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1、10申请公布号CN103255785A43申请公布日20130821CN103255785ACN103255785A21申请号201210033799522申请日20120215E02D33/00200601E02D1/0820060171申请人陈彦平地址510420广东省广州市白云区白云大道北春鸿居11号606房72发明人陈彦平马晔杨宇张劲池陈准54发明名称采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术57摘要本发明涉及基桩施工质量检测和地质探测技术，关系到基桩实际使用效果的综合测试，其特征在于在基桩顶面上敲击产生沿桩身向下传播的纵波，通过在声测管中检测纵波的到达时间差，准确测定基桩的纵波波。
2、速和桩长，判定桩身混凝土质量；在邻桩的管道或地质钻孔中实测纵波沿被敲击桩身向下并从桩侧土传播的到达时间差，测定基桩长度、桩身质量及扩孔程度；并能测量地质土层的波速、判断桩周地质土层的状况，分析基桩入岩情况。本发明可在既有的低应变、超声波等检测设备基础上，外配或嵌入信号处理器，实现一种新的基桩质量无损检测和地质探测的技术，也是经济、现成的桩基无损检测辅助验证方法，能显著提高桩基质量判定的准确性和服务水平。51INTCL权利要求书2页说明书10页附图8页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图8页10申请公布号CN103255785ACN103255785A1。
3、/2页21采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征是被检对象为钢筋混凝土基桩1，在基桩1桩身上埋设了声测管2或抽芯孔3，其测试系统包括力锤棒4、传感器5、检波器6、单管纵波法信号处理器7和采集仪8。力锤棒4在基桩1顶面上敲击激振产生一个沿桩身向下传播的纵波，通过在基桩1的顶面上或在力锤棒4上安装的传感器5检测敲击信号，在声测管2或抽芯孔3中通过检波器6检测敲击纵波的传播信号，测量检波器6安放进入基桩1顶面以下的深度，将传感器5和检波器6分别连接到单管纵波法信号处理器7的输入端，单管纵波法信号处理器7的主要功能是将传感器5检测到的敲击信号处理成一个与敲击激振瞬间同步的单脉冲信号，并。
4、将同步脉冲信号叠加到检波器6检测的信号中，再将处理后的信号送到采集仪8，由采集仪8进行数据采集、存贮和初步分析，测量纵波的传播时间差和计算基桩的纵波波速，通过分析纵波波速的大小及传播时间差与检测深度的关系判定基桩1的长度、桩身混凝土质量。2如权利要求1所述的采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于在相邻基桩9的邻桩声测管10或邻桩抽芯孔11中通过检波器6检测敲击纵波沿基桩1桩身向下并从桩侧地质土层12传播的信号，测量纵波的到达时间差，测量检波器6安放进入基桩1顶面以下的深度，通过分析传播时间差与检测深度的关系判定基桩1的长度、桩身混凝土质量和扩孔程度；己知桩身混凝土波速，根据。
5、时程关系求算地质土层12的纵波波速，并判别桩周地质土层12的状况和分析基桩入岩情况。3如权利要求1所述的采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于在地质钻孔15中通过检波器6检测敲击纵波沿基桩1桩身向下并从桩侧地质土层12传播的信号，测量纵波的到达时间差，测量检波器6安放进入基桩1顶面以下的深度，根据时程的物理关系求算地质土层12的纵波波速，并判定桩周地质土层12的状况，分析基桩入岩情况。4如权利要求1至权利要求3所述的采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于一种单管纵波法信号处理器由电压放大器I71、电压放大器II72、电压比较电路73、单稳触发器电路74、。
