[发明专利]一种基于定向声波法的基桩嵌岩深度检测方法

说明书

本发明提供了一种基于定向声波法的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：利用具有定向发射声波功能和相同方向的声波接收功能的换能器对多个检测点进行探测，得波形图；S3：定向声波消除干扰波，得到反射波调辉图；S4：从反射强度图中截取界面回波区域，得到多个界面回波区域的归一化反射能量系数r；S5：以探测孔的深度为纵坐标、r为横坐标，得到曲线图；S6：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；采用具有定向发射和接收超声波功能的换能器，降低了偏心检测孔识别反射波的难度。

技术领域

本发明属于嵌岩深度探测技术领域，具体为一种基于定向声波法的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。

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基于定向声波法的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；需要说明的是：工程实际中的钻芯孔一般不在基桩的中心位置，具有不确定的偏心距离；因此在偏心孔中发射和接收的非定向声波由于不同方向上的反射距离的不同，最快和最慢反射波到达时间具有较大的时差，反射波区域难以判断；采用具有定向发射和接收超声波功能的换能器，减小了最快和最慢反射波到达时间的时差，降低了识别反射波的难度，提高了截取界面回波的精度。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于定向声波法的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：利用具有定向发射声波功能和相同方向的声波接收功能的换能器对探测孔内多个检测点进行探测，获得多组波形图；

步骤S3：对步骤S2接收的多组定向声波波形图消除干扰波，得到反射波调辉图；

步骤S4：从步骤S3反射波调辉图中截取界面回波区域，得到多个界面回波区域的归一化反射能量系数r的值；

步骤S5：以探测孔的深度为纵坐标、混凝土桩与围岩界面归一化反射能量系数r的值为横坐标，得到反射系数曲线图；

步骤S6：根据步骤S5得到的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。

步骤S4中，根据基桩尺寸和声波在基桩中的传播速度计算反射波位置，从而确定界面回波区域，所述界面回波为基桩和围岩之间的界面反射的声波。

换能器定向发射声波的范围为0°～90°。