CN105064423A - 既有建筑物基础桩投影检测法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既有建筑物基础桩投影检测法，其步骤包括为(1)在待检测的既有建筑物的基础桩设置检测点；(2)在柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面的检测点上分别安装信号接收装置；(3)信号接收装置与信号处理装置连接；(4)在检测点边上瞬间给予激振信号，信号接收装置收集反射信号并输入信号处理装置进行信号处理，得到时程曲线图和振幅谱图。本发明具有的优点是：可以直接在既有建筑物的基础桩上进行测量，无需进行大面积高强度施工，也不用破坏基础桩及既有建筑物，采用垂向(纵向)激振检测，可以快捷、准确、经济、无损得出基础桩情况，消除安全隐患，具有适用范围广、精度高。

Description

既有建筑物基础桩投影检测法

技术领域

本发明涉及建筑物基础桩检测领域，尤其是一种既有建筑物基础桩投影检测法。

背景技术

众所周知，目前我国所有的建筑物基础桩质量检测，均是在建筑物基础桩刚施工完毕，而桩顶面上还没有任何结构物时所进行的基础桩质量检测。然而，大量的建筑物落成后，既有建筑物下基础桩经过数十年的承重使用，特别是高层建筑物、桥梁、港口、码头、高架桥、风电塔、烟囱等特殊建筑物，有的长期经受超荷载承重，有的甚至经受地震、台风、洪水、泥石流、边坡侧压力不均、近距离施工振动、车辆振动、车辆超载、车船撞击、干湿带冲刷、年久化学及物理腐蚀等人为与自然因素的影响；加之部分工程桩成桩时，由于施工监管不严、偷工减料等，均可导致部分既有建筑物基础桩的桩身及桩底结构完整性存在着严重的质量及安全隐患。另外，有部分建筑物已经出现了明显变形、倾斜或者下沉等，还有部分建筑物需要改造加固等等，均需要对既有建筑物下基础桩质量进行检查鉴定。

目前弹性波CT探测法是检查既有建筑物下基础桩质量的主要方法，但必须在检查基础桩旁两侧分别钻探1个探测孔，检查十分费时、费力，且费用高；有的由于建筑物底层高度低，无法钻探检测；甚至有些桩还需要钻穿承台等，因此一般只能对个别桩或少数桩进行抽检，代表性低，且难以普及推广。

既有建筑物基础桩质量安全隐患是客观存在的，存在的严重安全隐患也是不容忽视的，但是目前却没有一种经济、快捷、无损的既有建筑物基础桩质量检测方法供检测使用。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是结合现实工程实际需要，在不损坏现有建筑物的前提下提供一种快捷、准确、经济、无损的既有建筑物基础桩投影检测法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：既有建筑物基础桩投影检测法，其步骤包括：

(1)在待检测的既有建筑物的基础桩的柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面设置检测点；

(2)在柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面的检测点上分别安装信号接收装置；

(3)信号接收装置与信号处理装置连接；

(4)在待检测的既有建筑物的基础桩的柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面的检测点边上瞬间给予激振信号，信号接收装置收集反射信号并输入信号处理装置进行信号处理，得到时程曲线图和振幅图谱，根据时程曲线图和振幅图谱判断基础桩的桩长和桩身结构质量以及桩底的完整性。

优选的，柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面的检测点的材质、强度应与原柱身及原桩身基本相同。

优选的，柱顶面投影范围内测点的中轴线与桩中轴线基本一致。

优选的，将柱顶面投影范围内以及桩顶面投影范围内的检测点的松散部分打掉，并在各检测点分别打磨出20×20cm²的水平小平面；将柱侧面以及桩侧面的检测点松散部分打掉，并在各检测点分别打磨出10×20cm²垂直小平面，并且应清理干净且不能有积水。