6、电压加法电路75和电源电路76组成，电压放大器I71的输出端连接到电压比较电路73的输入端，电压比较电路73的输出端连接到单稳触发器电路74的触发端，单稳触发器电路74和电压放大器II72的输出端分别连接到电压加法电路75的两个输入端，由电压加法电路75合成一个叠加了敲击激振同步脉冲信号的弹性纵波的电压信号。5如权利要求4所述的采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于一种单管纵波法信号处理器的主要功能是将传感器5检测到的信号处理成一个与敲击激振瞬间同步的单脉冲信号，将同步脉冲信号连接到采集仪8的外触发输入接口，控制采集仪8同步采集检波器6的信号。6如权利要求4所述的采用单管纵。
7、波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于一种单管纵波法信号处理器在电路的最后端增加了无线发射模块77，在采集仪8内部或外部安装了相应的无线接收模块13。7如权利要求4和权利要求5所述的采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于一种具有单管纵波法检测功能的采集仪，是将单管纵波法信号处理器7权利要求书CN103255785A2/2页3的电路直接嵌入到既有的采集仪8中。8如权利要求1至权利要求7所述的采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于采集仪8包括桩基动测仪、非金属超声波检测仪、超声波循测仪、高应变检测仪、工程动测仪和地震仪。9如权利要求1所述的采用单管。
8、纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于检波器6包括宽频超声波换能器、水听器、三分量检波器。10如权利要求1所述的采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于在声测管2或抽芯孔3中同时安装了检波器6和检波器II14，检测过程两个检波器的距离恒定，通过测量同一激振波的时差，测量两检波器间对应桩段的混凝土波速。权利要求书CN103255785A1/10页4采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术所属技术领域0001本发明涉及基桩施工质量无损检测和地质探测的技术。背景技术0002在既有的桩基动测技术条件下，桩基施工质量的检测还存在许多不确定性，影响到桩基施工质量的正确判。
9、定00031基桩动测法虽能感应到桩周土及桩底岩层的信息，但由于不能量化其地质状况相应的具体指标，不能确认桩基的承载能力。00042不能精确测量基桩波速，以致不能准确判定桩长和评价基桩混凝土质量的整体水平。在桩头采用双传感器标定基桩混凝土波速的方法还存在一些应用上的困难，如1外露桩头的情况很少存在；2就地灌注桩桩头附近的混凝土质量相对较差，不能代表整桩的平均质量状况等。00053桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，以及桩周软硬土层变化明显的地质条件，均会导致检测结果不准确，需要采用其它辅助方法验证。00064对于超长桩、人工挖孔灌注桩、多节段的预制打入桩等的质量检测，常因无法检测到桩底的反射信号。
10、，只能依靠检测人员结合经验综合判定，或采用其它方法进一步检测。00075对于嵌岩桩及支承桩的质量检测，当桩底出现同相的反射波信号，或时域曲线未见入岩信号且无桩底反射波信号时，对桩底混凝土质量和桩底持力层状况的判定还需采用抽芯法等核验。0008既有的桩基超声波透射法检测技术有其局限性，存在不能实施有效检测和误测重判等情况00091桩基超声波透射法只能反映声测管范围以内的桩身混凝土质量，不能反映桩周土及桩端持力层状况。00102由于埋设的声测管容易出现移位，使测距成为不确定的重要参数，所以难以取得准确且能代表整桩施工质量水平的平均波速；在桩底段还常出现完全偏离物理意义的极大值或极小值，造成评判困难。
