成桥基桩无损检测方法
【专利摘要】本发明提供一种成桥基桩无损检测方法，在桥墩靠近地面的测线上布置检波器，并且，在位于检波器上方的测线上，等间隔依次布置多个激发点；对于每一个激发点，均得到一个波形图，由此得到多个波形图；然后，建立直角坐标系，其中，横坐标为时间，纵坐标为波形图编号，将多个波形图表示到该直角坐标系上，得到与所述测线对应的波形图组；对所述波形图组进行分析，得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果。可在不破坏现有结构的前提下,对成桥基桩进行质量检测，尤其可有效快速的将缺陷位置产生的峰与上行反射波产生的峰分离，达到精确定位位于地面以下的基桩缺陷位置的目的，为桥梁的加固修复提供重要依据。
【专利说明】成桥基粧无损检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桩基检测【技术领域】，具体涉及一种成桥基桩无损检测方法。
【背景技术】
[0002]当前，随着国民经济和交通事业的快速发展，中国现有桥梁中相当一部分由于地震、洪水等影响，以及由于早期设计荷载标准偏低，出现了不同程度的桩基损坏甚至断桩等问题，极大地影响了其正常使用，并且部分旧桥已经处于危桥状态。因此，对成桥基桩进行检测、有效地判别基桩的缺陷位置及不良状况，是对桥梁进行加固修复的重要前提。
[0003]如图1所示，为现有桥梁的结构示意简图，包括基桩11、桥墩12以及盖梁2 ;其中，标记3代表地面，由图1可以看出，基桩指位于地面以下部分。位于地面以上的称为桥墩；因此，对于桥墩，由于其位于地面以上，因此，通过肉眼观察或借助测量及检测设备等方法，非常方便对其质量进行检测，而对于位于地面以下的基桩，由于其位于地面以下，肉眼无法直接观察，因此，对其质量进行检测属于现有技术的难点。
[0004]现有技术中，可采用基于振动的无损检测方法，如图1所示，在桥槨的某个轴向的测线上布置一台检波器4和一个激发点5 ;然后，使激发点5激发而产生多路振动波，如果从激发点5被激发的时刻开始，检波器4开始计时，则:如图2所示，如果位于地面以下的基桩存在I个缺陷，即图2的Z位置，则激发点5激发后至少产生4路振动波，第一路振动波为直达波LI，其传播路径为:从激发点5出发后直线传播到检波器4，即:传播距离为激发点到检波器的直线距离，将该直线距离记为M1，因此，检波器在Tl = Ml/c时刻接收到该直达波；其中，c为振动波在桩基础内部的传播速度；
[0005]第二路振动波称为上行波L2，其传播路径为:从激发点向上传播至盖梁，被盖梁反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点到盖梁的直线距离与盖梁到检波器的直线距离之和；将该直线距离记为M2，因此，检波器在T2 = M2/c时刻接收到该上行波；
[0006]第三路振动波称为下行波，分为两种:(I)第一种为下行波L3，传播路径为:从激发点4向下传播至基桩的桩底，被桩底反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点到桩底的直线距离与桩底到检波器的直线距离之和，将该直线距离记为M3，因此，检波器在T3=M3/c时刻接收到该下行波；(2)第二种为下行波L4，传播路径为:从激发点传播至缺陷位置，被缺陷位置反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点到缺陷位置的直线距离与缺陷位置到检波器的直线距离之和，将该直线距离记为M4，因此，检波器在T4 = M4/c时刻接收到该下行波。
[0007]因此，缺陷位置产生的峰与其他已知峰不存在重叠，即:如果M4古M2且M4古Ml,则T4古T2且T4古Tl，则应出现图3所示的波形图，对于图3，由于T1、T2和Τ3为固定值，因此，将Τ1、Τ2和Τ3位置出现的明显峰排除后，剩下的明显峰即为缺陷位置产生的峰，由此查找到Τ4，再使用公式Μ4 = c*T4,即得到M4值，然后，由于检波器4和激发点5之间距离已知，由此可得到缺陷位置距离地面的距离，即定位到的缺陷点。
[0008]然而，上述质量检测方法存在的主要问题为:
