專利名稱：一種樁基質(zhì)量檢測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樁基質(zhì)量檢測(cè)方法，本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)該樁基質(zhì)量檢測(cè)方法的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的樁基檢測(cè)方法有兩種，一種是將彈性波傳感器固定于樁頭，同時(shí)在樁頭激勵(lì)彈性波，根據(jù)彈性波反射信號(hào)的到達(dá)時(shí)間和波形特征來分析樁基下部隱患的位置和性狀；一種是在樁基澆注過程中通過預(yù)埋2 4個(gè)平行檢測(cè)管，然后通過孔-孔之間的彈性波透射信號(hào)來檢測(cè)分析樁基質(zhì)量。前者，彈性波的收發(fā)位置和樁基內(nèi)部缺陷位置幾乎沒有相對(duì)變化，從單一的一條檢測(cè)曲線上難以識(shí)別和把握缺陷產(chǎn)生的反射波，特別是對(duì)于長(zhǎng)樁，下部反射信號(hào)本來就十分微弱；同時(shí)，由于高能量直達(dá)波不能被有效壓制或?yàn)V出，也直接影響到缺陷反射信號(hào)的識(shí)別，尤其是淺部反射信號(hào)的提取和判讀。第二種方法具有檢測(cè)數(shù)據(jù)直觀，結(jié)果相對(duì)可靠的優(yōu)點(diǎn)，但在澆注施工中同時(shí)要預(yù)埋檢測(cè)管，影響施工進(jìn)度和質(zhì)量；由于預(yù)埋檢測(cè)管經(jīng)常出現(xiàn)彎曲等異常現(xiàn)象，也會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果的可靠性；同時(shí)這種檢測(cè)方法周期較長(zhǎng)，成本相對(duì)較尚ο由于樁基檢測(cè)中采用“單錘單檢波器”作業(yè)模式所觀測(cè)數(shù)據(jù)的局限，現(xiàn)有的記錄信息提取算法完全是基于一維數(shù)字信號(hào)處理，信息提取和識(shí)別能力非常有限。迫切需要有一種提高信號(hào)質(zhì)量和可信度，同時(shí)也能有限提取樁基質(zhì)量異常特征的有效算法，以保障樁基檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種辨識(shí)樁基缺陷位置和性質(zhì)的可靠性高的樁基質(zhì)量檢測(cè)方法。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種實(shí)現(xiàn)該樁基質(zhì)量檢測(cè)方法的裝置。為了解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供的樁基質(zhì)量檢測(cè)方法，由多個(gè)微型速度或加速度傳感器形成的間隔為8 12厘米的檢波器串，檢波器串的輸出信號(hào)通過第一信號(hào)電纜與多道同步彈性波采集儀器連接，錘擊震源所帶觸發(fā)器通過第二信號(hào)電纜與多道同步彈性波采集儀器連接；去除樁基的樁頭浮漿，清潔樁頭，在樁頭中央部位形成與樁基軸向平行的檢測(cè)孔，檢測(cè)孔孔徑為40 60厘米、孔深0. 7 1. 5米；順檢測(cè)孔軸向放置檢波器串并用貼壁裝置使檢波器串的各個(gè)檢波器與檢測(cè)孔壁緊密貼附；在樁基的樁頭用錘擊方式激勵(lì)彈性波，多道同步彈性波采集儀器通過信號(hào)電纜記錄彈性波響應(yīng)信號(hào)，重復(fù)錘擊形成信號(hào)疊加；將多道彈性波響應(yīng)信號(hào)所包含的上行波和下行波進(jìn)行行波分離，壓制或?yàn)V出下行波，保留反映樁基下部缺陷反射信號(hào)的上行波，根據(jù)缺陷反射上行波信號(hào)的相關(guān)性進(jìn)行偏移疊加，計(jì)算獲取樁基下部缺陷位置和性質(zhì)。所述的檢測(cè)孔是用鉆孔機(jī)械在樁頭中央部位形成，或在樁基澆注施工中的預(yù)留。