11、。00113当声测管周边出现局部夹泥等小缺陷时，易被误判为严重缩径、断桩等重大质量问题。00124当声测管内壁锈蚀、外壁泥皮较厚或声测管与混凝土脱离裂开时，超声波无法透射，这些情况或导致误测误判。00135当声测管变形、堵塞时，不能对桩身或桩底进行有效检测和判定，需抽芯处理。0014在既有的桩基施工质量无损检测技术条件下，当无法检测判定或出现质量疑问时，一般采用抽芯法校验，但抽芯法验桩成本较高，耗时较长，对于长桩抽芯也很难抽到桩底，同时也只能提供桩端持力层的情况，不能全面解析桩基承载力，因此既有的桩基施工质量检测技术还不能完全满足现实的需求。说明书CN103255785A2/10页5发明内容0。
12、015本发明的目的，是希望在既有的检测仪器设备的基础上进行改良和创新，并利用工程现场提供的条件，研究发明一种不但能进行基桩质量无损检测，而且还能对桩周地质土层进行探测的新技术，确保基桩的施工质量和承载力，成为现成的、准确的、经济的桩基无损检测技术的辅助验证方法，提高桩基无损检测判定的准确性和服务水平。0016本发明解决其技术问题所采用的技术方案是采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征是被检对象为钢筋混凝土基桩，在基桩桩身上埋设了声测管或抽芯孔，其测试系统包括力锤棒、传感器、检波器、单管纵波法信号处理器和采集仪。力锤棒在基桩顶面上敲击激振产生一个沿桩身向下传播的纵波，通过在基桩的。
13、顶面上或在力锤棒上安装的传感器检测敲击信号，在声测管或抽芯孔中通过检波器检测敲击纵波的传播信号，测量检波器安放进入基桩顶面以下的深度，将传感器和检波器分别连接到单管纵波法信号处理器的输入端，单管纵波法信号处理器的主要功能是将传感器检测到的敲击信号处理成一个与敲击激振瞬间同步的单脉冲信号，并将同步脉冲信号叠加到检波器检测的信号中，再将处理后的信号送到采集仪，由采集仪进行数据采集、存贮和初步分析，测量纵波的传播时间差和计算基桩的纵波波速，通过分析纵波波速的大小及传播时间差与检测深度的关系判定基桩的长度、桩身混凝土质量。0017单桩单管检测得一维杆纵波波速为桩顶至测试点间桩段的平均波速，当桩身混凝土。
14、质量均匀一致时，在所有深度处检测到的波速相等且等于本桩的平均波速。当混凝土采用的材料和配合比相同时，可结合混凝土龄期评价整桩混凝土的质量水平，测得的代表波速可作为低应变测试的代表波速，用于准确评价桩长。0018基桩HI处实测的纵波传播速度为桩顶至测试点间桩段的平均波速0019CIHI/TI0020式中HI为基桩顶面至检波器探测中心点间的距离0021TI为HI处下行波的传播时间差0022均质混凝土TI与深度HI为线性变化关系，曲线的斜率为一常数。斜率变小时表示波速降低，反映为TIHI曲线上出现拐点，出现拐点的区间桩身混凝土存在质量缺陷；在TIHI曲线上，TI有累加效应代表桩基出现全断面性质的缺陷。
15、，没有累加效应为局部缺陷。0023可利用实测纵波的波幅变化和波形畸变来综合分析桩长及桩身混凝土质量，根据基桩一维弹性杆理论，实测的下行波还叠加了桩基断面突变、桩底及桩侧岩层变化等界面的反射上行波，使实测波形发生变化。波的能量会因桩身波阻抗变化的反射和桩侧土吸收而降低，也会因为被桩身缺陷吸收或屏蔽而降低。0024通过在HI和HII处的检测信号中分别测量下行波的到达时间差TI及TI1和桩底反射波的到达时间差TH及TH1，推算基桩的实际桩长0025LHIH/TI1TITI0026或LHI1H/TI1TITI10027式中TITHTI0028TI1TH1TI10029HHI1HI为HI与HI1的高差0。
16、030TI及TI1为在HI和HI1处检测信号中下行波的传播时间差说明书CN103255785A3/10页60031TH及TH1为在HI和HI1处检测信号中桩底反射波的传播时间差0032基桩的入岩信号可能会比桩底反射信号提前到达，利用上式求得的基桩长度实际为桩顶至岩面的深度，所以可利用其关系判断基桩的有效入岩深度0033HHMANAL0034式中HMAN为最深的检测深度0035A为最深的检测深度至桩底的距离0036L为桩顶至岩面的深度0037试验表明由于声测管管壁薄、刚度小并与桩身混凝土粘结，能与桩身混凝土构成一体并共同振动，所以在声测管中测量基桩的纵波波速，不会受到钢管材质的影响。0038本发。