[0009]由于位于地面以下的基桩的缺陷位置不固定，因此，当出现M4 = M2的情况时，则T4 = T2，因此，得到图4所示的波形图，如果采用上述检测方法，在将T1、T2和Τ3位置出现的明显峰排除后，波形图中不存在其他明显峰，因此，得出位于地面以下的基桩不存在缺陷的结论，显然，该种检测结论是错误的。类似的，如果当出现Μ4 = Ml的情况时，则Τ4 = Tl，仍然无法检测到缺陷位置。
[0010]可见，现有基桩无损检测方法具有一定的使用局限性，无法适用于缺陷峰与盖梁反射形成的上行波产生的峰、或与直达波产生的峰重叠的情况。
【发明内容】
[0011]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种成桥基桩无损检测方法，可有效解决上述问题。
[0012]本发明采用的技术方案如下:
[0013]本发明提供一种成桥基桩无损检测方法，所述成桥基桩无损检测方法用于检测成桥后的位于地面以下的基桩质量；其中，所述成桥包括基桩、位于所述基桩桩顶上方的桥墩以及位于所述桥墩上方的盖梁；
[0014]所述成桥基桩无损检测方法包括以下步骤:
[0015]SI，在桥墩沿轴向任意选取测线；
[0016]S2，在桥墩靠近地面的所述测线上布置检波器，并且，在位于所述检波器上方的所述测线上，等间隔依次布置激发点J1、激发点J2…激发点Jn ;其中，n ^ 2 ；
[0017]S3，使激发点Jl被激发，激发点Jl被激发后同时产生至少三路振动波；
[0018]其中，第一路振动波称为直达波，其传播路径为:从激发点Jl出发后直线传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到检波器的直线距离；
[0019]第二路振动波称为上行波，其传播路径为:从激发点Jl向上传播至盖梁，被盖梁反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点JI到盖梁的直线距离与盖梁到检波器的直线距离之和；
[0020]第三路振动波称为下行波，分为两种，第一种传播路径为:从激发点Jl向下传播至基桩的桩底，被桩底反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到桩底的直线距离与桩底到检波器的直线距离之和；第二种传播路径为:从激发点Jl传播至缺陷位置，被缺陷位置反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到缺陷位置的直线距离与缺陷位置到检波器的直线距离之和；
[0021]S4，所述检波器按预设规则设定开始计时的时间原点，然后，以时间为横坐标，以检波器所接收到的振动波振幅为纵坐标，得到与激发点JI对应的第I波形图；
[0022]S5，然后，使激发点J2被激发，激发点J2被激发后产生至少三路振动波；所述检波器按所述预设规则设定开始计时的时间原点，然后，以时间为横坐标，以检波器所接收到的振动波振幅为纵坐标，得到与激发点J2对应的第2波形图；
[0023]依此类推，按顺序分别使激发点3…激发点Jn被激发，分别得到与激发点3对应的第3波形图…与激发点Jn对应的第η波形图；
[0024]由此共得到η个波形图，该η个波形图具有相同的时间原点；
[0025]S6，建立直角坐标系，其中，横坐标为时间，纵坐标为波形图编号，将η个波形图表示到该直角坐标系上，得到与所述测线对应的波形图组；对所述波形图组进行分析，得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果。
[0026]优选的，S2中，位于所述检波器上方的所述测线上，等间隔按自上而下顺序或按自下而上顺序依次布置激发点J1、激发点J2…激发点Jn。
[0027]优选的，S4中，所述预设规则是指:
[0028]每当布置于所述测线的激发点被触发时，布置于该测线的检波器即从O开始计时；
[0029]或者，每当布置于所述测线的激发点被触发后，布置于该测线的检波器从接收到振动波时从O开始计时。
[0030]优选的，S6中，对所述波形图组进行分析，得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果，具体包括以下步骤:
[0031]S6.1，对于与激发点i对应的波形图1，结合开始计时的预设规则，再以振动波在桩基础中的传播速度c为已知值，以检波器距离地面的距离、该激发点i距离地面的距离、盖梁至地面的距离以及桩底距离地面的距离均为已知值，计算得到直达波被检测波检测到的时间点t1-Ι、盖梁反射波被检测波检测到的时间点t1-2以及桩底反射波被检测波检测到的时间点t1-3 ;
