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超声波透射法在桥梁基桩质量检测中的应用研究

文档作者：施彪文档来源：甘肃省交通科学研究院集团有限公司		更新日期： 2026年08月24日	点击数：
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工程技术研究 第 10 卷 总第 183 期 2025 年 4 月 工程前沿
摘要：桥梁基桩作为承载桥梁结构的基础，其质量状
况与桥梁的整体安全性和稳定性息息相关。然而，以
往采用的桥梁基桩质量检测手段不仅操作流程烦琐，
成本高昂，而且可能对环境造成不可忽视的影响。因
此，寻找一种高效、准确且无损的检测技术成为当前
研究的热点。超声波透射法作为一种无损检测技术，
其能深入材料内部并反映材料结构状态，逐渐被应用
于桥梁基桩质量检测中。通过超声波在基桩内部传播
时的反射和透射特性，有效评估桩体的密实度、完整
性及是否存在裂缝或空洞等缺陷。基于此，文章概述
了超声波透射法，分析了超声波透射法在桥梁基桩质
量检测中的具体应用，旨在为该项技术的运用提供理
论支持。
关键词：超声波透射法；桥梁基桩；质量检测
Abstract: As the foundation bearing bridge structure, the quality of bridge foundation piles is closely related to the
overall safety and stability of the bridge. However, the quality detection methods of bridge foundation piles used
in the past are not only cumbersome and costly, but also may cause a non-negligible impact on the environment. Therefore, finding an efficient, accurate and nondestructive
detection technology has become a hot topic in current
research. As a nondestructive detection technology, ultrasonic
transmission method can penetrate into the material
and refl ect its structural state, which is gradually applied to
the quality detection of bridge foundation piles. Through the refl ection and transmission characteristics of ultrasonic
wave propagating inside the foundation piles, the compactness,
integrity and whether there are cracks or voids in the piles can be effectively evaluated. Based on this, this paper outlines the ultrasonic transmission method, and
analyzes the specifi c application of ultrasonic transmission
method in the quality detection of bridge foundation piles,
aiming to provide theoretical support for the application of
this technology.
Keywords: ultrasonic transmission method; bridge foundation
pile; quality detection
分类号：U443.15
桥梁基桩作为桥梁结构中至关重要的支撑元素，
其质量状况对桥梁的安全性与稳固性具有直接且决定
性影响。近年来，非破坏性检测技术不断发展，超声
波透射法是一种高效、无损的检测手段，在桥梁基桩
质量检测中受到越来越广泛的关注。
1 超声波透射法概述
1.1 基本原理
超声波透射法是一种基于超声波传播特性的无损
检测技术，通过利用超声波在基桩内部介质传播过程
中的反射、折射及衰减等特性，对桩体的完整性和质
量状况进行科学评估 [1]。超声波是一种机械振动波，
其传播速度、频率和波形受到传播介质的密度、弹性
模量及内部结构的影响 [2]。因此，当超声波通过不同
性质的介质或遇到介质不连续（裂缝、空洞或材料缺陷）
时，传播特性会发生显著变化，这可以通过检测设备
捕捉并加以分析 [3]。
作者简介： 施彪，男，本科，工程师，研究方向为公路隧道工程质
量检测。
超声波透射法在桥梁基桩质量检测中的应用研究
Research on the Application of Ultrasonic Transmission Method in the
Quality Detection of Bridge Foundation Piles
施 彪
SHI Biao
甘肃省交通科学研究院集团有限公司，甘肃 兰州 745399
Gansu Provincial Transportation Research Institute Group Co., Ltd., Lanzhou 745399, Gansu, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2025.07.011 .
