【 南京铭创测控】基桩超声检测缺陷准确定位研究探讨

近期，我们铭创团队收到检测单位的反馈：在做基桩超声波完整性检测时，检测数据中平测发现有缺陷。后来，通过斜测法对缺陷进行了准确定位，然后再根据定位来确定取芯孔的位置，最后取芯验证。可是，取芯结果还是没有取到缺陷。取芯结果跟声测结果不吻合。遇到这种情况时，检测人员很难对基桩完整性作出客观公正的评价。为此，我们铭创团队对这个问题展开了深入研究，取芯是否能取到缺陷的影响因素主要有两点：1，是否能通过声测准确定位缺陷，尤其是缺陷在水平方向的位置；2，取芯时是否能保持钻机的垂直度，尤其是在缺陷较深时，很容易取偏。由于我们从检测角度考虑这个问题，所以我们只研究第一点。下面我们就详细阐述一下我们的研究成果。

目前声测常用的是平测和斜测法。扇测法由于测试工作量很大，测试时测距是变化的，数据分析没有公认判据，所以使用很少。那么，研究平测和斜测结果定位缺陷大小和位置更有实际意义。通过我们研究发现，用平测和斜测定位缺陷大小和位置时，定位的准确性跟斜测角度关系很大。这是我们平时检测时忽略的一个重要影响因素。而我们目前能找到的依据：建筑规范要求斜测角度小于30度，铁路规范要求斜测角度不宜大于40度，公路规范未提及斜测角度的问题。我们的研究结果是，斜测角度越大，准确性越高，角度越小，准确性越低。

下面我们通过几个物理模型来说明这个问题，我们选择3个有代表性形状的缺陷来阐述：一个横向尺寸较大；一个竖向尺寸较大；一个横向竖向尺寸差不多。然后分别用30度和60度角度假设做斜测来判断缺陷的大小。

以上图中的矩形、椭圆和圆形是实际的缺陷，黄色区域是我们通过超声平测和斜测数据定位的缺陷大小，实际缺陷左右两侧的黄色三角区域是误判区域，我们可以看到，斜测角度60度时误判区域小于30度。由此可见，斜测角度越大，误判区域越小。当然我们还研究了更多角度下缺陷分析图，由于篇幅所限，我们就不一一列举了，结论是一样的。

在实际工程中，我们遇到缺陷形状往往都是不规则的。我们为了便于分析问题，我们用几个规则的缺陷作为例子，我们还发现，任意不规则形状的缺陷在斜测角度变化时，呈现的规律是一样的。就是斜测角度越大水平方向误判的区域越小。而水平方向误判区域越小，我们取芯验证的吻合度才能提高。有兴趣的读者，可以自己画任意形状缺陷在不同角度下的缺陷分析图，看看是否与我们的结论一致。

以上，我们只是从检测原理的角度分析这个问题，在实际工程检测中，能不能做到很大的斜测角度，还受仪器设备的性能限制。因为斜测角度大了，发射接收探头的信号会呈现指数衰减，信号衰减的很厉害，可能造成接收不到信号。所以，高功率、信号强的检测设备还是很有必要的。我们铭创团队研发的MC系列超声仪有很高信号接收能力。经过试验，在桩径2米内，可以做到斜测角度60度的正常测试。

工程实例：安徽某桥梁灌注桩检测，桩径1米，检测桩长26.6米。平测发现1-2剖面在4.2-4.9米位置有缺陷，1-3剖面在4.2-4.6米有缺陷，后来通过60度角度对1-2剖面进行斜侧，分析发现，缺陷在1号管附近。由于缺陷在浅部，决定开挖验证。

平测曲线

1-2斜测缺陷图

现场检测图

开挖仅在1号管附件进行，并没有大面积开挖，挖出的结果如图