基桩低应变反射和声波透射检测原理与过程分析论文
低应变检测技术论文桩基检测论文
低应变检测技术论文桩基检测论文【摘要】对于如何提高低应变检测技术在桩基检测上的应用来说，低应变检测技术在桩基检测中的应用原理、相关问题、应用实例、相关结论乃至展望等的关系是紧密相连且不可分割的，而就目前来说，因为各类原因的存在，低应变检测技术在桩基检测上的应用还存在不少问题，这是桩基检测随着社会经济不断进步的必然产物，也是顺应时代发展的必然选择。
1、低应变检测技术在桩基检测中的应用原理及其若干问题分析低应变检测是当前应用在桩身质量检测过程中最常见的办法种类，该办法中的反射波法被应用的尤为广泛。
在应用的过程中，震荡桩身所形成的弹性波会向周边其他部分进行传递。
通过对阻抗情况进行分析，可以获得出现问题的部分，从而有针对性地进行处理，比如断桩的情况。
在这种情况下，相关的反射数据会有所不同，通过对搜集到的反射数据进行分析就可以获知断桩出现的位置。
进一步计算波速情况，可以深入判断整个桩身的完整度。
从实质上来讲，低应变这一检测技术还是一维应力波理论的延伸。
根据桩身截面情况所产生的阻抗为Z，其为Z=ρCA，该数值可以用来表述某一桩身的质量情况。
其中A为桩身的截面积，C代表波速，ρ是其所用材料的密度。
在桩基底部用工具进行敲打的过程中，会产生应力波，在没有外界干扰的情况下，应力波会保持C的速度进行传递，当遇到特殊情况，阻抗Z会导致其向上反射。
除了向上反射的部分之外，还有部分会继续向下传递，直到桩端。
根据这一情况，可以利用撞地反射波所需要的相关时间进行计算，从而获得整个桩身混凝土的平均波速。
而出现问题的那些特殊情况，则可以根据缺陷发射波所花费的时间计算出其所在的位置。
当前，很多国外专家认为混凝土强度与波速之间并没有什么必然的关联，他们认为混凝土因为各种具体环境与配比的不同会有不同的性能，因而与速度之间难以关联。
也有很多专家认为，在同样的环境与配比情况下，混凝土的强度会与波速呈现正比关系。
波长的大小情况可以运用反射波检测办法获得，此过程中波速成为关键因素。
桩基低应变反射和声波透射的检测原理与过程分析
桩基低应变反射和声波透射的检测原理与过程分析摘要：低应变反射检测方法和声波透射检测方法是建筑工程施工中桩基完整性检测的常用方法，而且检测效果非常显著。
本文主要探讨以上两种检测方法在工程施工桩基完整性的检测中的应用情况。
全文从低应变反射检测方法和声波透射检测方法的检测原理谈起，然后分别就桩基低应变反射和声波透射的检测过程进行分析。
关键词：低应变反射；声波透射；检测原理；检测过程Abstract: The low strain reflection detection method and ultrasonic testing method are the common pile integrity testing methods in the building engineering construction, and the detection effect is very obvious. This paper mainly discusses the above two kinds detection methods application in the construction pile integrity detection. The full text from the low strain reflection detection method and ultrasonic testing method detecting principle mentioned, and then separately analyzes