优选的，当柱顶面投影范围内有钢筋时，应将其切掉或掰开。

优选的，所述信号接收装置应严格保持垂直状态，并粘牢；粘牢传感器耦合剂可采用黄油、502胶水、牙膏或者橡皮泥等。

在柱顶面投影范围内检测点、桩顶面投影范围内检测点、柱侧面检测点以及桩侧面检测点安装至少1个传感器，并采用一点接收近距离垂向激振(激振点与传感器水平向距离≤5cm)或一点接收，多个方向垂向激振，或一点激振多方向接收，或者一点激振不同高度多点接收的观测系统。

激振方向应垂直柱面或者桩面，且沿桩中心轴线或柱中心轴线方向，激振在传感器近点(两者水平向距离≤5cm)垂向激振或多个方向垂向激振，一个或多个方向接收，或一点激振不同高度多点接，激振应干脆利索。

采用上述结构及方法后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：可以直接在既有建筑物的基础桩的柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面上进行测量操作，无需进行大面积高强度施工，也不用破坏基础桩及基础桩上的既有建筑物，通过采用垂向(纵向)激振信号检测，可以快捷、准确、经济、无损的得出基础桩桩长和桩身以及桩底质量情况，以便于消除安全隐患，具有适用范围广和精度高的优点。

附图说明

图1为既有建筑物基础桩投影检测装置示意图(其中，I为横梁(或楼板)；II为柱；III为桩承台(或横梁或地板)；IV为桩；V为桩间缺陷；VI为桩底；A为横梁顶面(或楼板顶面)；B为桩承台顶面(或横梁顶面或地板顶面)；C为桩顶面(承台底或地横梁底或地板底)；D：桩间缺陷点；E：桩底面；H为柱侧面检测点(安装传感器)位置；G为桩侧面检测点(安装传感器)位置；P_A为柱顶面投影范围内检测点(安装传感器)；P_B为桩顶面投影范围内检测点(安装传感器)；P_AH：柱侧面检测点(安装传感器)；P_BG：桩侧面检测点(安装传感器)；F_A为柱顶面投影范围内垂向激振点(P_A检测点接收)；F_B为桩顶面投影范围内垂向激振点(P_B检测点接收)；F_AH为柱顶面投影范围内垂向激振点(P_AH检测点接收)；F_BG为桩顶面投影范围内垂向激振点(P_BG检测点接收)；L_AE为P_A至E总长度(m)；L_AC为P_A至C距离(m)；L_DE为D至E距离(m)；L_AD为P_A至D距离(m)；L_CE为C至E距离(m)；L_BE为P_B至E总长度(m)；L_BC为P_B至C距离(m)；L_BD为P_B至D距离(m)；L_AH为A至H距离(m)；L_BG为B至G距离(m)；L_GD为G至D距离(m)；L_GE为G至E距离(m)；L_HC为H至C距离(m)；L_CE为C至E距离(m)；L_HE为H至E距离(m)；L_HD为H至D距离(m)；)；说明：1为柱顶面投影范围；2为桩顶面投影范围；3为横梁或楼板；4为信号接收装置(安装传感器)；5为桩承台或横梁或地板)。

图2为柱顶面投影范围内检测点(安装传感器)平面布置示意图(其中，P_A1-4为柱顶面投影范围内检测点位置及编号，F_A1-4为柱顶面投影范围内垂向激振，说明：1.柱子形状可为方柱、也可为圆柱；2.柱顶面投影范围：指桩与柱分别投影到楼板(或横梁)顶面上的最小混凝土体的重合范围。)；

图3为桩顶面投影范围内检测点(传感器)平面布置示意图(其中，P_B1-4为桩顶面投影范围内检测点位置及编号，F_B1-4为桩顶面投影范围内垂向激振点及编号；说明：1.柱子形状可为方柱，也可为圆柱；桩形状可为圆桩，也可为方桩；但桩径应大于柱径0.1m以上；2.桩顶面投影的范围：指桩投影到桩承台面上(或横梁面上或地板面上)的最小混凝土体的重合范围。)；