17、明的特征在于在相邻基桩的邻桩声测管或邻桩抽芯孔中通过检波器检测敲击纵波沿基桩桩身向下并从桩侧地质土层传播的信号，测量纵波的到达时间差，测量检波器安放进入基桩顶面以下的深度，通过分析传播时间差与检测深度的关系判定基桩的长度、桩身混凝土质量和扩孔程度；己知桩身混凝土波速，根据时程关系求算地质土层的纵波波速，并判别桩周地质土层的状况和分析基桩入岩情况。0039在相邻基桩检测被激振的纵波传播时间差TI，是由激振桩和桩侧地质土层两部份的时程组成的当桩基完整时只反映地质土层的变化；当地质土层均质时只反映被检桩的变化；当两桩距离较近时更多的是反映了被检桩的变化；当两桩距离较远时更多的是反映了地质土层的变化。。
18、用于判别桩基质量时，宜在同一区域多检测几根桩，提高对本区域的地质等情况的认识和了解。判定桩长时邻桩的长度应大于或等于被检基桩的长度，可通过TIHI曲线拐点法判定桩底位置来校验桩长；也可利用已知的S、HI、CI、VI与TI的关系校验桩长0040HTIS/VICI0041式中S为基桩与邻桩的距离0042VI为本桩桩底地层的波速0043CI为本桩桩身混凝土的波速0044TI为对应于桩底处下行波的传播时间差0045在可能出现扩孔的桩段，当TIHI曲线内凹，TI明显减少时，可判为桩身出现扩孔，其扩孔的增加值0046LVIMHITICIVIM/CIVIM0047式中CI为桩身混凝土的波速0048VIM为H。
19、I处地层的正常波速0049TI为扩孔处下行波的传播时间差0050为准确测定地质土层的波速，宜选取两根完整桩，且两桩距离较远，地质土层的纵波波速0051VIS/TIHI/CI0052式中VI为地质土层的纵波波速0053S为基桩与相邻基桩的距离0054CI为基桩的平均纵波波速0055考虑到纵波走最快捷径时，则地质土层修正的纵波波速VII说明书CN103255785A4/10页700560057本发明的在地质钻孔中通过检波器检测敲击纵波沿基桩桩身向下并从桩侧地质土层传播的信号，测量纵波的到达时间差，测量检波器安放进入基桩顶面以下的深度，根据时程的物理关系求算地质土层的纵波波速，并判定桩周地质土层的状。
20、况，分析基桩入岩情况。0058地质土层的纵波波速0059VIS/TIHI/CI0060式中VI为地质土层的纵波波速0061S为基桩与地质钻孔的距离0062CI为基桩的平均纵波波速0063在地质孔中检测土层纵波，能消除邻桩单管纵波法中当两桩较接近及激振能量较大时，因邻桩存在共振，使邻桩下部的质点提前发生振动的现象。宜选用已知质量的完整桩及采用较大激振力，在距离较远处检测，提高地质土层波速检测的准确性；而探测桩侧的土洞、溶洞等不良地质构造时，则应采用较短的测距。0064本发明的特征在于一种单管纵波法信号处理器由电压放大器I、电压放大器II、电压比较电路、单稳触发器电路、电压加法电路和电源电路组成，。
21、电压放大器I的输出端连接到电压比较电路的输入端，电压比较电路的输出端连接到单稳触发器电路的触发端，单稳触发器电路和电压放大器II的输出端分别连接到电压加法电路的两个输入端，由电压加法电路合成一个叠加了敲击激振同步脉冲信号的弹性纵波的电压信号。由具有信号自触发功能的采集仪自动触发并采集，也可将单管纵波法信号处理器的同步脉冲信号，直接连接到采集仪的外触发输入接口，控制采集仪同步采集检波器的信号。0065本发明的特征在于单管纵波法信号处理器在电路的最后端增加了无线发射模块，在采集仪内部或外部安装了相应的无线接收模块，构成无线连接系统。可将单管纵波法信号处理器的电路直接嵌入到既有的采集仪中，构成一种具。
22、有单管纵波法检测功能的智能采集仪。上述所指的采集仪包括桩基动测仪、非金属超声波检测仪、超声波循测仪、高应变检测仪、工程动测仪和地震仪等。本发明采用的检波器包括宽频超声波换能器、水听器、三分量检波器等。现有的三分量检波器直径较大，不适合应用到声测管中检测，宜采用直径较小的宽频超声波换能器，不但经济，而且一物多用，携带方便。0066本发明的特征在于在声测管或抽芯孔中同时安装了检波器和检波器II，检测过程两个检波器的距离恒定，通过测量同一激振波的时差，测量两检波器间对应桩段的混凝土波速，以提高对桩身局部缺陷判断的灵敏度。0067本发明的特征在于本发明的有益效果是，根据基桩一维杆弹性波动理论，物理意义。