[0032]将所述波形图组中tl-1、t2_l…tm-1按顺序连接得到直线Z1，其斜率为Hl ；
[0033]将所述波形图组中tl-2、t2_2…tm-2按顺序连接得到直线Z2 ;其斜率为H2 ；
[0034]将所述波形图组中tl-3、t2_3…tm-3按顺序连接得到直线Z3 ;其斜率为H3 ；
[0035]S6.2，然后，对于任意一个波形图1，判断波形图1中是否存在除时间点和t1-3位置外的明显波峰或明显波谷，如果有，均重点标记出该明显波峰或明显波谷；
[0036]然后，采用不同的连接方式，将各个波形图的明显波峰或明显波谷按顺序连接，得到多条直线；并进一步判断所连接得到的直线中，是否存在斜率也为H3的直线，如果有，将该直线记为Z4，然后获得直线TA与各个波形图相交的横坐标值，即时间值，再以该时间值为已知值，推算出该时间值所对应的缺陷位置，该缺陷位置即为所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果。
[0037]优选的，直线Zl的斜率与直线Z3的斜率相同。
[0038]优选的，S6之后，还包括:
[0039]S7，在桥墩的其他轴向位置选取N条测线，对于所选取的每一条测线，均采用S2-S6的方法，对所选取的测线进行无损检测；因此，对于每一条测线，均得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果；由此共得到N个缺陷分析结果，该所述N个缺陷分析结果相互验证，从而得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的最终缺陷分析结果。
[0040]优选的，对各条测线进行缺陷检测过程中，同一测线上相邻激发点之间的间隔相同或不相同；所述检波器开始计时的所述预设规则相同或不相同。
[0041]本发明的有益效果如下:
[0042]本发明提供一种成桥基桩无损检测方法，可在不破坏现有结构的前提下，对成桥基桩进行质量检测，尤其可有效快速的将缺陷位置产生的峰与上行反射波产生的峰分离，达到精确定位位于地面以下的基桩缺陷位置的目的，可广泛应用于地震灾后基桩受损评估、旧桥基桩检测等，为桥梁的加固修复提供重要依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1为现有技术提供的现有桥梁的结构示意简图；
[0044]图2为图1增加振动波传播方向的结构示意图；
[0045]图3为采用现有技术提供的方法进行检测得到的一种波形图；
[0046]图4为采用现有技术提供的方法进行检测得到的另一种波形图；
[0047]图5为本发明提供的成桥基桩无损检测方法所使用的布置示意图；
[0048]图6为本发明示例一得到的波形图组的示意图；
[0049]图7为本发明示例二得到的波形图组的示意图；
[0050]图8为本发明实施例得到的一种波形图组的示意图；
[0051]图9为本发明实施例得到的另一种波形图组的示意图。
【具体实施方式】
[0052]以下结合附图对本发明进行详细说明:
[0053]如图5所示，本发明提供一种成桥基桩无损检测方法，所述成桥基桩无损检测方法用于检测成桥后的位于地面以下的基桩质量；其中，所述成桥包括基桩、位于所述基桩桩顶上方的桥墩以及位于所述桥墩上方的盖梁；
[0054]所述成桥基桩无损检测方法包括以下步骤:
[0055]SI，在桥墩沿轴向任意选取测线；
[0056]S2，在桥墩靠近地面的所述测线上布置检波器，并且，在位于所述检波器上方的所述测线上，等间隔依次布置激发点J1、激发点J2…激发点Jn ;其中，n ^ 2 ；
[0057]本步骤中，激发点Jl、激发点J2…激发点Jn可按自上而下顺序或按自下而上顺序布置。
[0058]S3，使激发点Jl被激发，激发点Jl被激发后同时产生至少三路振动波；
[0059]其中，第一路振动波称为直达波，其传播路径为:从激发点Jl出发后直线传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到检波器的直线距离；
[0060]第二路振动波称为上行波，其传播路径为:从激发点Jl向上传播至盖梁，被盖梁反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点JI到盖梁的直线距离与盖梁到检波器的直线距离之和；