their test processes.Key words: low strain reflection; ultrasonic wave; detection principles; detection process中图分类号：O644 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）1、低应变反射检测方法和声波透射检测方法的检测原理1.1桩基低应变反射的检测原理桩基低应变动力检测反射波法的基本原理是将桩身假定为一维弹性杆件，并假定桩远远大于直径，通过桩顶锤击力的作用，会在一维弹性杆件上产生一个压缩波，该波沿桩身向下传播。
桩基检测中低应变法和声波透射法的综合应用效果分析
桩基检测中低应变法和声波透射法的综合应用效果分析摘要：文章首先对低应变法与声波透射法进行简要介绍，在此基础上对桩基检测中低应变法与声波透射法的综合应用效果进行论述。
期望通过本文的研究能够对桩基检测结果准确性的提升有所帮助。
关键词：桩基检测；低应变法；声波透射法1低应变法与声波透射法简介1.1低应变法这是一种利用波动理论对桩身存在的缺陷问题进行判断的方法，其突出的特点是测试过程操作简便、成果的可靠性较高、成本低。
数据采集是低应变法的重要组成部分，该过程中涵盖了多种学科，如物理学、信号学、计算机、数学等等。
数据采集的主要目的是对反射波信号进行收集和分析，可借助相关的仪器设备完成。
随着低应变法在桩基检测中的推广应用，使得相关的仪器设备得到快速发展，性能日趋完善，通过软件可实现数据的记录与处理，不但可以减轻工作量，而且还能提高工作效率。
低应变法检测中使用的仪器设备主要有激振系统、测量系统和数据分析系统，其中激振系统能够激发桩顶振动，测量系统能够对振动能进行转换，数据分析系统是处理软件，可对相关数据进行处理，进而生成反射波曲线图表等。
应用低应变法对桩基进行检测的过程中，需要重点对如下事项加以注意：1.利用低应变法对桩基进行检测的过程中，应先对桩顶进行处理，将积水、杂物清除干净，并使桩顶露出坚实的混凝土。
在低应变检测中，现场数据的采集主要通过传感器来完成，在对传感器进行安装时，应当对布设点进行打磨，从而露出光滑的表面，这样可以粘结更加牢固。
同时对传感器进行安放时，要确保耦合质量，由此能够避免对信号质量造成影响。
在粘结剂的选择上，应以黄油或凡士林为主，需要特别注意的是，无论采用何种粘结剂，用量都不宜过多，如果粘结剂过多，会对反射波信号的采集造成影响，从而降低检测结果的准确性。
2.对激振点进行布设时，应选择适宜的地方，尽可能远离外露钢筋的区域，这样能够避免激振时产生干扰信号。
3.对桩基进行检测前，应当了解桩基的参数，据此对力棒进行选择。
低应变法和声波透射法在桩基检测中的应用研究
1.2低应变法的技术要点
在进行低应变法检测之前，首先应当对被测桩顶进行预处理，保证桩顶表面干净无积水，若桩顶出现浮浆或者不密实等现象，应当提前凿去露出密实的混凝土，保证与下部混凝土粘结情况良好。激振点和传感器安放位置应尽量远离主筋，提前打磨光滑以便于激振操作和传感器的粘结。在现场数据采集过程中，根据柱径的大小，对称布置多个检测点，现场各测点应采集不少于3次，必要时可多次采集，激振锤的激振方向垂直向下，桩基长轴与传感器的安装方向保持一致，传感器应用耦合剂粘结在桩基上，常用的耦合剂为凡士林、黄油等粘结性好的材料，激振技术和传感器耦合度将会对直接影响反射波的反射信号质量。激振锤的选择。根据桩基实际参数来选择合适质量以及材质的力棒，来获得适当的脉冲波，脉冲波主要分为低频宽脉冲和高频窄脉冲。在激振锤工作时需要根据实际情况控制激振能量，并防止二次敲击，避免后续波的干扰，在能够看到明显的桩底反射的前提下尽可能小，以减少对波形的干扰。为了同时检测桩基的深部和浅部缺陷情况，在现场实际操作时需要改变激振锤激振位置或者更换传感器。