图4为柱侧面检测点(传感器)平面布置示意图(其中，P_AH1-4柱侧面布设检测点(传感器)位置及编号；F_AH1-4为柱顶面投影范围内垂向激振点及编号)；说明：6为柱子侧面)；

图5为桩侧面检测点(传感器)平面布置示意图(其中，P_BG1-4为桩侧面布设检测点(传感器)位置及编号；F_BG1-4为桩顶面投影范围内垂向激振点及编号)；说明：7为桩侧面)；

图6为弹性波在柱顶面投影范围内检测点上特征线传播示意图(其中，I为横梁(或楼板)；II为柱；III为桩承台(或横梁或地板)；IV为桩；V为桩间缺陷；VI为桩底；P_A为柱顶面投影范围内检测点(传感器)；F_A为柱顶投影范围内垂向激振点；A为横梁顶面(或楼板顶面)；B为桩承台顶面(或横梁顶面或地板顶面)；C为桩顶面(承台底或地横梁底或地板底)；D为桩间缺陷点；E为桩底；L_AE为P_A至E总长度(m)；L_AC：P_A至C距离(m)；L_CD：C至D距离(m)；L_DE：D至E距离(m)；L_BC：B至C距离(m)；L_AD：P_A至D距离(m)；L_CE：C至E距离(m)。)；

图7为弹性波在桩顶面投影范围内检测点上特征线传播示意图(其中，I为横梁(或楼板)；II为柱；III为桩承台(或横梁或地板)；IV为桩；V为桩间缺陷；VI为桩底；A为横梁顶面(或楼板顶面)；B为桩承台顶面(或横梁顶面或地板顶面)；C为桩顶面(承台底或地横梁底或地板底)；D为桩间缺陷点；E为桩底面；P_B为桩顶面投影范围内检测点(传感器)；F_B桩顶面投影范围内垂向激振点；L_BE为P_B至E总长度(m)；L_CE：C至E距离(m)；L_CD为C至D距离(m)；L_DE为D至E距离(m)；L_BC：P_B至C距离(m)；L_BD：P_B至D距离(m))；

图8为弹性波在柱侧面检测点上特征线传播示意图(其中，I为横梁(或楼板)；II为柱；III为桩承台(或横梁或地板)；IV为桩；V为桩间缺陷；VI为桩底；P_AH为柱侧面检测点(传感器)；H为柱侧面检测点(传感器)位置；F_AH为柱顶面投影范围内垂向激振点；A为横梁顶面(或楼板顶面)；B为桩承台顶面(或横梁顶面或地板顶面)；C为桩顶面(承台底或横梁底或地板底)；D为桩间缺陷点；E为桩底；L_HC为H至C距离(m)；L_HD为H至D距离(m)；L_AH为A至H距离(m)；L_HE为H至E距离(m)；L_CD为C至D距离(m)；L_DE为D至E距离(m)；L_CE为C至E距离(m)；L_BC为B至C距离(m))；

图9为弹性波在桩侧面检测点上特征线传播示意图(其中，I为横梁(或楼板)；II为柱；III为桩承台(或横梁或地板)；IV为桩；V为桩间缺陷；VI为桩底；P_BG为桩侧面检测点(传感器)；G：桩侧面检测点(传感器)位置；F_BG为桩顶部投影范围内垂向激振点；A为横梁顶面(或楼板顶面)；B为桩承台顶面(或横梁顶面或地板顶面)；C为桩顶面(承台底或地横梁底或地板底)；D为桩间缺陷点；E为桩底；L_AB为A至B距离(m)；L_BG为B至G距离(m)；L_GE为G至E距离(m)；L_BC为B至C距离(m)；L_CG为C至G距离(m)；L_GD：G至D距离(m)；L_DE为D至E距离(m))；