[0061]第三路振动波称为下行波，分为两种，第一种传播路径为:从激发点Jl向下传播至基桩的桩底，被桩底反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到桩底的直线距离与桩底到检波器的直线距离之和；第二种传播路径为:从激发点Jl传播至缺陷位置，被缺陷位置反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到缺陷位置的直线距离与缺陷位置到检波器的直线距离之和；
[0062]S4，所述检波器按预设规则设定开始计时的时间原点，然后，以时间为横坐标，以检波器所接收到的振动波振幅为纵坐标，得到与激发点JI对应的第I波形图；
[0063]本步骤中，用于计时的预设规则是指:每当布置于所述测线的激发点被触发时，布置于该测线的检波器即从O开始计时；或者，每当布置于所述测线的激发点被触发后，布置于该测线的检波器从接收到振动波时从O开始计时。
[0064]S5，然后，使激发点J2被激发，激发点J2被激发后产生至少三路振动波；所述检波器按所述预设规则设定开始计时的时间原点，然后，以时间为横坐标，以检波器所接收到的振动波振幅为纵坐标，得到与激发点J2对应的第2波形图；
[0065]依此类推，按顺序分别使激发点3…激发点Jn被激发，分别得到与激发点3对应的第3波形图…与激发点Jn对应的第η波形图；
[0066]由此共得到η个波形图，该η个波形图具有相同的时间原点；
[0067]S6，建立直角坐标系，其中，横坐标为时间，纵坐标为波形图编号，将η个波形图表示到该直角坐标系上，得到与所述测线对应的波形图组；对所述波形图组进行分析，得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果。
[0068]对所述波形图组进行分析，得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果，具体包括以下步骤:
[0069]S6.1，对于与激发点i对应的波形图1，结合开始计时的预设规则，再以振动波在桩基础中的传播速度c为已知值，以检波器距离地面的距离、该激发点i距离地面的距离、盖梁至地面的距离以及桩底距离地面的距离均为已知值，计算得到直达波被检测波检测到的时间点t1-Ι、盖梁反射波被检测波检测到的时间点t1-2以及桩底反射波被检测波检测到的时间点t1-3 ;
[0070]将所述波形图组中tl-1、t2_l…tm-1按顺序连接得到直线Z1，其斜率为Hl ；
[0071]将所述波形图组中tl-2、t2_2…tm-2按顺序连接得到直线Z2 ;其斜率为H2 ；
[0072]将所述波形图组中tl-3、t2_3…tm-3按顺序连接得到直线Z3 ;其斜率为H3 ；
[0073]S6.2，然后，对于任意一个波形图1，判断波形图1中是否存在除时间点和t1-3位置外的明显波峰或明显波谷，如果有，均重点标记出该明显波峰或明显波谷；
[0074]然后，采用不同的连接方式，将各个波形图的明显波峰或明显波谷按顺序连接，得到多条直线；并进一步判断所连接得到的直线中，是否存在斜率也为H3的直线，如果有，将该直线记为Z4，然后获得直线TA与各个波形图相交的横坐标值，即时间值，再以该时间值为已知值，推算出该时间值所对应的缺陷位置，该缺陷位置即为所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果。其中，直线Zl的斜率与直线Z3的斜率相同。
[0075]对于当采用一个激发点，缺陷位置下行反射波与上行波反射波存在重叠无法区分的情况，由于本发明布置有多个激发点，并且，各个激发点距离检波器的距离均不相同，由此得到的波形图组中，通过以上对波形图组走时曲线斜率的分析，达到过滤上行波反射波的目的，可以精确定位到位于地面以下的基桩的缺陷位置。
[0076]本发明中，检波器用于计时的预设规则包括两种情况:(第一种)每当布置于所述测线的激发点被触发时，布置于该测线的检波器即从O开始计时；(第二种)每当布置于所述测线的激发点被触发后，布置于该测线的检波器从接收到振动波时从O开始计时。此处需要强调的是，对于同一测线上的η个激发点，需采用相同的计时规则，以下列举分别采用这两种计时规则的具体示例:
[0077](一 )示例 I
