CN109537642B - 一种基于零偏移距法的桩长检测方法 - Google Patents
一种基于零偏移距法的桩长检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于零偏移距法的桩长检测方法，该方法包括如下步骤：测点布置：沿桩身轴向间隔设置有多个激发点和多个接收点；数据采集：依次敲击不同高程处的激发点产生激发信号，在各个接收点同步接收检测的多道波形信号；接收距校正：逐个拾取每道波形信号中直达波起跳散点并将其移至零点；桩底反射波拾取：在接收距校正后，逐个拾取每道波形信号中桩底反射波的起跳散点；桩底反射波直线拟合：对桩底反射的起跳散点进行直线拟合，得到反射波直线方程；桩体埋深计算：根据反射波直线方程计算桩体埋深。本发明的检测方法沿桩身不同高度同步布置激发点和检测点，获得桩底反射波起跳时间，最终获得桩身弹性波速度和埋深，检测精度高。
Description
技术领域
本发明涉及桩长检测领域的技术领域，具体地指一种基于零偏移距法的桩长检测方法。
背景技术
低应变法(low strain integrity testing)建立在一维波动理论基础上，将桩假设为一维弹性连续杆，在桩身顶部进行激振产生弹性波，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位，波阻抗将发生变化，产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收反射信号，对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理，可以识别来自桩身不同部位的反射信息。利用波在桩体内传播时纵波波速、桩长与反射时间之间的对应关系，通过对反射信息的分析计算，判断桩身混凝土的完整性及根据平均波速校核桩的实际长度，判定桩身缺陷程度及位置。
在桩长无损检测中，目前主流方法采用低应变法，其简单便利，施工周期短等优点，能明确的定量分析桩体缺陷存在的问题，能覆盖全部桩体，造价相对便宜，因此该方法得到了广泛的运用。然而，一方面由于其数据采集位置要求局限于桩端，能够实施数据采集的空间有限，限制了其观测方法的发展；另一方面，随着各项工程的建设发展，越来越多的桩体需要在工程检测后进行桩长检测，其桩端无法进行数据采集，这种情况下就限制了低应变法的应用；此外，低应变法在计算桩长时采用的速度为经验值，不是检测桩体的实际速度值，检测结果误差较大。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能提取桩体的真实速度、桩长检测结果精度高的基于零偏移距法的桩长检测方法。
本发明的技术方案为：一种基于零偏移距法的桩长检测方法，包括如下步骤：
1)测点布置：沿桩身轴向的不同高程处间隔设置有多个激发点和多个接收点；
2)数据采集：依次敲击不同高程处的激发点产生激发信号，在各个接收点同步接收检测的多道波形信号；
3)接收距校正：逐个拾取每道波形信号中直达波起跳散点并将其移至零点，校正后等效于激发点与接收点为零偏移距状态；
4)桩底反射波拾取：在接收距校正后，逐个拾取每道波形信号中桩底反射波的起跳散点；
5)桩底反射波直线拟合：对步骤4)拾取的桩底反射的起跳散点进行直线拟合，得到反射波直线方程；
6)桩体埋深计算：根据步骤5)所得到的反射波直线方程计算桩体埋深。
上述技术方案中，所述步骤1)中，多个所述激发点为自下而上顺序依次布置的激发点J1、激发点J2···激发点Jn，其中n＞3；多个所述接收点为自下而上顺序依次均匀布置的接收点R1、接收点R2···接收点Rn，其中，n＞3。
上述技术方案中，所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn中任意相邻两者之间等间距或者非等间距布置。
上述技术方案中，所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn与对应的接收点R1、接收点R2···接收点Rn位于不同高程的同一高度。
上述技术方案中，所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn与位于同一高度对应的接收点R1、接收点R2···接收点Rn的距离D≤0.2m。
上述技术方案中，所述激发点J1与接收点R1布置于桩身与地面的连接处。
上述技术方案中，所述步骤5)中，反射波直线方程为T＝2h/v+t0，其中，T为拾取的桩底反射波的起跳时间，单位为s；v为桩身弹性波速度，单位为m/s；h为接收点高程，单位为m；t0为双程时间，单位为s。
上述技术方案中，所述步骤6)中，所述桩体埋深L0＝t0×v/2，其中，t0为双程时间，单位为s；v为桩身弹性波速度，单位为m/s。
与现有技术相比，本发明的优点有：
其一，本发明在测点的布置方式进行了改进，沿地表出露段的桩身不同高度同步布置激发点和检测点，获得桩底反射波起跳时间，最终获得桩身弹性波速度和埋深，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，本发明的检测方法对数据处理方法进行了改进，根据不同检测点的数据分析出桩底反射波拟合方程和桩身弹性波速度，能提取桩体的真实速度，克服了现有方法采用的速度为经验值存在误差较大的不足。