23、明确，通过发明的单管纵波法信号处理器，能直接采用既有的桩基动测仪和超声波检测仪等智能化设备，在现有的工程环境条件下，快速、准确地实现一种新的基桩无损质量检测。由于可将传感器非常接近地安放在桩头敲击点旁边，本法能准确测量基桩的纵波波速。根据均质混凝土TI与深度HI为线性变化的基本规律及时程的累加效应，能准确判别缺陷的位置及严重程度。能判定桩底反射信号和入岩信号，准确计算基桩的实际桩长和有效入岩说明书CN103255785A5/10页8深度。利用相邻基桩上的声测管、抽芯孔及桩侧地质钻孔进行桩基无损检测，能进一步扩展到对未埋设管道的基桩进行质量检测，同时应用于既有建筑物基桩的无损检测。当声测管堵塞不。
24、能实现完全检测或采用动测法出现异常状态不便判定时，本发明可作为桩基无损检测的辅助验证方法，能显著提高桩基质量判定的准确性和服务水平。利用相邻基桩上的声测管、抽芯孔及桩侧地质钻孔进行地质探测，能测量地质土层的波速、判断桩周地质土层的状况、分析基桩入岩情况，与地质探测跨孔法波速测试技术采用标准贯入测试的穿心锤敲击取土器作为振源相比较，本发明将工程桩作为探杆，在桩顶上采用较重的力棒激振，产生向下并向桩侧周边传播的振动波，具有快速、经济，且能对坚硬岩石地层进行波速测试的优点；比在地表激发的单孔波速测试法，本发明能更好排除上土层对测试结果的影响，利用现有桩基进行全面的地质探测，能详尽而经济地剖析桩位的地。
25、质地貌。本发明的单管纵波法信号处理器，主要采用了电压比较电路、单稳触发器电路和加法电路三个功能电路，具有判断快速、功能稳定可靠、微功耗及不占用采集仪运算程序的优点，既可设计成独立器件，提供给具有信号触发功能的众多智能化采集仪使用，也可将单稳触发器电路直接连接到具有外触发功能的采集仪，控制采集仪同步工作，增加主机可选配范围。在单管纵波法信号处理器后端增加无线发射模块或直接将单管纵波法信号处理器的电路嵌入到主机中，具有简化设备，方便检测，并构成具有单管纵波法检测功能的一体化新设备。检波器采用直径较小的宽频超声波换能器和水听器，不但适用于在声测管中检测，一物多用，携带方便，检测过程也不必采用橡皮囊充。
26、气紧贴管壁，明显优化检测程序，并且节省了检测费用。检测过程中同时采用两个检波器检测，能提高对桩身局部缺陷判断的灵敏度。附图说明0068下面结合附图和实施例对本发明的结构和实施方法作进一步的说明。0069图1是单桩单管纵波法检测的原理示意图。0070图2是邻桩单管纵波法检测的原理示意图。0071图3是邻孔单管纵波法检测的原理示意图。0072图4是一种单管纵波法信号处理器的电路原理及系统连接示意图。0073图5是采用无线发射的一种单管纵波法信号处理器的电路原理示意图。0074图6是桩身混凝土缺陷与TIHI曲线关系的示意图0075图7是某桩桩长291M在声测管中22M处实测的波形图0076图8是某桩。
27、桩长291M在声测管中25M处实测的波形图0077图9是某桩桩长291M在声测管中29M处实测的波形图0078图10是某桩利用单桩单管纵波法检测的TIHI大样图0079图11是某桩的超声波透射法检测结果0080图12是在相距39M的邻桩声测管中实测的TIHI相关图0081图13是在相距98M的邻桩声测管中实测的TIHI相关图及计算的地层VH分布图0082图14是采用无线收发工作方式的单桩单管纵波法检测的原理示意图。0083图15是采用双孔法检测地层波速的原理示意图0084图16是单桩单管纵波法采用双检波器检测的原理示意图说明书CN103255785A6/10页90085图中1基桩，2声测管，3。
28、抽芯孔，4力锤棒，5传感器，6检波器，7单管纵波法信号处理器，8采集仪，9相邻基桩，10邻桩声测管，11邻桩抽芯孔12地质土层，13无线接收模块，14检波器II，15地质钻孔，71电压放大器I，72电压放大器II，73电压比较电路，74单稳触发器电路，75电压加法电路，76电源电路，77无线发射模块。具体实施方式0086实施例10087采用单桩单管纵波法检测桩身混凝土施工质量0088如附图1所示采用单桩单管纵波法检测桩身混凝土施工质量，其中采集仪8使用桩基动测仪，单管纵波法信号处理器7的工作原理图及连接如附图4所示，采用铁锤作为激振锤4，将加速度传感器5安装在桩顶面激振点旁边，检波器6采用RS。