图10为多检测点弹性波特征线传播示意图(其中，A为横梁顶面(或楼板顶面)；B为桩承台顶面(或横梁顶面或地板顶面)；C为桩顶面(承台底或地梁底或地板底)；D为桩间缺陷点；E为桩底；I为横梁(或楼板)；II为柱；III为桩承台(或横梁或地板)；IV为桩；V为桩间缺陷；VI为桩底；F_BG为桩顶面投影范围内垂向激振；P_B为桩顶面投影范围内检测点(传感器)；P_BG1、P_BG2、P_BG3为桩侧面检测点(传感器)及编号；G1、G2、G3：桩侧面检测点(传感器)位置；L_BD为B至D距离(m)；L_BE为B至E距离(m)；L_BC为B至C距离(m)；L_CD为C至D距离(m)；L_DE为D至E距离(m)；L_G1C、L_G2C、L_G3C：分别为G1、G2、G3检测点上C(桩承台底或地梁底或地板底)反射波峰与入射波波峰距离(m)；L_G1D、L_G2D、L_G3D为分别为G1、G2、G3检测点上D(桩间缺陷)反射波峰与入射波波峰距离(m)；L_G1E、L_G2E、L_G3E为分别为G1、G2、G3检测点上E(桩底)反射波峰与入射波波峰距离(m))；

图11为柱顶面投影范围内检测点P_A上实测桩顶C(桩承台底或地横梁底或地板底)反射时程曲线图；

图12为柱顶面投影范围内检测点P_B上实测桩顶C(桩承台底或地横梁底或底板底)反射时程曲线图；

图13为实测桩底反射时程曲线图；

图14为实测桩身存在缺陷时程曲线图；

图15为实测嵌岩桩桩底存在明显缺陷时程曲线图；

图16为实测嵌岩桩桩底完整性良好时程曲线图。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

原理说明

如图1所示，当在既有建筑物基础桩的柱顶面投影范围内的检测点P_A边上或者桩顶面投影范围内检测点P_B边上，垂向(垂直桩顶面或者柱顶面)施一瞬时应力F_A或F_B或F_AN或F_BG作用时，受力的质点沿纵向出现胀缩形变，产生纵波传播，而横向则出现剪切形变，产生横波，应力波在弹性介质中传播，当遇到波阻抗差异界面时，便会产生反射和透射；在激振点附近安放用于接收信号的传感器和信号记录处理系统，便可接收来自检测点下横梁I、柱体II、承台III、桩身IV、桩间缺陷V和桩底VI波阻抗差异界面的反射信号。

其中，所述柱顶面投影范围是指桩与柱分别投影到楼板(或横梁)顶面上的最小混凝土体的重合范围。

所述桩顶面投影的范围是指桩投影到桩承台面上(或横梁面上或地板面上)的最小混凝土体的重合范围。

根据实测到的反射信号，经过数据处理后，按照反射相位分析原理、幅值分析原理及界面位置确定方法，便可对桩身结构完整性及桩底的结构完整性和桩长度作出评价。

(一)、反射相位分析

$R=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1{V}_1{A}_1-{\mathrm{\ρ}}_2{V}_2{A}_2}{{\mathrm{\ρ}}_1{V}_1{A}_1+{\mathrm{\ρ}}_2{V}_2{A}_2}=\frac{Z_1-Z_2}{Z_1+Z_2}\mathrm{...}\left(1\right)$

式中：

R：相位反射系数；

ρ₁、ρ₂为上下层介质密度；

V₁、V₂为上下层介质波速；

A₁、A₂为上下层横截面积；

Z₁、Z₂为上下层波阻抗。

①当Z₁＞Z₂(入射波由密介质向疏介质投射)R为正值，表示反射波与入射波同相。

②当Z₁＝Z₂(上下介质波阻抗相等)R＝0，无波阻抗差异界面，桩身或桩底无反射。

③当Z₁＜Z₂(入射波由疏介质向密介质投射)R为负值，表示桩间或桩底反射波与入射波反相。

(二)幅值分析(反射强度系数公式)