為了解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)樁基質(zhì)量檢測(cè)方法的裝置，由多個(gè)微型速度或加速度傳感器形成的間隔為8 12厘米的檢波器串，檢波器串的輸出信號(hào)通過第一信號(hào)電纜與多道同步彈性波采集儀器連接，錘擊震源所帶觸發(fā)器通過第二信號(hào)電纜與多道同步彈性波采集儀器連接；還包括一個(gè)使順檢測(cè)孔軸向放置的所述的檢波器串的各個(gè)檢波器與檢測(cè)孔壁緊密貼附的貼壁裝置。所述的檢波器串的檢波器的個(gè)數(shù)為6 12個(gè)。所述的貼壁裝置是機(jī)械、磁電式或氣囊、水囊。采用上述技術(shù)方案的樁基質(zhì)量檢測(cè)方法及其裝置，被檢測(cè)樁基可以是與地表垂直，也可以是傾斜的樁基。多道彈性波采集數(shù)據(jù)信號(hào)處理主要流程是先進(jìn)行行波分離，獲得分辨率高的樁基下部缺陷反射多道記錄，然后利用多道反射記錄的相關(guān)性進(jìn)行偏移疊加， 獲得缺陷反射信號(hào)，最后通過信號(hào)的相位、振幅和頻率特征來識(shí)別缺陷的位置和性質(zhì)。這種檢測(cè)方法利用檢測(cè)孔實(shí)現(xiàn)樁基質(zhì)量高分辨率檢測(cè)的成套技術(shù)和方法。首先是通過平行于樁基軸向的檢波器串拾取空間分布的彈性波記錄信息，然后利用樁頭激勵(lì)彈性波在樁基中傳播的上、下行波分布特征，通過行波分離算法，壓制或?yàn)V出下行波，提取包含樁基下部缺陷信息的上行波，再由上行波信號(hào)的相關(guān)性特征，通過偏移疊加算法，實(shí)現(xiàn)反射信號(hào)的增強(qiáng)， 從而提高辨識(shí)樁基缺陷位置和性質(zhì)的可靠性。綜上所述，本發(fā)明是一種能夠從彈性波記錄獲取和信號(hào)處理兩個(gè)層次提高樁基檢測(cè)結(jié)果可靠性，通過串行檢波器接收信號(hào)的空間分布特征，應(yīng)用行波分離和相關(guān)信號(hào)偏移疊加算法，實(shí)現(xiàn)了高精度樁基質(zhì)量無損檢測(cè)功能。適合于工民建和水利、交通等基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域的樁基質(zhì)量檢測(cè)中使用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是8道樁基檢測(cè)模擬記錄圖；圖3是原始記錄分解至頻率-波數(shù)域后行波分布圖；圖4是頻率波數(shù)域分離后反射記錄圖；圖5是上下行波分離后的直達(dá)波記錄圖；圖6是經(jīng)過行波分離和偏移疊加后的樁基檢測(cè)記錄圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖1，實(shí)現(xiàn)樁基質(zhì)量檢測(cè)方法的裝置，由4 16個(gè)微型速度或加速度傳感器形成的間隔為5 15厘米的檢波器串1，檢波器串1的輸出信號(hào)通過第一信號(hào)電纜2與多道同步彈性波采集儀器3連接，錘擊震源7所帶觸發(fā)器9通過第二信號(hào)電纜8與多道同步彈性波采集儀器3連接；一個(gè)使順檢測(cè)孔5軸向放置的檢波器串1的各個(gè)檢波器與檢測(cè)孔 5壁緊密貼附的貼壁裝置。貼壁裝置是機(jī)械、磁電式或氣囊6、水囊。樁基質(zhì)量檢測(cè)方法，由多個(gè)微型速度或加速度傳感器形成的間隔為5 15厘米的檢波器串1，檢波器串1的輸出信號(hào)通過第一信號(hào)電纜2與多道同步彈性波采集儀器3連接，錘擊震源7所帶觸發(fā)器9通過第二信號(hào)電纜8與多道同步彈性波采集儀器3連接；去除樁基4的樁頭浮漿，清潔樁頭，在樁頭中央部位形成與樁基4軸向平行的檢測(cè)孔5，檢測(cè)孔 5孔徑為40 60厘米、孔深0. 