29、YH45III宽频高灵敏度的超声波换能器，探头直径26MM，利用声测管2为检测通道。如附图7、附图8和附图9所示为某桩分别在22M、25M和29M处实测的波行图，波行图的信号中叠加的敲击同步信号，包含激振信号的下行波和上行波，下行波为直达波，桩底及入岩处的反射波为上行波，从图中可见桩底反射波的波幅明显较高。0089检测数据分析计算方法如下00901基桩HI处实测的下行波传播时间差0091TITHT00092式中TH为HI处实测的时刻0093T0为敲击激振的时刻00942基桩HI处实测的纵波传播速度为桩顶至测试点间桩段的平均波速0095CIHI/TI0096式中HI为基桩顶面至检波器探测中心点间。
30、的深度00973基桩HI处实测的斜率0098KHI1HI/TI1TI0099式中HI1为HI的下一个检测点深度0100TI1为在HI1处实测的时间差0101可采用斜率判据提高判断缺陷的敏感度0102KHI1HI2/TI1TI01034桩基混凝土平均波速CI的确定010441当桩身混凝土质量均匀一致时，所有深度处检测到的CI相等且等于本桩的平均波速。对于嵌岩桩为减少嵌岩反射波叠加后对桩底反射波判别的影响，宜取基桩入岩前的信号。010542当桩身出现明显缺陷时，应排除缺陷处的异常波速，计算其波速平均值。010643选取不少于5根桩的平均波速CM作为本项目的动测法的计算波速。01075基桩的实际桩长。
31、0108LHIH/TI1TITI0109或LHI1H/TI1TITI1说明书CN103255785A7/10页100110式中TITHTI0111TI1TH1TI10112HHI1HI01136基桩的入岩深度为0114HHMANAL0115式中HMAN为最深的检测深度0116A为最深的检测深度至桩底距离0117L为桩顶至岩面的深度0118附图6为桩身混凝土缺陷与TIHI曲线关系的示意图01191如图中的A曲线，当桩身混凝土质量均匀一致时，TIHI为一根直线，斜率为一常量。01202如图中的B曲线的A1至A2区间，当检波器通过桩身局部缺陷时，TI的增量使TIHI曲线呈外凸现象并逐步恢复，区间的斜。
32、率为一变量。01213如图中的B曲线的B3至B4及C5至C6区间，当桩身出现断面性质的缺陷时，TI的增量呈累加效应，区间的斜率减小，且缺陷的程度越严重斜率越低。01224如图中的B曲线的A2至B3及B4至C5区间，当桩身混凝土质量恢复正常水平时，TI按正常值增加，斜率也恢复到正常水平。0123接收波形也是质量判断的依据之一，下行波的能量会因桩身波阻抗变化的反射和桩侧土的吸收而降低，也会因为被桩身缺陷的吸收或屏蔽而降低。在桩基断面突变、桩底及桩侧岩层变化断面附近，实测的下行波形还叠加了界面反射的上行波，使实测波形发生变化。0124采用单桩单管纵波法检测判定桩身混凝土施工质量的原则01251实测波。
33、速在正常范围内，TIHI为一根直线，斜率为一常量，可判为桩身混凝土质量均匀一致，为完整桩。01262实测波速基本正常，TIHI曲线局部外凸并逐步恢复，TIHI曲线总体为一直线，下方接收波波幅未明显降低，可判为桩身出现局部轻微缺陷。01273实测波速基本正常，TIHI曲线局部明显外凸，TIHI曲线出现一些累加效应，下方接收波波幅明显降低，可判为桩身出现局部严重缺陷。01284实测波速基本正常，TIHI曲线出现累加效应，斜率略有减小，下方TIHI曲线的斜率不变，可判为桩身出现断面性质的轻微缺陷。01295实测波速基本正常，TIHI曲线出现明显累加现象，斜率减小，下方接收波衰减明显，可判为桩身出现断。
34、面性质的严重缺陷。01306实测波速偏低，可判为桩身混凝土质量存在疑问。0131某大桥基桩的混凝土强度等级为C30，大桥的左181桩、左182桩、左183桩及右181桩、右182桩的动测波速为4283M/S、4302M/S、4302M/S、4302M/S、4214M/S，较正常情况的波速明显偏高。采用单桩单管纵波法标定，实测左182桩、右18桩及右183桩的波速分别为4282M/S、4211M/S及4244M/S与动测法检测的波速相近，证明桩长无误，不须抽芯校验。0132附图10是某工程桩基利用单桩单管纵波法实测的TIHI大样图，从图中可见33M说明书CN103255785A108/10页11。
