接收路徑偏離理想狀態,影響數據一致性與解釋準確性。
三、多通道系統的適應性優勢
多剖面交叉驗證:通過多個通道同步采集不同剖面數據,可有效識別局部異常是否具有空間連續性,從而排除由地質突變引起的假象。
高采樣密度與智能算法:現代設備普遍配備高頻率采樣與AI輔助分析模塊,能自動濾除噪聲、補償路徑偏差,并對復雜波形進行特征提取,提升判讀可靠性。
三維成像能力:部分系統支持三維重構技術,可直觀呈現樁身內部結構,有助于在復雜背景下準確定位缺陷位置與形態。
四、提升適應性的技術對策
優化聲測管布設工藝:確保聲測管垂直、平行且暢通,必要時采用導向裝置或加強固定措施,減少因地質擾動導致的安裝偏差。
結合地質勘察資料:在檢測前充分掌握場地巖土工程參數,建立地質—聲學響應模型,輔助判讀異常信號的真實來源。
引入多方法融合檢測:將超聲波法與低應變反射波法、鉆芯法等互補技術結合,形成綜合判識體系,提高結論的可信度。
開發自適應信號處理算法:針對不同地質背景,動態調整濾波參數與閾值設定,提升系統在強干擾環境下的魯棒性。