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工程前沿 2025 年 第 07 期 总第 183 期 工程技术研究
1.2 主要类型
（1）平测法。在平测法中，将发射与接收换能器
分别置于同一横截面的两根管道内，并确保其处于同
一水平线上，随后按照既定步骤自下而上同步提升，
并保持各测点测距相等，测线平行 [4]，主要适用于全
桩各个检测剖面的普查。
（2）斜测法。斜测技术主要分为两面斜测与一面
斜测两大类，因两者能相互校验备受青睐。执行两面
斜测时，第一次探测阶段中，发射换能器会被安置在
接收换能器的上方；第二次则相反，但两者的高度差
需要保持一致。
（3）扇形扫测法。扇形扫测法是将两个换能器分
别设定在特定的海拔高度，并置于不同位置，以此形
成扇面形态的探测路径。鉴于各测量点的间距存在差
异，因此在扇形测量中，各测点的波幅并不具备可比性。
1.3 检测流程
在超声波透射法检测过程中，需要将发射和接收
换能器正确放置于声测管内，并确保换能器能顺利进
行升降操作。换能器的放置位置必须稳定，以免位置
偏移影响信号的传输和接收 [5]。
当发射和接收换能器设置完成后，测试人员需要
确保换能器在维持相同高度或恒定高度差的前提下，
从管道底部起始，自下而上精确测量超声波振幅、接
收波频率等相关参数。为确保数据的可靠性，完成一
套超声波导管测试后，还需要随机抽取现场 10% ～
20% 的测点进行复测，增强数据的可信度。
2 超声波透射法在桥梁基桩质量检测中
的具体应用
2.1 准备工作
（1）明确桩体检测位置和范围。根据工程图纸和
施工记录，明确需要检测的基桩编号及钻孔位置。检
测前，对桩顶进行清理，确保探头能稳定放置，避免
杂物影响信号传播。
（2）钻孔处理。检查钻孔的深度和直径是否符合
设计要求。若钻孔内存在泥浆、杂质或堵塞等情况，
需要使用高压水泵清洗钻孔内壁。
（3）设备准备。选择超声波透射法检测仪器，并
配备相应频率的发射探头和接收探头。在现场使用标准
试块进行设备校准，确保声速和幅值测量精度达到要求。
2.2 判断标准
依据相关规定，对测试结果进行详细的分析、处
理及判定。基桩桩身完整性判定如表 1 所示。
表 1 基桩桩身完整性判定表
完整性类别 特征
Ⅰ 所有探测断面的声波指标均显示正常，未观测
到低于极限速度的异常情况
Ⅱ 在部分探测断面内，尽管某些测点的声波数据
出现波动，但声波速度依旧高于极限值
Ⅲ
在同一探测断面内，多个测点的声波参数发生
变化，或同一深度范围内两条及以上测线的声
波参数出现变动
Ⅳ
桩体混凝土中的总体超声波速度低于极限值，
或未能探测到首波，以及接收的声波存在严重
失真现象
根据声波参量、波形特点等数据，可以判断基桩
的整体质量。基桩强度判断依据如表 2 所示。由表 2
可知，完好基桩的声时均匀，波幅未出现显著衰减，
波形呈正常状态，表明桩体内部结构均匀且强度可靠。
离析基桩的声时有所增大，波幅出现一定程度的衰减，
波形轻微畸变。断裂基桩则表现为声时显著增大，波
幅大幅衰减，波形严重畸变。
表 2 基桩强度判断依据表
质量类型 声时 波幅 波形
完好 均匀 无大衰减 正常
离析 增大 有衰减 畸变
断裂 显著增大 明显衰减 严重畸变
2.3 应用实践
2.3.1 工程概况
某桥梁工程位于主干道交会处，全长 800 m，采
用桩基础结构，增强地基稳定性和承载力。工程基桩
直径 1.2 m，平均桩长 30 m，共设置 120 根基桩，分
布于桥台和桥墩下方。施工区域地质条件复杂，存在
软土层和夹杂卵石层，可能对基桩质量产生影响，因
此工程对基桩完整性要求严格。在施工完成后，全面
的基桩质量检测工作应采用超声波透射法。该方法能
重点检测桩身混凝土的均匀性和完整性，从而确保桥
梁基桩的质量符合安全标准。
2.3.2 应用分析
该桥梁工程中的 0 ～ 1 号桩，采用超声波透射法
进行了详细的质量检测。检测过程中，研究团队对基
桩的不同深度剖面进行逐一分析，发现剖面在深浅程
度上存在一定差异。在各个测点位置上，声波的传播
速度稳定，波形清晰，没有出现声速低于设计限值的
现象，同时波幅未出现明显衰减，信号稳定且无畸变。