35、下方TIHI曲线出现明显累加现象，斜率减小，判为桩底存在严重缺陷，本桩的超声波透射法检测结果如附图11所示，两者的检测结果一致。0133附图7为某桩在22M处实测的波行图，其TITHTI1197534663MS，附图8为同一桩在25M处实测的波行图，TI1TH1TI1984606378MS，HHI1HI252230M。则LHIH/TI1TITI253/6633786632898M或LHI1H/TI1TITI1223/6633783782898M。附图9为本桩在桩底29M处实测的波行图，桩底反射波与下行波完全重叠，证明可采用本方法推测桩长，且其精度较高。0134实施例20135采用邻桩单管纵波法。
36、检测检测桩身混凝土施工质量0136某工程设计为摩擦桩，桩径18M，桩长均为27M，如附图2所示，采集仪8利用超声波检测仪，在相邻39M的基桩9声测管10中检测沿基桩1桩身向下并从桩侧地质土层12传播的纵波到达时间TI，其结果如附图12所示，因地质相对简单，地层传播时间相对稳定，所以桩身混凝土质量的判定可采用单桩单管纵波法检测判定的准则，从TIHI曲线可见未有明显的外凸和累加现象，认为本桩桩身混凝土质量完整，利用土层波速反求的桩长与提供桩长相符。在TIHI曲线有内凹现象，TI明显减少时，认为桩身在15M处出现扩孔。0137其余同实施例1。0138实施例30139采用邻桩单管纵波法探测桩周地质01。
37、40如附图2所示，采用邻桩单管纵波法探测桩周地质土层情况，其中采用单管纵波法信号处理器7与采集仪8构成组合式的地震仪，检波器采用RSYH45III宽频高灵敏度的超声波换能器，本例中采集仪8利用超声波检测仪。类比地质探测的跨孔法波速测试技术，将基桩1作为探杆，在桩顶上采用较重的力棒冲击桩头，使桩身上产生向下并向桩侧周边传播的振动波，而测试需用的接收孔则直接利邻桩9上的声测管10，也是工程现有条件，不必进行地质钻孔、下套管及灌浆。0141附图13是该桩实测的TH相关图及计算的地层VH分布图。为准确测定地质土层的波速，两根工程桩均为完整桩。桩基设计为嵌岩桩，桩长222M，桩径2M，两桩间距离98M。。
38、0142同时采用VIS/TIHI/CI及计算地质土层的纵波波速。0143结合地质探勘报告，判定本桩在18M附近开始嵌入风化岩，在20M处嵌入微风化岩。认为在17M附近存在一地质夹层。0144为全面探测工程基桩的地质状态，可利用工程桩的平面关系，在桩与桩之间组合探测并进行地貌的综合分析。0145为更准确检测地层纵波波速，如附图15所示，在另一更远的邻桩的声测管上，再同步安放另一个检波器，将增加的检波器连接到采集仪的另一接收通道上，通过测量两个检波器接收信号的时差与孔距之间的关系计算地质土层波速。0146其余同实施例2。说明书CN103255785A119/10页120147实施例40148采用地。
39、质孔单管纵波法检测桩身质量和地质状况0149如附图3所示，在桩旁钻孔，采用水听器作为检波器，采用邻孔单管纵波法检测和评价桩身混凝土质量和地质土层状况。0150其余同实施例2和实施例3。0151实施例50152采用地质孔单管纵波法检测既有建筑基桩的质量0153如附图3所示，在既有建筑基桩桩旁钻孔，在桩基上方如承台的建筑上采用力棒敲击激振，在孔中检测纵波的到达时，利用TIHI关系曲线的累加关系分析桩身混凝土质量和判断桩长，并利用时程关系求算地层的纵波波速，分析地层状况。0154其余同实施例4。0155实施例60156采用两检波器检测桩身混凝土施工质量0157如附图16所示，在同一声测管上，同时安放。
40、另一个检波器，将增加的检波器连接到采集仪的另一接收通道上，通过测量两个检波器接收信号的时差与两检测器高差的关系计算桩身桩段的混凝土波速，0158其余同实施例10159实施例70160一种单管纵波法信号处理器0161如附图4所示，电压放大器I和电压放大器II均采用1/4TL084的运算放大器构成同相放大电路，另采用1/4TL084构成单限电压比较电路，其中用一个电位器调节门限电位，采用1/4TL084构成同相电压加法电路，用一片CD4011构成单稳触发器电路，采用两个9V电池作为电源。单管纵波法信号处理器同时设有传感器和检波器的两个输入接口，一个由电压加法电路合成的信号输出接口，及一个同步脉冲信。