$K=\frac{A_2}{A_1}\mathrm{...}\left(2\right)$

K为幅值反射系数；

A₂为反射波幅值绝对值；

A₁为入射波幅值绝对值。

同一工地，在震源能量一定，选择各项测试参数相同的情况下，当Z₁与Z₂上下层介质波阻抗差异越大，则反射波愈强，其反射波幅值越大，即反射系数越大，反之反射波幅值越小，反射系数就越小。

(三)界面位置确定：

$L^{,}=V\×\frac{\mathrm{\Δ}t}{2}=\frac{V}{2\mathrm{\Δ}f}\mathrm{...}\left(3\right)$

L′：界面距测点距离；

V为测点至界面段内的传播速度；

Δt为测点入射波与界面反射波时间差；

Δf为振幅谱频差。

既有建筑物基础桩投影检测法，其具体操作如下所述。

(一)检测装置

如图1所示，检测装置包括激振装置、信号接收装置和信号记录器、处理系统三部分。

其中，1.激振装置采用尼龙王头手锤或尼龙王头冲锤，激振源包括能激发宽脉冲和窄脉冲的震源。

2.信号接收装置所用的传感器采用加速度计或速度计。

3.信号记录仪器可采用工程检测仪或浅层地震仪。

(二)现场测试

1.现场检测点准备

(1)柱顶面投影范围内检测点及柱侧面的检测点、桩顶面投影范围内检测点及桩侧面检测点的材质、强度应与原柱身及桩身基本相同。

(2)柱中轴线应与桩中轴线基本一致；特别是柱顶面投影范围内测点的柱中轴线应与桩中轴线基本一致。

(3)要求将柱顶面投影范围内检测点及桩顶面投影范围内检测点松散部分打掉并在柱顶面投影范围内检测点及桩顶面投影范围内检测点各打磨出20×20cm²的水平小平面；将柱侧面以及桩侧面的检测点松散部分打掉并各检测点打磨出10×20cm²的垂直小平面(采用水平尺严格校正其水平度及垂直度)，并且应清理干净且不能有积水。

(4)当柱顶面投影范围内有钢筋时，应将其切掉或掰开。

2.信号接收装置安装

如图1所示，将传感器分别安装在柱顶面投影范围内检测点P_A上、桩顶面投影范围内检测点P_B上、柱侧面检测点P_AH上以及桩侧面检测点P_BG上，传感器安装应严格垂直桩顶面及柱顶面，并粘牢。粘牢传感器的耦合剂可采用黄油、502胶水、牙膏或橡皮泥等。

3.观测系统

在柱顶面投影范围内检测点上、柱侧面检测点上和桩顶面投影范围内检测点上及桩侧面检测点上分别安装传感器(各1个或者两个以上)，并采用一点接收近距离垂向激振(激振点与传感器水平向距离≤5cm)或一点接收，多个方向垂向激振或一点激振，同一高度多点接收或一点激振，不同高度多点接收的观测系统(如图2、图3和图4、图5所示)。

4.现场观测

(1)激振方向应垂直柱(桩)面且沿桩(柱)中心轴线方向，激振在传感器近点(两者水平方向距离≤5cm)垂向激振或多个方向激振点上(检测点)垂向激振，一个或多个方向检测点上(激振点)接收，或一点激振，不同高度多点接收，激振应干脆利索。

(2)检测中所采用的各项参数(采样时间间隔、增益、采样点数、滤波、触发方式等)，应通过现场试验确定，对同一根桩桩顶面投影范围内各检测点、桩侧面内各检测点、柱顶面投影范围内各检测点或柱侧面各检测点所选用的各项参数应分别一样。

