[发明专利]一种管桩裂缝检测方法及系统

说明书

本发明涉及管桩检测技术领域，公开了一种管桩裂缝检测方法及系统，所述方法包括在管桩桩顶处施加瞬时荷载，分别采集环向和竖向加速度响应数据，并对数据进行处理得到环向和竖向速度时程曲线，根据曲线中入射波和桩底反射波之间的曲线扰动幅度，判断桩身是否存在横向或竖向裂缝缺陷；本发明综合利用桩顶环向和竖向速度响应判别管桩完整性，不仅能够识别横向裂缝，还能识别竖向裂缝，具有切实意义上的实用价值。

技术领域

本发明涉及管桩检测技术领域，具体涉及一种管桩裂缝检测方法及系统。

背景技术

由于运输或施工过程中的不当操作，管桩经常会产生现裂缝，其中尤其以竖向裂缝最为常见。目前，常用的判断基桩完整性方法有钻芯法、低应变反射波法、声波透射法。其中低应变桩底反射波测试过程简单，检测仪器便于携带，得到了广泛应用。

传统低应变反射波的理论基础是一维纵波(或压缩波)理论，该法通过在桩顶施加一竖向瞬态荷载，并利用放置在桩顶单分量传感器采集竖向振动速度信号。激发出的应力波遇到缺陷(如断桩、缩颈、严重裂缝等)，会产生反射和透射，而桩顶传感器能够接收到这些反射信号，可以用于判断桩身缺陷程度和位置，确定完整性类别。但是常规低应变反射波法只依靠竖向速度信号判别管桩完整性，很难识别出竖向裂缝这一缺陷。

考虑到管桩是空心的，而且管桩检测采用的激振模式具有非轴对称性，因此桩顶除了竖向振动信号以外，还有较强的环向振动信号。但是传统的低应变桩底反射波只关注竖向振动信号，而忽视了环向振动信号的贡献，以至于很难检测出竖向裂缝这一管桩常见的缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种管桩裂缝检测方法及系统，用以解决上述问题，并准确判断管桩的完整性。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种管桩裂缝检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在管桩桩顶的激振点处施加瞬时荷载；

在管桩桩顶的采集点处分别采集环向和竖向加速度响应数据，所述激振点与采集点环向夹角为75°-105°；

对环向和竖向加速度响应数据进行处理，得到环向和竖向速度时程曲线；

根据环向或竖向速度时程曲线中入射波和桩底反射波之间的曲线扰动幅度，判断桩身是否存在横向或竖向裂缝缺陷。

优选地，所述采集点位于管桩桩顶壁厚中心处。

优选地，所述激振点与采集点环向夹角为90°，所述瞬时载荷为竖向载荷。

优选地，所述对环向和竖向加速度响应数据进行处理包括：

将环向和竖向加速度响应数据分别进行数值积分得到环向和竖向速度时程曲线；

优选地，所述判断桩身是否存在横向或竖向裂缝缺陷具体包括：

对得到的环向和竖向速度时程曲线进行分析：

若两者的入射波和桩底反射波之间的曲线扰动幅度在设定的阈值范围内，无缺陷反射峰，则判断桩身为完整；

若竖向速度曲线和环向速度曲线中入射波和桩底反射波之间的扰动幅度超过设定的阈值，有缺陷反射峰，则判断桩身存在横向裂缝缺陷；

若竖向速度曲线中入射波和桩底反射波之间的曲线扰动幅度在设定的阈值范围内，无缺陷反射峰，而环向速度曲线中入射波和桩底反射波之间的曲线扰动幅度超过设定的阈值，有缺陷反射峰，则判断桩身存在竖向裂缝缺陷。

本发明还提供一种管桩裂缝检测系统，包括数据采集模块和数据处理模块，所述数据采集模块设置在管桩桩顶的采集点，用于采集桩顶同一位置的环向振动数据和竖向振动数据，并将采集的数据送入数据处理模块进行数据存储以及处理；