基桩低应变反射和声波透射的检测原理与过程分析
基桩低应变反射和声波透射的检测原理与过程分析作者：俞小虎来源：《城市建设理论研究》2013年第09期【摘要】要建造一件高品质、高标准的建筑产品，除了拥有好的设计之外，施工质量同样也是不可忽视的重点。
如果把设计比喻成建筑产品的灵魂，那么，作为建筑项目管理的核心之一的建筑施工质量就是灵魂延续的保障，是决定建筑安全性能的关键。
对施工桩进行低应变反射的检测方法与声波透射的检测方法可以检测基桩的完整性，是施工过程中常用的检测方法，且效果十分显著。
本文将以低应变反射的检测方式与声波透射的检测方式为基础，分别对前述两种检测方式进行阐述与分析。
【关键词】低应变反射声波透射检测原理与过程分析中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：【引言】随着我国经济的不断发展，城镇化建设进程的速度也进一步加快，建筑施工领域出现了许多新特点：施工难度大、科技含量高的工程项目日益增多，基本建设规模也在逐年扩大，工程技术风险日渐突出，建筑工程投资主体呈现出多元化趋势，施工生产方式也产生了日新月异的变化。
与此同时，许多新问题也逐渐显现出来。
本文主要将对上述两种检测方式在施工过程中对检测施工桩完整性的运用情况进行探讨。
1.低应变反射检测与声波透射检测方法的原理1.1基桩低应变反射检测方式的工作原理基桩低应变反射检测方式是当前建筑施工过程中常用的检测方式之一，其基本的工作原理是：假定桩身是一维的弹性杆件，并设定桩远距离数值极大的超过桩身直径，在桩顶进行锤击并使锤击力产生作用，此时会产生一个单维弹性杆件上的压缩波，且此压缩波会沿着桩体向下传输。
在此状态桩体本身存波阻抗变化明显存在的截面将造成反射波和透射波，反射的相位大小和幅值都会受到波阻抗的变化的影响。
另外，桩体本身的密度和桩的横截面积等因素都会影响桩体本身的波阻抗值大大小[1]。
假定桩基内某个位置存在着波阻抗变化的一个界面，且桩体本身上部存在波阻抗，界面上部同样存在波阻抗。
若此桩身上的波阻抗与界面上部的波阻抗相等，则表明桩截面并不缺陷且均匀；若当前者大于后者时，此时表明相应位置存在砼质量较差或有缩径等缺陷。
探析桩基检测中的低应变法和声波透射法应用
应用技术幸福生活指南220幸福生活指南探析桩基检测中的低应变法和声波透射法应用孙彦龙南京南大岩土工程技术有限公司 江苏 南京 210000摘 要：考虑到桩基础隐蔽性强、施工复杂、难度大、技术要求高的特点，要关注和加强桩基的检测，可以采用低应变法和声波透射法相结合的方式，从整体和局部细节的不同角度进行桩基质量检测和评价，提高桩基检测的可信度和准确性。
关键词：桩基检测；低应变法；声波透射法引言桩基础工程是隐蔽工程，在地质条件复杂的情况下极易出现混凝土灌注桩的缩径、扩径、孔底沉渣等现象，为此要尤其注重桩基检测手段的应用，要采用低应变法和声波透射法相结合的方式，进行桩基的质量检测，提高桩基检测的准确性。
1.低应变反射波法在桩基检测中的应用低应变法桩基检测是在桩顶实施锤击的方式，激发桩顶周边的质点振动，振动在混凝土桩中向下传播形成应力波，入射的应力波会产生透射和反射，形成新振源而引起周边质点的振动，在反射波由桩身传播到桩顶时，桩顶的传感器接收该反射波，并形成反射波形，由反射波形抵达桩顶的时间、相位、幅值即可获悉桩长及其缺陷的异常种类和深度。
1.1低应变反射波法在桩基检测的数据采集主要采用桩基检测系统中的激振系统、测量系统和数据分析系统实施数据采集和检测，其中：（1）激振系统.该部分主要用于激发桩顶振动，采用瞬态激振系统或稳态激振系统向桩顶施加冲击荷载，并有效激发整个桩基的纵向振动。
