一种多道桩长检测方法与流程

本发明涉及桩长检测领域的技术领域，具体地指一种多道桩长检测方法。

背景技术：

低应变动测法(lowstrainintegritytesting)是采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线。通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。在桩顶竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等)或沿桩身截面面积发生变化(如缩颈或扩颈)时，将产生反射波，经接收、放大、滤波和数据处理后，可识别来自不同部位的反射信息。通过对反射信息进行分析，判断桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度及其位置。

无损检测(nde，non-destructiveexamination)，指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。

现有测桩长技术主要有钻芯法，低应变反射波法，旁侧钻孔测桩法三种，其中钻心法需要对桩基从上到下钻孔取芯，效率低下，且破坏了桩的结构完整性，其优点是结果准确，通过钻孔电视能看清桩基锻炼或不密实状况。低应变反射波法属于无损检测方法，效率高，但该方法对数据采集要求非常高，类似单点零偏移距反射法，单道信号分析困难，主要针对施工中的桩基检测，需要在桩头上测量，对已完工的工程，没有合适的检测条件。旁侧钻孔测桩法，是在桩基附近打钻，通过在桩基上激发，孔中接收的方法测桩的完整性，利用了地震折射波的原理，效率低下，适合对既有工程中的桩基完整性检测。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能无损检测、且检测结果精度高的多道桩长检测方法。

本发明的技术方案为：一种多道桩长检测方法，包括如下步骤：

1)测点布置：沿桩身的主轴方向设置有若干个成排间隔布置的接收点，每个所述接收点设置有用于接收振动波信号的传感器，若干个所述接收点的上方或者下方布置有一个激发点；

2)数据采集：敲击激发点产生激发信号，在若干个所述接收点同步接收振动波信号；

3)直达波与桩底反射波的拾取：对步骤2)采集的振动波信号中逐道拾取直达波起跳时间和桩底反射波起跳时间，得到若干个直达波起跳散点和桩底反射波起跳散点；

4)拾取线的拟合：对步骤3)拾取的直达波起跳散点和桩底反射波起跳散点，采用直线方程进行直线拟合，以接收点到激发点距离为横坐标x，分别以拾取的直达波起跳时间、桩底反射波起跳时间为纵坐标y，得到直达波直线方程和反射波直线方程；

5)双程时间计算：根据直达波直线方程和反射波直线方程，计算得到桩底到激发点的双程时间ts；

6)桩底到激发点的距离计算：桩底到激发点距离l＝ts×v/2，其中，ts为双程时间(s)，v为桩身弹性波速度(m/s)；

7)桩体埋深计算：桩体埋深h＝l-h，其中，l为桩底到激发点的距离(m)，h为激发点到地面的高度(m)。

上述技术方案中，所述步骤1)中，若干个所述接收点为自上而下顺序依次布置的接收点r1、接收点r2···接收点rn，其中n＞3；相邻两个接收点之间的距离dx相等。

上述技术方案中，所述步骤4)中，所述直达波直线方程的斜率绝对值与反射波直线方程的斜率绝对值相等。

上述技术方案中，所述步骤5)中，若激发点布置在若干个所述接收点的上方，根据直达波直线方程和反射波直线方程计算出交点位置处的起跳时间即为双程时间ts。

上述技术方案中，所述步骤5)中，若激发点布置在若干个所述接收点的下方，根据直达波直线方程和反射波直线方程计算出任意位置处的起跳时间之差为双程时间ts。

上述技术方案中，所述步骤6)中，所述桩身弹性波速度v为直达波直线方程的斜率绝对值或者反射波直线方程的斜率绝对值。

与现有技术相比，本发明的优点有：

其一，本发明的检测方法通过多个激发点有规律的安装在桩侧壁上，敲击桩体，多道传感器能分别接收到震源直达的和桩端反射的弹性波信号，并在此基础上进数据处理以达到测桩长的目的，检测精度高，而且填补了桩端被掩盖情况下桩长检测的空白，克服了采用现有低应变法存在采集位置要求局限于桩端的缺陷。

其二，本发明的检测方法与传统的钻孔电视法、旁侧钻孔测桩法相比，采用无损方法测量多道弹性波在桩基中的直达波和反射波，进而分析桩基长度和缺陷，操作简单，效率高，成果直观，填补了既有桩基长度无损检测的空白。

其三，本发明的检测方法适用于有桩身出露的桩体埋深检测，该方法在获得桩体埋深的同时还能提取桩体的真实速度，测量结果误差小、适用范围广、实用性强。

附图说明

图1为本发明多道桩长检测方法的流程图；

图2为本发明测点布置的示意图；

图3为本发明实施例中拾取线的拟合的示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示的一种多道桩长检测方法，包括如下步骤：

1)测点布置：如图2所示，沿桩身的主轴方向设置有若干个成排间隔布置的接收点，每个所述接收点设置有用于接收振动波信号的传感器，若干个所述接收点为自上而下顺序依次布置的接收点r1、接收点r2···接收点rn，其中n＞3；相邻两个接收点之间的距离dx相等，若干个所述接收点的上方布置有一个激发点s；

2)数据采集：采用小锤敲击激发点产生激发信号，在若干个所述接收点同步接收振动波信号；

3)直达波与桩底反射波的拾取：对步骤2)采集的振动波信号中逐道拾取直达波起跳时间和桩底反射波起跳时间，得到若干个直达波起跳散点tz(h,n)和桩底反射波起跳散点tf(h,n)，其中h为接收点到激发点的距离，n为接收点序号；

4)拾取线的拟合：如图3所示，对步骤3)拾取的直达波起跳散点和桩底反射波起跳散点，采用直线方程进行直线拟合，以接收点到激发点距离为横坐标x，分别以拾取的直达波起跳时间、桩底反射波起跳时间为纵坐标y，得到直达波直线方程和反射波直线方程，所述直达波直线方程的斜率绝对值与反射波直线方程的斜率绝对值相等，所述直达波直线方程的斜率绝对值或者反射波直线方程的斜率绝对值为桩身弹性波速度v。

5)双程时间计算：根据直达波直线方程和反射波直线方程计算出交点位置处的起跳时间即为双程时间ts；

6)桩底到激发点的距离计算：桩底到激发点距离l＝ts×v/2，其中，ts为双程时间(s)，v为桩身弹性波速度(m/s)，；

7)桩体埋深计算：桩体埋深h＝l-h，其中，l为桩底到激发点的距离(m)，h为激发点到地面的高度(m)。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。