(3)检测时，应保证采集信号质量，确保信号的一致性，不失真及无震荡、无零漂现象。

柱顶面投影范围内检测点P_A上安装传感器；桩顶面投影范围内检测点P_B上安装传感器；柱侧面检测点P_AH上安装传感器；桩侧面检测点P_BG上安装传感器；柱顶面投影范围内垂向激振点F_A上激振，柱顶面投影范围内检测点P_A检测点上接收；桩顶面投影范围内垂向激振点F_B激振，在桩顶面投影范围内检测点P_B上接收；柱顶面投影范围内垂向激振点F_AH上激振，在柱侧面检测点P_AH接收；桩顶面投影范围内垂向激振点F_BG上激振，在桩侧面检测点P_BG接收。便可接收来自检测点下横梁I、柱体II、承台III、桩身IV、桩间缺陷V和桩底VI波阻抗差异界面的反射信号。

(三)资料处理、

1，一般应对检测信号作叠加平均处理，参加平均处理的信号个数不应少于5个。

2、当高频或低频干扰信号较强时，首先应进行频谱分析，确定高低频干扰频率范围，再对检测信号作带通滤波处理。

3、当桩底信号较弱时，可采用指数放大处理，但应控制放大幅度，被放大的桩底信号幅度不应大于入射波幅值的一半，同时要求波形尾部基本归零。

4、处理成图的图件

(1)时间域″时程曲线″；

(2)频率域″振幅谱图″。

5、同一根桩，柱顶投影范围内的各检测点或柱侧面的各检测点或桩顶投影范围内的各检测点或桩侧面各检测点，其现场与室内处理所选用的参数应分别一致，以便进行同一高度范围内的检测点曲线间的相互对比分析。

四、数据分析

(一)弹性波(应力波)特征线传播分析

1、如图6所示，弹性波(应力波)在柱顶面投影范围内检测点的特征线传播示意图，在图中可见，在入射波A至桩底反射波E到达之前时间段内，时程曲线在L_AE时间段内，叠加了BC处(桩顶面承台或地横梁或地板)所引起的扩径干扰异常。但由于L_AC距离为已知距离(此距离可由施工资料查出)，因此，在实际工作中很方便地从已知L_AC距离及异常形态特征，将其区分出来，由此，便可转化为重点分析研究L_CE段(即桩顶C至桩底E)时程曲线，按照时程曲线的反射相位分析原理(1)和幅值分析原理(2)及确定界面位置的计算方法(3)，便可对既有建筑物基础桩身结构完整性及桩底结构完整性和桩长度作出评价。

2、如图7所示，弹性波(应力波)在桩顶面投影范围内检测点上特征线传播示意图，由图见，在入射波B后至桩底反射波E到达之前时间段内，时程曲线在L_BE时间段内，叠加了BC(桩顶面承台或地梁或地板)所引起的扩径干扰异常，但由于L_BC距离为已知距离(可由施工资料查出)，因此，在实际检测工作中，很方便地从已知L_BC距离及异常特征将其干扰异常区分出来，从而，便可转化为重点分析研究L_CE段(即桩顶C至桩底E)时程曲线，按照时程曲线的反射相位分析原理(1)和幅值分析原理(2)及确定界面位置的计算方法(3)便可对既有建筑物基础桩桩身结构完整性及桩底结构完整性和桩长度作出评价。

3、如图8所示，弹性波(应力波)在柱侧面检测点上特征线传播示意图，由图见，在入射波H后至桩底反射波E到达之前时间段内，时程曲线在L_HE时间段内，叠加了BC桩承台(或横梁或地板)干扰异常信号，但由于检测点H至桩承台底(或横梁底或楼板底)L_HC距离为已知距离(此距离可由施工资料查出)，因此，在实际工作中很方便地从已知L_HC距离及异常形态特征，将其区分出来，由此可转化成重点分析研究L_CE段(即桩顶C至桩底E)时程曲线，按照时程曲线的反射相位分析原理(1)和幅值分析原理(2)及确定界面位置的计算方法(3)，便可对既有建筑物基础桩桩身结构完整性及桩底结构完整性和桩长度作出评价。

