一种检测基桩质量的应力波多点激振方法及多点激振装置

摘要

本发明公开了一种检测基桩质量的应力波多点激振方法及使用该应力波多点激振方法的多点激振装置，在桩顶采用两点或两点以上同步激振，产生两列或两列以上的同步激振应力波并在桩身中瞬态干涉，由于波的能量和振幅平方成正比，使得发生干涉后的干涉应力波的振动加强区域的能量增强，利于干涉应力波传播至桩深部，以使检测到的反射波信号较单点激振的反射波信号增强，能更有效反映桩身质量信息。本发明在传播过程中可以有效传播得更远，具有较普通应力波更强的定向传播能力，与现有的应力波法相比，本发明可以更好地反应桩深部异常信息，而且能够确保检测效率。

说明书

技术领域

本发明属于基桩检测技术领域，特别涉及一种检测基桩质量的应力波多点激振方法，还涉及使用该方法的多点激振装置。 

背景技术

目前，对桩身完整性检测的应力波方法是低应变法和高应变法，其中以低应变法应用最广，低应变法最常用的是采用低能量瞬态在桩顶激振，通过检测仪器得到桩顶部的速度时程曲线，对速度时程曲线进行波动理论分析，在速度时程曲线上获得异常点的位置，对桩身完整性进行判定。上述检测过程在行业标准《建筑基桩检测技术规范》、《建筑地基基础检测规范》中均有规定。 

使用低应变法时，需要在桩顶小锤一点激振，小锤一点激振作为传统的激振方法的优点是检测方便快速，但是，其缺点在于激振能量有效传播路径较短，难以有效反应长桩深部异常信息。如果采用重锤激振检测桩身完整性，虽然可以更有效反应桩深部信息，然而却会降低检测效率，不适应大量繁重的检测任务需要。 

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种既可有效地反应桩深部异常信息、又可确保检测效率的检测基桩质量的应力波多点激振方法。 

本发明的第二个目的在于提供一种使用上述检测基桩质量的应力波多点激振方法的多点激振装置。 

本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种检测基桩质量的应力波多点激振方法，其特征在于在桩顶采用两点或两点以上同步激振，产生两列或两列以上的同步激振应力波并在桩身中瞬态干涉，由于波的能量和振幅平方成正比，使得发生干涉后的干涉应力波的振动加强区域的能量增强，利于干涉应力波传播至桩深部，以使检测到的反射波信号较单点激振的反射波信号增强，能更有效反映桩身质量信息。 

本发明在桩顶采用两点或两点以上同步激振，利用两列或多列应力波的干涉波振动加强的区域能量与振幅平方成正比的特点，干涉后振动加强区域的波的能量远远大于单列波能量，使得干涉应力波信号与单点激振应力波相比，在传播过 程中可以有效传播得更远，具有较普通应力波更强的定向传播能力，与现有的应力波法相比，本发明可以更好地反应桩深部异常信息，而且能够确保检测效率。 

本发明采用的原理是：两列或多列频率相同相位差恒定的波在传播过程中会发生干涉现象，使某些区域的振动加强，振动加强的区域能量与振幅平方成正比；某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。 

所述同步激振应力波是频率相同且相位差恒定的应力波；本发明是在桩顶激振产生瞬态信号，并利用瞬态干涉效果。 

本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种使用上述检测基桩质量的应力波多点激振方法的多点激振装置，其特征在于：它包括两个或两个以上的冲击件、连接架和用于支撑在桩顶的支架，各冲击件连接在连接架上，且冲击件的底部具有冲击锤，所述各冲击件在连接架上呈规则分布，所述连接架设置在所述支架的上方，所述冲击锤穿过所述支架伸至桩顶上，以便连接架在外力作用下，带动各冲击件向下运动使冲击锤同时冲击在桩顶上，实现同步激振。 

本发明可使各冲击件的冲击锤同时冲击在桩顶上，从而实现同步激振；另外，本发明的结构简单、方便携带，而且使用方便。 

作为本发明的另一种实施方式，在所述连接架和所述支架之间设有竖向的弹簧，所述连接架通过弹簧连接在所述支架上，对连接架施加向上的作用力，依靠弹簧的回复力带动各冲击件和冲击锤向下运动。 

作为本发明的一种优选方式，所述连接架和各冲击件采用同种材料制成，所述各冲击件处于同一圆周上，即所述各冲击件呈中心对称分布，相应地，所述连接架由数个连接杆组成，冲击件设置在连接杆的一端，连接杆的另一端汇集连接作为中心点，该中心点是外力作用的施力点。 

作为本发明的一种实施方式，所述支架由竖向支柱和固定在支柱上端的水平板组成，所述水平板上对应于冲击件的位置开有导向孔，所述冲击件向下穿过导向孔伸出。 

作为本发明的一种改进，所述冲击件与所述连接架之间设有用于调节冲击锤上下位置的升降调节机构。 

作为本发明的一种实施方式，所述升降调节机构包括调节部件和调节孔，所述调节孔设置在所述连接架和冲击件上，其中，位于冲击件上的调节孔沿冲击件的长度方向设有数个，调节部件穿过连接架上的调节孔和冲击件的不同调节孔中固定而使冲击锤的高度可调，以便两个或多个冲击锤可以同时接触桩顶面相对应的 深浅不同的部位。 