（2）测量系统。
该部分主要用于振动能量的转换、放大、显示和记录，可以选取固定于桩顶的压电式传感器进行信号转换，使之与输出端产生的电荷或电压相匹配，体现出频带范围宽、灵敏度高、动态范围大等特性。
考虑到数据采集过程中存在噪声干扰、整体信噪比偏低的现象，要对信号进行处理，包括信号放大、采样、滤波、模数转换等，通过信号放大的方式判定桩底反射和缺陷，对连续的反射波信号进行离散化处理滤除信号中的低频/高频漂移分量，保留信号中的有用成分。
通过信号的模数A/D 转换可以获悉信号的质量。
低应变法和声波透射法在桩基检测中的综合应用
低应变法和声波透射法在桩基检测中的综合应用摘要：桩基础是一个比较隐蔽的工程，桩基础的工程品质，和上部的主要建筑，以及整体的稳定性和结构，都有着极为密切的关系，对桩基础的品质，进行有效的检测，能够预先排除风险。
基于此，本文主要讨论了不同的方法，以及特点的基础上结合实践，分析桩基础得出结论。
并且介绍了低应变法，和声波透射法，对桩基础进行检测的科学性和理论依据，提高对于桩基础的一些缺陷的判断，使检测更加合理科学。
关键词：低应变法；声波透射法；桩基检测；综合应用一、检测原理1、低应变法低应变法，是一款在一维波动理论知识基础上的检测方法，检测的时候，假设桩身是一维地均匀的弹性直杆件。
而且周围的土质，也比较均匀，土介质对于桩体的作用，主要是阻尼力，在检测桩基的时候，工作人员使用手锤，对桩机顶部进行敲击，让装机承受一个脉冲力。
而桩基的顶部，会因为瞬间竖向的敲击，产生弹性应力波，这样的力会随着桩体向下。
如果桩底有虚土，断桩，沉渣和一些严重的问题。
就很容易明显的出现，波阻抗差异界面，因而产生反射波。
对反射波进行滤波和数据等方面进行更加全面的分析和总结，就可以发现桩身各部分的情况。
也可以表现出桩身是不是出现缺陷，缺陷的具体位置。
但是低应变法一般情况下检测的范围较窄，比如说如果被检测的桩体有过渡性的变化，使用低应力法就很难检测到其变异情况，而相关的缺陷信息也无法在低应变的检测中表现出来。
不仅如此，如果被检测的庄周围土层和岩石的介质阻力较大，这个时候使用低应力法进行检测，检测信号就很容易消失，而难以达到检测效果。
2、声波透射法声波透射法是一种在被检测的桩基中进行声波的传播，使其出现透射和反射以及绕射现象，对桩基进行检测，判断其是否完整的一种检测方法。
一般来说，人工发射的超声波在没有缺陷桩基中进行传播时，会有正常的完整的现象，而不会出现畸变。
如果桩基里存在一些空洞类的缺陷，以及其他缺陷的时候，超声波在有缺陷的桩基中，波形就会有较大的变化，缺陷和混凝土之间如果形成界面，也会改变超声波的整体传播的形态，波形缺失和畸变，波速也会低于正常情况。
基桩低应变法检测技术应用论文
基桩低应变法检测技术应用论文【摘要】利用反射波法检测基桩的完整性，具有方法简单，时间短效率高，能及时提供测试结果，查出基桩的质量隐患，为及时稳妥地处理桩基工程事故，提供依据，便于有针对性地采取补救措施，防止重大安全质量事故的发生，减少工期延误，可达到事半功倍的效果，可在今后铁路建设中推广采用。
桩基作为高层建筑的承重部分，是建筑工程质量和安全的核心结构。
20 世纪 70 年代发展起来的低应变反射波法基桩检测技术以方便、快捷、成本低、方法可靠等优点，得到了广泛应用。
在实际应用过程中，笔者结合实际工作经验对现场数据采集、检测曲线的判读进行了分析探讨，希望对基桩低应变检测技术的应用推广提供参考。
一、低应变反射波法检测原理反射波法是一种瞬态激振无损测桩法，它基于以下假设：将桩假设成一端弹性连接的一维杆件，其材质均匀连续，信号沿桩身传播过程中不发生衰减，桩周土对桩身应力波的传播不产生影响。