41、号输出接口。0162其余同实施例1。0163实施例80164采用无线传送方式检测桩身混凝土施工质量0165如附图14所示，传感器5直接安装在力锤上，在同一声测管上，同时安放另一个检波器，将增加的检波器连接到采集仪的另一接收通道上，通过测量两个检波器接收信号的时差与两检测器高差的关系计算桩身桩段的波速。0166其余同实施例1。0167实施例90168采用单管纵波法作为桩基无损检测的辅助检测方法0169为提高声波透射法的检测技术和服务水平，提出如下建议01701宜在距桩底约1M处采用单桩单管纵波法检定桩身混凝土的纵波波速，作为桩身混凝土施工质量水平的评价依据，也作为动测法采用的桩身波速平均值。01。
42、712超声透射法检测中，当实测波速偏低，或桩身出现完全偏离物理意义的极大值或极小值时，应采用单桩单管纵波法检定桩身混凝土的真实波速。01723超声透射法检测中，当发现桩身出现严重缺陷时，应采用单桩单管纵波法校验，说明书CN103255785A1210/10页13避免当声测管周边出现局部夹泥等小缺陷时，误判为严重缩径、断桩等重大质量问题。01734超声透射法检测当桩身无法透射或接收信号微弱时，应采用单桩单管纵波法校验，避免当声测管内壁锈蚀、外壁泥皮较厚或声测管与混凝土脱离裂开时，超声波无法透射而误测误判。01745埋设2根声测管的桩，其中1根管到底，1根管堵塞时，应采用单桩单管纵波法校验，结合声。
43、波透射法实测部份的结果综合判定，当堵管较长时宜结合动测法等判定。01756埋设3根声测管的桩，其中有2根管到底，1根管堵塞时，应采用单桩单管纵波法校验，结合声波透射法实测部份的结果综合判定。01767埋设3根声测管的桩，其中只有1根管到底，2根管堵塞时，应采用单桩单管纵波法校验，结合声波透射法实测部份的结果综合判定，当堵管较长时宜结合动测法等判定。01778埋设4根声测管的桩，其中有3根管到底，1根管堵塞时，应采用单桩单管纵波法校验，结合声波透射法实测部份的结果综合判定。01789埋设4根声测管的桩，其中有2根管到底，2根管堵塞时，应采用单桩单管纵波法校验，除应结合声波透射法实测部份的结果综合。
44、判定，当堵管较长时宜结合动测法等判定。017910埋设4根声测管的桩，其中只有1根管到底，3根管堵塞时，应采用单桩单管纵波法校验，除应结合声波透射法和动测法的实测结果综合判定，必要时应抽芯校验。018011所有的声测管均堵塞、声测管上浮或声测管未埋至桩底时，应采用单桩单管纵波法校验，通过测量桩底反射波到达时，校验实际桩长，结合声波透射法实测部份的结果综合判定，必要时应抽芯检验。0181为提高低应变反射波法的检测技术和服务水平，提出如下的建议01821利用单桩单管纵波法检测的纵波波速作为桩身波速平均值。01832在2L/C时刻前出现强烈的振荡信号影响判定时，宜采用邻桩或邻孔单管纵波法辅助方法验证。
45、桩身的混凝土质量和桩长。01843对于超长桩、人工挖孔灌注桩等，无法检测到桩身和桩底信号时，宜采用邻桩或邻孔单管纵波法辅助方法验证桩身的混凝土质量和桩长。01854，对于预制管桩，可考虑将检波器直接放到管中有水处采用单桩单管纵波法检测桩身的混凝土质量和桩长。01865对于嵌岩桩及支承桩，当桩底出现同相的反射波信号，或时域曲线未见入岩信号且无桩底反射波信号时，宜采用邻桩或邻孔单管纵波法验证桩周土层状况。说明书CN103255785A131/8页14图1图2说明书附图CN103255785A142/8页15图3图4图5说明书附图CN103255785A153/8页16图6图7说明书附图CN103255785A164/8页17图8图9说明书附图CN103255785A175/8页18图10图11说明书附图CN103255785A186/8页19图12图13说明书附图CN103255785A197/8页20图14图15说明书附图CN103255785A208/8页21图16说明书附图CN103255785A21。