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工程技术研究 第 10 卷 总第 183 期 2025 年 4 月 工程前沿
这表明该基桩的桩身混凝土材料均匀，内部结构完整，
没有出现离析、空洞、裂缝等常见缺陷。0 ～ 1 号基
桩 波幅-声速-功率谱密度（power spectral density,
PSD）曲线关系如图 1 所示。根据这些检测结果，结
合超声波透射法的检测标准，可以准确判断该基桩属
于Ⅰ类基桩，即质量完全合格，没有发现任何明显的
缺损或异常现象。
深度 /m
声速 /km·s-1
波幅 /dB
（a）AB 剖面图
深度 /m
声速 /km·s-1
波幅 /dB
（b）AC 剖面图
深度 /m
声速 /km·s-1
波幅 /dB
（c）BC 剖面图
图 1 0 ～ 1 号基桩波幅 - 声速 -PSD 曲线关系图
在该桥梁工程的基桩质量检测过程中，针对 0 ～
2 号桩应用了超声波透射法进行详细检查。检测时，研
究团队对基桩进行了多点剖面测量，特别关注基桩深度
为 70 ～ 800 cm 的区域。0 ～ 2 号基桩波幅 -声速-PSD
曲线关系如图 2 所示。由图 2 可知，该区域的超声波
信号反映了明显的缺陷信号，声速低于 3 000 m/s，且
PSD 和波幅指标均未达到规定标准。结合这些检测数
据，可以确认该区域存在断桩现象，即桩身在该处发
生了严重的断裂或松动，无法承担设计所需的载荷。
经过综合分析，依据超声波检测法与芯检结果的双重
验证，最终确定该基桩属于Ⅳ类基桩，即质量为极不
合格的桩体。根据桥梁工程的安全管理规范，对于Ⅳ
类基桩，必须进行加固或重新施工，确保桥梁的稳定
性和安全性。因此，对于 0 ～ 2 号桩，需要立即采取
相应的处理措施，包括桩身的加固处理或重新浇筑。
2.3.3 注意事项
（1）超声波透射法的检测精度受设备选择和操作
条件的影响较大。因此，在实际应用中，必须根据基
桩的具体结构、材料特性和施工环境，选择合适的超
声波探头频率与传输方式。
（2）超声波信号的传播速度受桩身混凝土质量、
密实度及含水率等因素的影响。在进行检测时，应确
保桩体周围没有过多的杂物或障碍物，避免影响信号
的传播。
（3）检测结果应结合其他检测方法进行综合分析。
单一的超声波透射法可能无法全面评估基桩质量，通
过结合静载试验或钻芯检测等方法，为判断基桩的质
量提供更加精准的数据支持，确保桥梁的安全性。
3 结束语
文章主要对超声波透射法在桥梁基桩质量检测中
的应用展开研究，发现超声波透射法作为一种非破坏
性检测技术，其能有效识别基桩桩身的质量缺陷，尤
其在检测桩体内部的混凝土均匀性、完整性及结构异
常方面具有显著优势。通过应用超声波透射法，能准
确捕捉桩身的声速、波幅及波形变化，及时发现离析、
空洞、裂缝等问题，判定桩体的完整性等级，从而确
保桥梁基桩的施工质量。因此，超声波透射法在桥梁基
桩质量检测中具有广泛的应用前景和重要的实践价值。
参 考 文 献
[1] 翟晓强.基于超声波透射法的大型桥梁基桩内部缺陷检测方法
[J].重庆建筑，2024，23（9）：56-58.
[2] 欧活谊.公路桥梁基桩检测中超声波透射法的运用研究[J].交通
科技与管理，2023，4（19）：61-64.
[3] 黄鹤轩.灰色综合评估法在超声波透射法检测基桩混凝土质量中
的应用研究[D].合肥：安徽建筑大学，2020.
[4] 向子明.基于超声波透射法的大直径桩基缺陷检测研究[J].公路
与汽运，2020（5）：129-133，144.
[5] 纪健，李坤.含空洞缺陷桩基超声波透射法多物理场数值模拟[J].
河北地质大学学报，2024，47（3）：44-50.
深度 /m
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（a）AB 剖面图
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图 2 0 ～ 2 号基桩波幅 - 声速 -PSD 曲线关系图

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