在桩顶进行竖向激振，弹性波沿桩身向下传播，当波沿桩身传播遇到阻抗（如桩底或桩身缺陷等部位）发生变化时，应力波将产生反射，安装在桩顶的高灵敏度传感器接收响应信号，经过放大、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此判断桩身完整性，推断缺陷类型及其在桩身中的位置，验证核对有效桩长，对桩身混凝土强度等级做出定性估计。
根据V=2L/Δt，由Δf或Δt及已知桩长，求得混凝土平均速度Vp。
设桩底反射初至时间为t，桩长为L，则混凝土平均速度：Vp=2L/t。
对于有缺陷的桩，如果缺陷部位反射初至时间为t1，则缺陷部位深度：H=Vp·t1/2二、低应变检测20 世纪80年代，以波动方程为基础的低应变法进入了快速发展期，各种低应变法在基础理论、机理、仪器研发、现场测试和信号处理技术、工程桩和模型桩验证研究、实践经验积累等方面，取得了许多有价值的成果。
江苏地区低应变检测法的应用历史在几种基桩检测方法中算是较早的。
自二十世纪八十年代以来，低应变检测就以其过程简单、耗时较短、费用低廉等优势受到参建各方的推崇，检测地位从未动摇。
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基桩低应变反射和声波透射的检测原理与过程分析
【摘要】要建造一件高品质、高标准的建筑产品，除了拥有好的设计之外，施工质量同样也是不可忽视的重点。
如果把设计比喻成建筑产品的灵魂，那么，作为建筑项目管理的核心之一的建筑施工质量就是灵魂延续的保障，是决定建筑安全性能的关键。
对施工桩进行低应变反射的检测方法与声波透射的检测方法可以检测基桩的完整性，是施工过程中常用的检测方法，且效果十分显著。
本文将以低应变反射的检测方式与声波透射的检测方式为基础，分别对前述两种检测方式进行阐述与分析。
【关键词】低应变反射声波透射检测原理与过程分析
中图分类号：g267 文献标识码：a 文章编号：
【引言】随着我国经济的不断发展，城镇化建设进程的速度也进一步加快，建筑施工领域出现了许多新特点：施工难度大、科技含量高的工程项目日益增多，基本建设规模也在逐年扩大，工程技术风险日渐突出，建筑工程投资主体呈现出多元化趋势，施工生产方式也产生了日新月异的变化。
与此同时，许多新问题也逐渐显现出来。
本文主要将对上述两种检测方式在施工过程中对检测施工桩完整性的运用情况进行探讨。
1.低应变反射检测与声波透射检测方法的原理
1.1基桩低应变反射检测方式的工作原理
基桩低应变反射检测方式是当前建筑施工过程中常用的检测方
式之一，其基本的工作原理是：假定桩身是一维的弹性杆件，并设定桩远距离数值极大的超过桩身直径，在桩顶进行锤击并使锤击力产生作用，此时会产生一个单维弹性杆件上的压缩波，且此压缩波会沿着桩体向下传输。
在此状态桩体本身存波阻抗变化明显存在的截面将造成反射波和透射波，反射的相位大小和幅值都会受到波阻抗的变化的影响。
另外，桩体本身的密度和桩的横截面积等因素都会影响桩体本身的波阻抗值大大小[1]。
假定桩基内某个位置存在着波阻抗变化的一个界面，且桩体本身上部存在波阻抗，界面上部同样存在波阻抗。
若此桩身上的波阻抗与界面上部的波阻抗相等，则表明桩截面并不缺陷且均匀；若当前者大于后者时，此时表明相应位置存在砼质量较差或有缩径等缺陷。
如果入射波的信号速度与反射波的信号速度相位相一致时，再次进行测量，若此时前者小于后者，则表示在与之相对应的位置上存在扩径现象。
另外，如果入射波的信号速度与反射波的信号速度的相位呈相反状态时，可以判断桩体本身有缺陷存在，检测人员可以依据桩顶锤击力产生的时刻和桩体本身的传播速度与反射波缺陷的表现时刻进行推算，从而计算出桩体所存在缺陷的具体位置。
1.2声波透射检测方式的工作原理