4、如图9所示，弹性波(应力波)在桩侧面检测点上特征线传播示意图，由图见，在入射波G后至桩底反射波E到达之前时间段内，时程曲线在L_GE时间段内，叠加了BC桩承台(或横梁或地板)扩径干扰异常信号，但由于桩承台(或横梁或地板)BC距离L_BC为已知距离(此距离可由施工资料查出)，因此，在实际工作中很方便地从已知L_BC距离及异常形态将其区分出来，由此，可按照时程曲线的反射相位分析原理(1)和幅值分析原理(2)及确定界面位置的计算方法(3)，便可对桩侧检测点下桩身结构完整性及桩底结构完整性和桩长度做出评价。

5、异常(缺陷)部位的分析

①如图10所示，为多检测点弹性波特征线传播示意图，由图见，当检测点P_BG1下移至P_BG2及P_BG3时，随着检测点下移，其反射波峰至入射波波峰距离不变，说明异常部位位于检测点上方。例图10，桩承台底C反射异常，通过了P_BG1、P_BG2、P_BG33个不同高度检测点检测，各检测点上，C反射波峰至入射波峰距离均相等，有为L_G1C＝L_G2C＝L_G3C＝L_BC，说明C反射异常由检测点上部的桩承台底(或横梁底或地板底)所引起。

②当检测点由P_BG1下移至P_BG2及P_BG3时，其反射波峰至入射波波峰，距离相应减少，说明异常部位位于测点下方。

如图10所示，通过了P_BG1、P_BG2、P_BG33个不同高度检测点检测、桩间缺陷D及桩底E反射异常，其各检测点的反射波峰至入射波峰距离均呈现逐渐减少，有L_G3D＜L_G2D＜L_G1D＜L_BD及L_G3E＜L_G2E＜L_G1E＜L_BE，说明D、E位于检测点下方。