作为本发明的进一步改进，所述冲击件与所述连接架之间设有用于调节冲击件在连接架上位置的横向位移调节机构。 

作为本发明的一种实施方式，所述横向位移机构包括调节部件和调节孔，所述调节孔设置在所述连接架和冲击件上，其中，位于连接架上的调节孔沿连接杆的长度方向设有数个，调节部件穿过冲击件上的调节孔和连接架的不同调节孔中固定而使冲击锤在连接架上的位置可调，以便不同的冲击锤可同时接触桩顶上对应的冲击点。 

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果： 

本发明在桩顶采用两点或两点以上同步激振，利用两列或多列应力波的干涉波振动加强的区域能量与振幅平方成正比的特点，干涉后振动加强区域的波的能量远远大于单列波能量，使得干涉应力波信号与单点激振应力波相比，在传播过程中可以有效传播得更远，具有较普通应力波更强的定向传播能力，与现有的应力波法相比，本发明可以更好地反应桩深部异常信息，而且能够确保检测效率。 

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 

图1是本发明检测装置的结构示意图。 

具体实施方式

实施例1 

本发明一种检测基桩质量的应力波多点激振方法，在桩顶采用两点或两点以上同步激振，产生两列或两列以上的同步激振应力波并在桩身中瞬态干涉，由于波的能量和振幅平方成正比，使得发生干涉后的干涉应力波的振动加强区域的能量增强，利于干涉应力波传播至桩深部，以使检测到的反射波信号较单点激振的反射波信号增强，能更有效反映桩身质量信息。 

如图1所示，一种使用上述检测基桩质量的应力波多点激振方法的多点激振装置，它包括两个冲击件1、连接架2和用于支撑在桩顶的支架3，连接架采用较强刚度的材料制成，各冲击件1竖向连接在连接架2上，且冲击件1的底部具有冲击锤6，连接架2位于支架3上的上方，各冲击件1在连接架2上呈规则分布，以便连接架2在外力作用下，带动各冲击件1向下运动使冲击锤6同时冲击在桩 顶4上，实现同步激振。 

在本实施例中，连接架2和各冲击件1采用同种材料制成，连接架2为一连接杆，两个冲击件1以连接杆的中心部位呈对称分布，在连接架2和支架3之间设有竖向的弹簧5，连接架2通过弹簧5固定在支架3上，弹簧5连接在连接杆的中心部位，支架3由竖向支柱31和固定在支柱31上端的水平板32组成，水平板32上对应于冲击件的位置开有导向孔，冲击件向下穿过导向孔伸出。连接架施加向上的作用力，依靠弹簧的回复力带动各冲击件向下运动使冲击锤6冲击在桩顶上。 

冲击件与连接架之间设有用于调节冲击锤6上下位置的升降调节机构（图中未画出）。升降调节机构包括调节部件和调节孔，调节部件为螺丝，调节孔是螺孔，调节孔设置在连接架和冲击件上，其中，位于冲击件上的调节孔沿冲击件的长度方向设有数个，调节部件穿过连接架上的调节孔和冲击件的不同调节孔中固定而使冲击锤6的高度可调，以便冲击锤6接触桩顶上相对应的深浅不同的部位。 

冲击件与连接架之间设有用于调节冲击件在连接架上位置的横向位移调节机构（图中未画出）。横向位移机构包括调节部件和调节孔，调节部件为螺丝，调节孔是螺孔，调节孔设置在连接架和冲击件上，其中，位于连接架上的调节孔沿连接杆的长度方向设有数个，调节部件穿过冲击件上的调节孔和连接架的不同调节孔中固定而使冲击件在连接架上的位置可调，即冲击锤的横向位移可调，以便不同的冲击锤可同时接触桩顶上对应的冲击点。通过以上调节机构的调节，使得两冲击锤间距、相对方位及垂向高度均可调。 

本发明的使用过程是：将本发明放置在桩顶，在桩顶选好冲击点，将两冲击锤接触对应的冲击点，并将冲击件固定在连接架上，向上拉动连接架使弹簧产生势能，在适当的高度放开连接架，这时，连接架在弹簧弹性势能作用下带动冲击锤对桩顶实施冲击，使得两冲击锤同步对桩面激振，产生的两列应力波在桩身内发生干涉。 

实施例2 

本实施例与实施例1的不同之处在于：连接架和支架之间没有直接连接，连接架通过冲击件支承在桩顶上，对连接架施加向下的作用力，带动各冲击件向下运动，使冲击锤同时冲击在桩顶上，实现同步激振。各冲击件处于同一圆周上，即各冲击件呈中心对称分布，相应地，连接架由数个连接杆组成，冲击件设置在连接杆的一端，连接杆的另一端汇集连接作为中心点，该中心点是外力作用的施力点。 

本发明的使用过程是：将本发明放置在桩顶，在桩顶选好冲击点，将两冲击锤接触对应的冲击点，并将冲击件固定在连接架上，用力锤敲连接架的中部使得各冲击锤同步对桩面激振，产生的各列应力波在桩身内发生干涉。 

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明的多点激振装置的连接架、支架、冲击件的结构还具有其它实施方式，因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。