其三，本发明的检测方法简单、检测时间短，适用于在工程检测后进行桩长检测，适用范围广、实用性强。
附图说明
图1为本发明基于零偏移距法的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为本发明实施例中桩底反射波直线拟合的示意图。
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所示的一种基于零偏移距法的桩长检测方法，包括如下步骤：
1)测点布置：沿桩身轴向的不同高程处间隔设置有多个激发点和多个接收点；如图2所示，多个所述激发点为自下而上顺序依次布置的激发点J1、激发点J2···激发点Jn，其中n＞3；多个所述接收点为自下而上顺序依次均匀布置的接收点R1、接收点R2···接收点Rn，其中，n＞3；所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn中任意相邻两者之间等间距或者非等间距布置；所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn与对应的接收点R1、接收点R2···接收点Rn位于不同高程的同一高度。在通常情况下，所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn与位于同一高度对应的接收点R1、接收点R2···接收点Rn的距离D≤0.2m；所述激发点J1与接收点R1布置于桩身与地面的连接处。
2)数据采集：采用锤子依次敲击不同高程处的激发点产生激发信号，在各个接收点同步接收检测的多道波形信号data(h,t)，其中，h为接收点高程，单位为m；t为信号的采集时间，单位为s；
3)接收距校正：逐个拾取每道波形信号中直达波起跳散点并将其移至零点，不同测点校正量可不同，校正后等效于激发点与接收在同处，即激发点与接收点为零偏移距状态；
4)桩底反射波拾取：在接收距校正后，逐个拾取每道波形信号中桩底反射波的起跳散点；
5)桩底反射波直线拟合：如图3所示，对步骤4)拾取的桩底反射的起跳散点进行直线拟合，得到反射波直线方程，反射波直线方程为T＝2h/v+t0，其中，T为拾取的桩底反射波的起跳时间，单位为s；v为桩身弹性波速度，单位为m/s；h为接收点高程，单位为m；t0为双程时间，单位为s。
6)桩体埋深计算：根据步骤5)所得到的反射波直线方程计算桩体埋深，桩体埋深L0＝t0×v/2，其中，t0为双程时间，单位为s；v为桩身弹性波速度，单位为m/s。
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。其余未说明的为现有技术。
Claims (4)
1.一种基于零偏移距法的桩长检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)测点布置：沿桩身轴向的不同高程处间隔设置有多个激发点和多个接收点；
2)数据采集：依次敲击不同高程处的激发点产生激发信号，在各个接收点同步接收检测的多道波形信号；
3)接收距校正：逐个拾取每道波形信号中直达波起跳散点并将其移至零点，校正后等效于激发点与接收点为零偏移距状态；
4)桩底反射波拾取：在接收距校正后，逐个拾取每道波形信号中桩底反射波的起跳散点；
5)桩底反射波直线拟合：对步骤4)拾取的桩底反射的起跳散点进行直线拟合，得到反射波直线方程；
6)桩体埋深计算：根据步骤5)所得到的反射波直线方程计算桩体埋深；
所述步骤1)中，多个所述激发点为自下而上顺序依次布置的激发点J1、激发点J2···激发点Jn，其中n＞3；多个所述接收点为自下而上顺序依次均匀布置的接收点R1、接收点R2···接收点Rn，其中，n＞3；
所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn中任意相邻两者之间等距或者非等距布置；
所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn与对应的接收点R1、接收点R2···接收点Rn位于不同高程的同一高度；
所述激发点J1、激发点J2···激发点Jn与位于同一高度对应的接收点R1、接收点R2···接收点Rn的距离D≤0.2m。
2.根据权利要求1所述的基于零偏移距法的桩长检测方法，其特征在于：所述激发点J1与接收点R1布置于桩身与地面的连接处。
3.根据权利要求1所述的基于零偏移距法的桩长检测方法，其特征在于：所述步骤5)中，反射波直线方程为T＝2h/v+t0，其中，T为拾取的桩底反射波的起跳时间，单位为s；v为桩身弹性波速度单位为：m/s；h为接收点高程，单位为m；t0为双程时间，单位为s。
4.根据权利要求3所述的基于零偏移距法的桩长检测方法，其特征在于：所述步骤6)中，所述桩体埋深L0＝t0×v/2，其中，t0为双程时间，单位为s；v为桩身弹性波速度，单位为m/s。
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