[0078]为说明本发明理论，本示例介绍理想情况下，即不存在的除缺陷位置的杂波等干扰波情况下的检测过程:
[0079](I)测线上共布置4个激发点，在检波器以上，按自下而上顺序，分别为激发点Jl、激发点J2…激发点J4 ;其中，激发点Jl距检波器0.5m，相邻激发点间距为0.5m ；
[0080](2)对于激发点J1，当激发点Jl被激发时，检波器开始计时，则:检波器在tl-Ι时间点接收到直达波，在tl-2时间点接收到盖梁反射波，在tl-3时间点接收到桩底反射波；由此得到波形图1 ;
[0081]对于激发点J2，当激发点J2被激发时，检波器开始计时，则:检波器在t2_l时间点接收到直达波，在t2-2时间点接收到盖梁反射波，在t2-3时间点接收到桩底反射波；由此得到波形图2 ；
[0082]对于激发点J3，当激发点J3被激发时，检波器开始计时，则:检波器在t3_l时间点接收到直达波，在t3-2时间点接收到盖梁反射波，在t3-3时间点接收到桩底反射波；由此得到波形图3 ；
[0083]对于激发点J4，当激发点J4被激发时，检波器开始计时，则:检波器在t4_l时间点接收到直达波，在t4-2时间点接收到盖梁反射波，在t4-3时间点接收到桩底反射波；由此得到波形图4 ；
[0084](3)以横坐标为时间，纵坐标为波形图编号，将η个波形图表示到该直角坐标系上，得到图 6 所示的波形图组；由于 tl-1、tl-2、tl-3、t2-l、t2-2、t2_3、t3_l、t3_2、t3_2、t4-l、t4-2、t4-3均为已知值，因此，在每个波形图中均可定位到这三个横坐标；然后，将波形图组中tl-1、t2-l…t4-l按顺序连接得到直线Z1，其斜率为Hl ;将所述波形图组中tl-2、t2-2…t4-2按顺序连接得到直线Z2 ;其斜率为H2 ;将所述波形图组中tl_3、t2_3…t4-3按顺序连接得到直线Z3 ;其斜率为H3 ；
[0085]由于激发点J2距离检波器的距离比激发点Jl距离检波器的距离增加0.5米，激发点J3距离检波器的距离比激发点J2距离检波器的距离增加0.5米，激发点J4距离检波器的距离比激发点J3距离检波器的距离增加0.5米，因此，直达波与下行波反射波传播距离依次增加0.5m，故走时曲线为斜线并且斜率相同，此处的下行波反射波即包括桩底反射波，也包括位于地面以下的基桩的缺陷位置反射波，可见，Hl = H3 =地面以下基桩的缺陷位置反射波形成的直线斜率；上行波反射波传播距离依次减少0.5m，故走时曲线为斜线并且斜率与直达波走时曲线相反，此处的上行波反射波既包括盖梁反射波，也包括位于桥槨的缺陷位置反射波，因此，直线Z2的斜率与直线Z1、Z3的斜率相反。
[0086](4)当在波形图组上标识出直线Z1、直线Z2和直线Z3之后，对于每一个波形图1，重点标记出除时间点和t1-4之外的明显波峰或明显波谷，然后，采用不同的连接方式，将各个波形图的明显波峰或明显波谷按顺序连接，得到多条直线。
[0087]由于本发明的目的为检测位于地面以下的基桩是否存在缺陷，而位于地面以下的基桩如果存在缺陷，会产生下行波反射波，因此，对于图6中，只需要进一步判断所连接得到的直线中，是否存在斜率也为H3的直线，如图6所示，对于直线Z4，其斜率为H3。由此获得直接Z4，然后，获得直线TA与各个波形图相交的横坐标值，即时间值，再以该时间值为已知值，可快速推算出该时间值所对应的缺陷位置。
[0088]( 二 )示例二
[0089]本示例与示例一的区别仅在于检波器计时方式的不同，本实施例采用:每当布置于测线的某个激发点被触发后，布置于该测线的检波器从接收到振动波时从O开始计时的计时方式:
[0090]即得到图7所示的波形图组，其中，由于本实施例计时方式的原因，因此，各激发点所产生的直达波与下行波反射波不存在时间差，不会产生偏移距，其走时线均为垂直线；而上行波反射波传播距离依次减少0.5m，故其走时线为斜线。由于本发明的目的为检测位于地面以下的基桩是否存在缺陷，而位于地面以下的基桩如果存在缺陷，会产生下行波反射波，因此，对于图7中，只需要查找是否存在除Zl和Z3外，仍然为垂直线的Z4，如果存在Z4，则获得直线Z4与各个波形图相交的横坐标值，即时间值，再以该时间值为已知值，可快速推算出该时间值所对应的缺陷位置。
[0091]S6之后，还包括:
