[发明专利]一种优化阻尼换能器的声波法基桩嵌岩深度检测方法

说明书

本发明提供了一种优化阻尼换能器的声波法基桩嵌岩深度检测方法，包括：S1：在基桩上的探测孔内选取多个检测点；S2：利用具有探头阻尼的换能器对多个检测点进行探测，获得多组声波图；S3：在多组声波图中截取界面回波区域，得到多个回波能量的归一化反射能量系数r的值；S4：以探测孔的深度为纵坐标、r为横坐标，得到混凝土桩与围岩界面归一化反射系数曲线图；S5：判断嵌岩面的位置：曲线中出现明显突变或者拐点处的纵坐标值即为嵌岩面的深度。本发明利用超声反射法检测混凝土灌注桩嵌岩深度，为建筑基桩抗拔力评价提供重要参考指标；采用具有探头阻尼的换能器，减小或消除杂波信号，便于对有用信号的分析。

技术领域

本发明属于嵌岩深度探测技术领域，具体为一种优化阻尼换能器的声波法基桩嵌岩深度检测方法。

背景技术

建筑物基桩是决定建筑物稳定性和安全性的重要因素，当地下水位较高且地下室尺寸较大时，水浮力可能会大于建筑物自重和压重之和，建筑物结构稳定性会受到影响。地层包括土体层和岩体层，土体层位于岩体层上方，基桩抗拔承载能力主要由土体提供的抗拔力和嵌岩端岩体提供的抗拔力以及自身自重这三部分组成，其中岩体提供的抗拔力是影响基桩抗拔承载能力的主要因素。对于基桩抗拔力的检测主要通过抗拔静载试验、自平衡试验等方式进行检测，静载试验不合格率较高，费时费力，设备成本高，不易操作。而衡量嵌岩端岩体抗拔力的重要参数是基桩嵌入岩体层的深度，即嵌岩深度。进一步的，土体层和岩体层的分界面为中风化层和强风化层的分界面。然而目前对混凝土灌注桩的质量检测方法，如低应变法、钻芯法、高应变法和静载法等所检测指标均不能检测嵌岩深度。

超声波在不同介质中的传播速度不同，可以利用它的这一特性对基桩进行研究，然而声波换能器发射声波和接收声波时，发出的信号会对反射的信号造成影响，不利于识别反射波。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种优化阻尼换能器的声波法基桩嵌岩深度检测方法，利用超声反射法检测混凝土灌注桩嵌岩深度，为建筑基桩抗拔力评价提供重要参考指标；检测方法简单易操作，检测成本低、效率高、准确率高；可以利用钻芯法钻取的钻芯孔作为超声法检测的探测孔，无需另外钻取探测孔；采用具有探头优化阻尼的换能器，加大了声波的衰减，实现换能器采样的数据随着时间变化而发生衰减，减小或消除杂波信号，减小发出信号对反射回的信号的影响，便于对有用信号的分析，更便于识别反射波。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种优化阻尼换能器的声波法基桩嵌岩深度检测方法，包括如下步骤：

步骤S1：在基桩上的探测孔内选取多个检测点；

步骤S2：利用具有探头阻尼的换能器对探测孔内多个检测点进行探测，获得多组声波时域信号图；

步骤S3：在多组声波时域信号图中截取界面回波区域，得到多个回波能量的归一化反射能量系数r的值；

步骤S4：以探测孔的深度为纵坐标、基桩与围岩界面归一化反射能量系数r为横坐标，得到基桩与围岩界面归一化反射系数曲线图；

步骤S5：根据步骤S4曲线图判断嵌岩面的位置：曲线中出现明显突变或者拐点处的纵坐标值即为嵌岩面的深度，所述嵌岩深度为基桩的长度减去嵌岩面的深度。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述基桩深度为L1，探测孔深度为L2，则L1≤L2。

多个检测点沿着探测孔深度方向间隔布置。

换能器包括晶体和阻尼结构，晶体用于发射或接收声波，晶体的横截面为环形，阻尼结构的横截面为环形，阻尼结构连接在晶体的外表面。

阻尼结构包括胶和钨粉，胶和钨粉混合。

胶和钨粉的质量比例为10:1～10:5。