7 1. 5米；順檢測(cè)孔5軸向放置檢波器串1并用貼壁裝置使檢波器串1的各個(gè)檢波器與檢測(cè)孔5壁緊密貼附；在樁基4的樁頭用錘擊7方式激勵(lì)彈性波，多道同步彈性波采集儀器3通過信號(hào)電纜記錄彈性波響應(yīng)信號(hào)，重復(fù)錘擊形成信號(hào)疊加；將多道彈性波響應(yīng)信號(hào)所包含的上行波和下行波進(jìn)行行波分離，壓制或?yàn)V出下行波， 保留反映樁基下部缺陷反射信號(hào)的上行波，根據(jù)缺陷反射上行波信號(hào)的相關(guān)性進(jìn)行偏移疊加，計(jì)算獲取樁基下部缺陷位置和性質(zhì)。所述的檢測(cè)孔5是用鉆孔機(jī)械在樁頭中央部位形成，或在樁基澆注施工中的預(yù)留。被檢測(cè)樁基可以是與地表垂直，也可以是傾斜的樁基。參見圖1，樁基質(zhì)量檢測(cè)方法是6個(gè)直徑4厘米微型加速度傳感器形成的10厘米間隔檢波器串1，檢波器串1的輸出信號(hào)通過第一信號(hào)電纜2與多道同步彈性波采集儀器3 連接；去除樁基4的樁頭浮漿，清潔樁頭，用鉆孔機(jī)械在樁頭中央部位形成與樁基軸向平行的檢測(cè)孔5，孔徑50厘米、孔深70厘米；順檢測(cè)孔5放置檢波器串1和貼壁用已放氣的氣囊6，最下面一個(gè)檢波器到達(dá)65厘米深度后，給氣囊6充氣使各個(gè)檢波器與檢測(cè)孔5壁緊密貼附；在樁頭用帶觸發(fā)器9的錘擊7錘擊激勵(lì)彈性波，多道同步彈性波采集儀器3利用觸發(fā)器9信號(hào)觸發(fā)采樣，通過第一信號(hào)電纜2記錄多道彈性波信號(hào)；根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和分析需要， 重復(fù)錘擊可以進(jìn)行信號(hào)疊加。將多道彈性波響應(yīng)信號(hào)所包含的上行波和下行波在頻率-波數(shù)域進(jìn)行行波分離，壓制或?yàn)V出下行波，保留反映樁基下部缺陷反射信號(hào)的上行波，根據(jù)缺陷反射上行波信號(hào)的相關(guān)性進(jìn)行偏移疊加，計(jì)算獲取樁基下部缺陷位置和性質(zhì)。多道彈性波記錄行波分離算法可以是頻率-波數(shù)域行波分離、二維小波變換等成熟算法。頻率-波數(shù)域?yàn)V波原理可以用圖2、圖3、圖4和圖5予以說明。從圖2、圖3、圖4和圖5中可以看出，樁基內(nèi)部存在兩處隱患，分別對(duì)應(yīng)反射1和反射2兩個(gè)信號(hào)，反射1被直達(dá)波淹沒，很難識(shí)別，經(jīng)過上行波和下行波分離后，在8道記錄上都有清晰反映。參見圖6，所述的偏移疊加原理是多道彈性波記錄信號(hào)經(jīng)過行波分離后，獲得了位于檢測(cè)孔不同深度的檢波器反射記錄信號(hào)，將不同深度所獲得的反射信號(hào)校正到樁頂面檢波器所獲得信號(hào)；多道校正后的信號(hào)進(jìn)行疊加，由于來自同一反射目標(biāo)的反射信號(hào)具有相關(guān)性，疊加后信號(hào)能量得到增強(qiáng)，因此更容易判讀反射信號(hào)和鑒別反射信號(hào)的波形特征。
權(quán)利要求