[0092]S7，在桥墩的其他轴向位置选取N条测线，对于所选取的每一条测线，均采用S2-S6的方法，对所选取的测线进行无损检测；因此，对于每一条测线，均得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果；由此共得到N个缺陷分析结果，该所述N个缺陷分析结果相互验证，从而得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的最终缺陷分析结果。其中，对各条测线进行缺陷检测过程中，同一测线上相邻激发点之间的间隔相同或不相同；所述检波器开始计时的所述预设规则相同或不相同。
[0093]实施例
[0094]以某高速公路成桥为例。对于旧桥、成桥的位于地面以下的基桩，由于其与上部结构相连接，其桩身完整性无法采用常规的低应变反射法和声波透射法进行测试。针对以上情况，本 申请人:采用了本发明提供的成桥基桩无损检测方法，对该成桥1#基桩进行了VSP-S测桩试验:
[0095]对于I号桩，检波器布置在贴近地表处的桥墩上，每个测线布置12个激发点，第一个激发点距检波器0.5m，相邻激发点间距0.5m。计时规则为:每当布置于测线的激发点被触发后，布置于该测线的检波器从接收到振动波时从O开始计时，得到图8所示的波形图组。在图8中，共分析得出三条垂直线，分别为垂线Al、垂线A2和垂线A3，代表下行反射波的连线；则:可推测出垂线A3为基桩桩底反射波的连线；垂线Al和垂线A2分别为位于地面以下的基桩的缺陷位置反射波；对垂线Al进一步计算，推测出，地面以下12米处存在断桩或缺陷；对垂线A2进一步计算，推测出，地面以下26.5米处存在断桩或缺陷。
[0096]对于2号桩，检波器布置在贴近地表处的桥墩上，每个测线布置12个激发点，第一个激发点距检波器0.5m，相邻激发点间距0.5m。计时规则为:每当布置于测线的激发点被触发后，布置于该测线的检波器从接收到振动波时从O开始计时，得到图9所示的波形图组。
[0097]在图9中，共分析得出两条垂直线，分别为垂线A4和垂线A5，代表下行反射波的连线；则:可推测出垂线A5为基桩桩底反射波的连线；垂线A4为位于地面以下的基桩的缺陷位置反射波；对垂线A4进一步计算，推测出，地面以下15米处存在断桩或缺陷。
[0098]上述缺陷定位位置，经验证，与实际缺陷位置相符。
[0099]通过对该高速公路成桥桩基进行VSP-S测桩试验，得出如下结论:
[0100]1.对于成桥基桩检测，采用本发明提供的成桥基桩无损检测方法，可有效地判别位于地面以下的基桩的缺陷及状况，并为其加固修复提供理论依据。
[0101]2.测桩结果表明，以检波器接收到振动波的时刻为计时原点时，所得到的波形更加直观，清晰。通过对波形图组进行分析，，可准确地识别出基桩缺陷位置。
[0102]本发明提供的成桥基桩无损检测方法，具有以下优点:
[0103]可有效快速的将缺陷位置产生的峰与上行反射波产生的峰分离，达到精确定位位于地面以下的基桩缺陷位置的目的。
[0104]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种成桥基桩无损检测方法，其特征在于，所述成桥基桩无损检测方法用于检测成桥后的位于地面以下的基桩质量；其中，所述成桥包括基桩、位于所述基桩桩顶上方的桥墩以及位于所述桥墩上方的盖梁； 所述成桥基桩无损检测方法包括以下步骤: Si，在桥墩沿轴向任意选取测线； S2，在桥墩靠近地面的所述测线上布置检波器，并且，在位于所述检波器上方的所述测线上，等间隔依次布置激发点J1、激发点J2…激发点Jn ;其中，n ^ 2 ； S3，使激发点Jl被激发，激发点Jl被激发后同时产生至少三路振动波； 其中，第一路振动波称为直达波，其传播路径为:从激发点Jl出发后直线传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到检波器的直线距离； 第二路振动波称为上行波，其传播路径为:从激发点Jl向上传播至盖梁，被盖梁反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到盖梁的直线距离与盖梁到检波器的直线距离之和； 