对于异常部位的分析，还应根据检测点所在位置及工程结构情况和曲线异常特征等进行综合分析。

(二)柱顶面投影范围内检测点P_A至桩顶C反射实测时程曲线特征

如图11所示，在入射波后至桩底反射波到达之前时间段内，时程曲线在桩顶C(承台底或地横梁底或地板底)出现明显的反射信号，其L_AC计算公式为

$L_{AC}=\frac{V\·{\mathrm{\ΔT}}_{AC}}{2}\mathrm{...}\left(4\right)$

其中为L_AC为为检测点P_A至桩顶C(承台底或地梁底或地板底)距离(m)；

V：L_AC段内平均波速值(m/s)；

ΔT_AC为桩顶C(承台底或地梁底或地板底)反射波波峰与入射波波峰之间的时差(s)；

注为当L_AC为已知距离时，则可利用(4)式求出L_AC段内平均波速值V。

(三)桩顶面投影范围内检测点P_B至桩顶C反射实测时程曲线特征

如图12所示，在入射波后至桩底反射波到达之前时间段内，时程曲线在桩顶C(承台底或地横梁底或地板底)处出现明显的反射信号、其L_BC计算公式为

$L_{BC}=\frac{V\·{\mathrm{\ΔT}}_{BC}}{2}\mathrm{...}\left(5\right)$

其中为L_BC为检测点P_B至桩顶C(承台底或地梁或地板底)距离(m)；

V为L_BC段内平均波速值(m/s)；

ΔT_BC为桩顶C(承台底或地梁底或地板底)反射波波峰与入射波波峰之间的时差(s)；

注为当L_BC为已知距离时，则可利用(5)式求出L_BC段内平均波速值V值。

(四)桩底反射实测时程曲线特征

如图13所示，入射波后至桩底反射波到达之前时间段内，时程曲线在桩底E处出现明显的反射信号，其L_AE计算公式如下为

$L_{AE}=\frac{V\·{\mathrm{\ΔT}}_{AE}}{2}$

$\mathrm{...}\left(6\right)$

其中为L_AE为检测点P_A至桩底E处距离(m)；

V为L_AE段内平均波速值(m/s)；

ΔT_AE为桩底反射波峰与入射波峰之间的时差(s)。

(五)桩身缺陷部位反射实测时程曲线特征

如图14所示，入射波后至桩底反射波到达之前时间段内，时程曲线在桩间缺陷部位D出现了明显的反射波信号，其L_AD计算公式如下为

$L_{AD}=\frac{V\·{\mathrm{\ΔT}}_{AD}}{2}\mathrm{...}\left(7\right)$

其中为L_AD为检测点P_A至桩间缺陷D处距离(m)；

V为L_AD段内平均波速值(m/s)；

ΔT_AD为桩间缺陷的反射波峰与入射波峰之间的时差(s)。

(六)嵌岩桩桩底结构完整性实测时程曲线特征

1，如图15所示，当嵌岩桩桩底E反射波与入射波A相位相同，说明桩底完整性存在明显缺陷。

2，如图16所示，当嵌岩桩桩底E反射波与入射波A相位相反，说明桩底完整性良好。

(七)桩身缺陷程度分析

对于桩间缺陷程度的确定，还应根据缺陷反射波的幅值(反射强度系数＝反射波幅值绝对值/入射波幅值绝对值)和相位、缺陷位置、施工记录及工程地质资料、设计资料等综合分析缺陷程度，确定桩的类别。

综上，根据观测系统实测到的反射信号，经过数据处理后，按照弹性波特征线传播原理及反射信号的相位分析原理，幅值分析原理和界面位置计算方法，对所得的实测时程曲线分析，便可对既有建筑物基础桩的桩身结构质量及桩底的结构质量和桩长度作出评价。

上述实施例并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (8)

1.既有建筑物基础桩投影检测法，其特征在于，其步骤包括：

(1)在待检测的既有建筑物的基础桩的柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面设置检测点

(2)在柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面的检测点上分别安装信号接收装置；

(3)信号接收装置与信号处理装置连接；

(4)在待检测的既有建筑物的基础桩的柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面的检测点边上瞬间给予激振信号，信号接收装置收集反射信号并输入信号处理装置进行信号处理，得到时程曲线图和振幅谱图，根据这些数据，可以判断基础桩的桩长和桩身结构质量以及桩底的完整性。

2.根据权利要求1所述的既有建筑物基础桩投影检测法，其特征在于，柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内、柱侧面以及桩侧面的检测点的材质、强度与原柱身及原桩身相同。

3.根据权利要求2所述的既有建筑物基础桩投影检测法，其特征在于，柱顶面投影范围内测点的柱中轴线应与桩中轴线基本一致。

4.根据权利要求3所述的既有建筑物基础桩投影检测法，其特征在于，将柱顶面投影范围内、桩顶面投影范围内检测点的松散部分打掉并各检测点打磨出20×20cm²的水平小平面；柱侧面以及桩侧面的检测点松散部分打掉并各检测点打磨出10×20cm²的垂直小平面，并且各检测点应清理干净且不能有积水。

5.根据权利要求4所述的既有建筑物基础桩投影检测法，其特征在于，当柱顶面投影范围内有钢筋时，应将其切掉或掰开。

6.根据权利要求1所述的既有建筑物基础桩投影检测法，其特征在于，所述信号接收装置应保持垂直与粘牢；粘牢传感器耦合剂采用黄油、502胶水、牙膏或橡皮泥。

7.根据权利要求1所述的既有建筑物基础桩投影检测法，其特征在于，在柱顶面投影范围内检测点、桩顶面投影范围内检测点、桩侧面检测点以及柱侧面检测点上安装至少1个传感器，并采用一点接收近距离垂向激振或一点接收，多个方向垂向激振的观测系统。

8.根据权利要求1所述的既有建筑物基础桩投影检测法，其特征在于，激振方向应垂直柱或桩顶面且沿桩中心轴线方向，激振在传感器近点垂向激振或多个方向垂向激振，一个或多个方向接收，或一点激振不同高度多点接收。