1.一種樁基質(zhì)量檢測(cè)方法，其特征是由多個(gè)微型速度或加速度傳感器形成的間隔為 5 15厘米的檢波器串(1)，檢波器串(1)的輸出信號(hào)通過第一信號(hào)電纜(2)與多道同步彈性波采集儀器⑶連接，錘擊震源(7)所帶觸發(fā)器(9)通過第二信號(hào)電纜⑶與多道同步彈性波采集儀器C3)連接；去除樁基的樁頭浮漿，清潔樁頭，在樁頭中央部位形成與樁基⑷軸向平行的檢測(cè)孔(5)，檢測(cè)孔(5)孔徑為40 60厘米、孔深0. 7 1. 5米；順檢測(cè)孔(5)軸向放置檢波器串(1)并用貼壁裝置使檢波器串(1)的各個(gè)檢波器與檢測(cè)孔(5) 壁緊密貼附；在樁基(4)的樁頭用錘擊(7)方式激勵(lì)彈性波，多道同步彈性波采集儀器(3) 通過信號(hào)電纜記錄彈性波響應(yīng)信號(hào)，重復(fù)錘擊形成信號(hào)疊加；將多道彈性波響應(yīng)信號(hào)所包含的上行波和下行波進(jìn)行行波分離，壓制或?yàn)V出下行波，保留反映樁基下部缺陷反射信號(hào)的上行波，根據(jù)缺陷反射上行波信號(hào)的相關(guān)性進(jìn)行偏移疊加，計(jì)算獲取樁基下部缺陷位置和性質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁基質(zhì)量檢測(cè)方法，其特征是所述的檢測(cè)孔( 是用鉆孔機(jī)械在樁頭中央部位形成，或在樁基澆注施工中的預(yù)留。
3.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的樁基質(zhì)量檢測(cè)方法的裝置，其特征是由多個(gè)微型速度或加速度傳感器形成的間隔為5 15厘米的檢波器串(1)，檢波器串(1)的輸出信號(hào)通過第一信號(hào)電纜⑵與多道同步彈性波采集儀器⑶連接，錘擊震源(7)所帶觸發(fā)器(9)通過第二信號(hào)電纜⑶與多道同步彈性波采集儀器⑶連接；還包括一個(gè)使順檢測(cè)孔軸向放置的所述的檢波器串(1)的各個(gè)檢波器與檢測(cè)孔壁緊密貼附的貼壁裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)樁基質(zhì)量檢測(cè)方法的裝置，其特征是所述的檢波器串 ⑴的檢波器的個(gè)數(shù)為4 16個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的實(shí)現(xiàn)樁基質(zhì)量檢測(cè)方法的裝置，其特征是所述的貼壁裝置是機(jī)械、磁電式或氣囊(6)、水囊。
全文摘要
本發(fā)明公開一種樁基質(zhì)量檢測(cè)方法及其裝置。由微型速度或加速度傳感器形成的10厘米左右間隔檢波器串(1)，檢波器串的輸出信號(hào)通過信號(hào)電纜(2)與多道同步彈性波采集儀器(3)連接；去除樁基(4)的樁頭浮漿，清潔樁頭，用鉆孔機(jī)械在樁頭中央部位形成與樁基軸向平行的檢測(cè)孔(5)，孔徑50厘米左右、孔深1米左右；順檢測(cè)孔放置檢波器串，用機(jī)械或充氣氣囊(6)等使各個(gè)檢波器與檢測(cè)孔壁緊密貼附；在樁頭用錘擊(7)等方式激勵(lì)彈性波，多道同步彈性波采集儀器(3)通過信號(hào)電纜記錄彈性波響應(yīng)信號(hào)，重復(fù)錘擊形成信號(hào)疊加；將多道彈性波響應(yīng)信號(hào)所包含的上行波和下行波進(jìn)行行波分離，壓制或?yàn)V出下行波，保留反映樁基下部缺陷反射信號(hào)的上行波，根據(jù)缺陷反射上行波信號(hào)的相關(guān)性進(jìn)行偏移疊加，形成樁頂面激發(fā)和接收的反射信號(hào)，獲取樁基下部缺陷位置和性質(zhì)。這種檢測(cè)方法通過多次激勵(lì)信號(hào)疊加、多傳感器信號(hào)行波分離、相關(guān)反射信號(hào)偏移疊加等綜合技術(shù)提高了樁基檢測(cè)中缺陷反射信號(hào)判讀和提取的可靠性，從而提高了檢測(cè)結(jié)果的可信度。
文檔編號(hào)E02D33/00GK102296645SQ20111014729
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者朱德兵 申請(qǐng)人:朱德兵