声波透射法对基桩结构的完整性进行检测时的工作原理是将经由声脉冲发射源在砼内所产生高频的弹性脉冲波发射出去，同时使用精密度较高的脉冲波的信号接收系统把此脉冲波传播过程中在砼内所表现出来的波动特征进行实时记录。
如果在砼内存在脉冲波
不连续或界面破损等问题时，有关的界面问题处就可能会产生界面的波阻抗，当脉冲抵达此界面时，就极易造成波出现透射和反射的问题，使信号接收系统所回收到的透射波能量受到了削弱。
另外，如果砼内当中存在松散、孔洞、蜂窝等缺陷问题严重时，则会产生波的散射和绕射情况。
之后，按照波的初始到达时间、频率幻化、畸变波形程度及能量衰减特性等各种特征可以多区域范围内砼的密实度参数进行测量。
通过测试和记录不同侧面与不同高度的超声波特征的不同，在经过数据的分析和处理后就可以达到对范围区域内所存在缺陷性质、空间位置和大小的判断目的[2]。
2.对基桩进行低应变反射检测分析的过程
2.1现场检测流程
采用低应变反射检测分析方法进行现场检测时，首先要桩顶要受到力锤的瞬态激振作用，以引发脉冲的应力波，之后由在桩顶位置上设置的加速传感器对反射波和入射波的信号进行接受，等此信号经过电荷的放大之后，再交由桩基的分析系统进行处理，依照反射波的相位、幅值和时差就可以对桩体本身缺陷的类型、程度和位置进行判断。
另外，在进行现场检测施工时需要注意一下几点：
（1）由于现场信号的采集容易受到传感器安装位置的影响，所以在理论上传感器越贴近桩面、与桩体顶面间接触的刚度越大、质量越轻，那么其测试的信号就越靠近桩体顶面的质点振动，信号的传递性也会大大增强。
（2）对空心桩进行测试时，传感器的安装位置最好和锤击点处于相同的平面上且最好在桩基壁厚一半的位置上，同时还要和桩基中心的连线能够形成90°的直角；而对于实心的桩基测试而言，传感器只需要安装在离桩心位置2/3或3/4之间的半径处即可。
（3）鉴于击振信号的大小对采集现场信号同样会产生很大的影响，所以在对实心的桩基进行测试时，击振点应选择在桩基的中心位置，而对于空心桩基的测试而言，对于击振点的选择应选在桩基壁厚一半的位置上，且传感器的安装最好与锤击点处于同一平面上[3]。
（4）因为被检测的桩基都被凿去了破损和浮浆部分，所露出的部分均为密室新鲜的混凝土材料，所以在每根桩基上应布置2至4个检测测量点，同时要保证每个测量点所收集的有效的信号数值都大于3.
3.对基桩进行声波透射检测分析的过程
3.1检测设备的选择
声波透射检测过程中的仪器设备包括双孔换能器、孔口深度滑轮和数字超声仪。
数据的采集方式选择连续自动采集。
3.2检测的判定标准
在进行声波透射检测的过程中，其判定的数据标准按照中华人民共和国《建筑基桩检测技术规范》的行业标准进行。
3.3基桩质量的判断
依照桩体本身的缺陷的严重程度、混凝土的均匀性、是否存在缺
陷、声速临界值以及波幅临界值等条件对桩基本身的完整性进行分类，可以划分为：桩体本身完整；桩体本身的缺陷轻微，但不影响正常发挥桩体本身的结构承载能力；桩体本身存在的缺陷明显，会对其本身的结构承载能力产生影响；桩体本身存在明显缺陷等四类。
4.结语
鉴于桩基低应变反射检测和声波透射检测的精确程度较高，近年来已经广泛的运用于市政公路建设中桥梁桩基检测的工程项目中。
随着科技的不断进步，与之相适应的新技术也会不断运用到以上的两种检测方法当中，在今后的桩基完整性检测领域中，低应变反射检测和声波透射检测将会获得更广阔的应用空间。
【参考文献】
[1]孙光乾.超声波透射法在混凝土灌注桩检测中的应用[j].科技情报开发与经济，2008.
[2]张雄彪.低应变完整性检测和声波透射完整性检测的工作原理及方法浅析，工程技术[j].2009.
[3]屈彦玲.钻孔灌注桩的超声波透射法检测[j].山西建筑，2010.。