第三路振动波称为下行波，分为两种，第一种传播路径为:从激发点Jl向下传播至基桩的桩底，被桩底反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到桩底的直线距离与桩底到检波器的直线距离之和；第二种传播路径为:从激发点Jl传播至缺陷位置，被缺陷位置反射后再传播到检波器，即:传播距离为激发点Jl到缺陷位置的直线距离与缺陷位置到检波器的直线距离之和； S4，所述检波器按预设规则设定开始计时的时间原点，然后，以时间为横坐标，以检波器所接收到的振动波振幅为纵坐标，得到与激发点Jl对应的第I波形图； S5，然后，使激发点J2被激发，激发点J2被激发后产生至少三路振动波；所述检波器按所述预设规则设定开始计时的时间原点，然后，以时间为横坐标，以检波器所接收到的振动波振幅为纵坐标，得到与激发点J2对应的第2波形图； 依此类推，按顺序分别使激发点3…激发点Jn被激发，分别得到与激发点3对应的第3波形图…与激发点Jn对应的第η波形图； 由此共得到η个波形图，该η个波形图具有相同的时间原点； S6，建立直角坐标系，其中，横坐标为时间，纵坐标为波形图编号，将η个波形图表示到该直角坐标系上，得到与所述测线对应的波形图组；对所述波形图组进行分析，得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果。
2.根据权利要求1所述的成桥基桩无损检测方法，其特征在于，S2中，位于所述检波器上方的所述测线上，等间隔按自上而下顺序或按自下而上顺序依次布置激发点J1、激发点J2…激发点Jn0
3.根据权利要求1所述的成桥基桩无损检测方法，其特征在于，S4中，所述预设规则是指: 每当布置于所述测线的激发点被触发时，布置于该测线的检波器即从O开始计时；或者，每当布置于所述测线的激发点被触发后，布置于该测线的检波器从接收到振动波时从O开始计时。
4.根据权利要求1所述的成桥基桩无损检测方法，其特征在于，S6中，对所述波形图组进行分析，得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果，具体包括以下步骤: S6.1，对于与激发点i对应的波形图1，结合开始计时的预设规则，再以振动波在桩基础中的传播速度c为已知值，以检波器距离地面的距离、该激发点i距离地面的距离、盖梁至地面的距离以及桩底距离地面的距离均为已知值，计算得到直达波被检测波检测到的时间点t1-Ι、盖梁反射波被检测波检测到的时间点t1-2以及桩底反射波被检测波检测到的时间点t1-3 ； 将所述波形图组中tl-1、t2-l…tm-1按顺序连接得到直线Z1，其斜率为Hl ； 将所述波形图组中tl-2、t2-2…tm-2按顺序连接得到直线Z2 ;其斜率为H2 ； 将所述波形图组中tl-3、t2-3…tm-3按顺序连接得到直线Z3 ;其斜率为H3 ； S6.2，然后，对于任意一个波形图1，判断波形图1中是否存在除时间点t1-1、t1-2和t1-3位置外的明显波峰或明显波谷，如果有，均重点标记出该明显波峰或明显波谷； 然后，采用不同的连接方式，将各个波形图的明显波峰或明显波谷按顺序连接，得到多条直线；并进一步判断所连接得到的直线中，是否存在斜率也为H3的直线，如果有，将该直线记为Z4，然后获得直线TA与各个波形图相交的横坐标值，即时间值，再以该时间值为已知值，推算出该时间值所对应的缺陷位置，该缺陷位置即为所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果。
5.根据权利要求4所述的成桥基桩无损检测方法，其特征在于，直线Zl的斜率与直线Z3的斜率相同。
6.根据权利要求1所述的成桥基桩无损检测方法，其特征在于，S6之后，还包括: S7，在桥墩的其他轴向位置选取N条测线，对于所选取的每一条测线，均采用S2-S6的方法，对所选取的测线进行无损检测；因此，对于每一条测线，均得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的缺陷分析结果；由此共得到N个缺陷分析结果，该所述N个缺陷分析结果相互验证，从而得到所述成桥桩基中位于地面以下的基桩的最终缺陷分析结果。
7.根据权利要求6所述的成桥基桩无损检测方法，其特征在于，对各条测线进行缺陷检测过程中，同一测线上相邻激发点之间的间隔相同或不相同；所述检波器开始计时的所述预设规则相同或不相同。
【文档编号】E02D33/00GK104264722SQ201410520960
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】苏建坤 申请人:云南航天工程物探检测股份有限公司