旧桥基础桩弹性波层析成像检测方法技术

桥梁落成后，长期经受车辆振动、车辆超载、车船撞击、海浪冲击、海水侵蚀、地震影响、近距离施工振动、地下水作用、年久化学及物理侵蚀风化等人为与自然因素的影响，会导致部分桥梁下基础桩质量产生明显变化，有的甚至会产生桩身结构松散、裂缝、断桩及持力层强度降低甚至造成塌桥等严重的安全质量问题。

目前，钻探抽芯是检查旧桥基础桩质量的主要方法，但检查费时费力，并且是一种具破坏性及需中断桥梁通行的抽检方法。一般只能对个别桩进行特殊性抽检，代表性低，难以推广。

旧桥下基础桩质量安全隐患是客观存在的，存在的严重安全隐患也是不容忽视的。为此，交通、市政、水利、建设等部门希望对旧桥基础桩质量有一种方便、直观的检测方法，为旧桥基础桩质量的检验与处理提供科学依据，旧桥基础桩弹性波层析成像检测方法研究就是在这种形势下展开的。

1.检测原理弹性波层析成像是在发射孔内，施一瞬时激振力，桩、岩、土等介质受到外力力作用后，产生弹性形变并形成弹性波传播，受力的质点沿纵向产生胀缩形变，形成纵波传播，而横向则产生剪切形变，形成横波。弹性波(含纵波、横波等)在弹性介质中传播，当在接收孔内安放接收换能器或检波器和信号记录处理系统时，便可接收来自发射孔并经桩、岩、土等不同介质传播至接收孔的弹性波信号(图1、图2)。实测到的弹性波信号，经过处理后，生成弹性波层析成像剖面图，根据不同位置上接收的弹性波速差异，便可直观准确地判断出基础桩长度及对基础桩桩身完整性和桩底持力层完整性作出评价。

2 检测方法技术

2.1检测装置检测装置包括：发射、接收和记录处理系统三部分(图1)：①发射激振装置：采用电火花震源或爆炸震源；②信号接收装置，采用井中接收换能器或井中检波器接收；③记录处理系统，采用声波仪或地震仪以及电脑和成像软件等。2.2现场测试方法技术(1) 层析成像探测孔布设。①在检测桩两侧，对称桩中心点一个方向布设两个钻孔或多个方向对称桩中心点布孔；②钻孔深度及钻孔垂直度必须满足跨孔层析成像探测目的的技术要求，钻孔深度需大于桩长度；③钻探完毕孔中应全孔下探测管保护钻孔井壁或仅在土层段下探测管保护钻孔井壁。(2) 观测系统。采用一孔激发，跨孔单道接收或一孔激发跨孔多道接收的观测系统(图2)。发射点距及接收点距一般为0.1、0.25、0.5、1m等，应尽可能满足被测异常体尺寸的1/3。(3)现场观测。检测中所采用的各项参数( 采样时间间隔、增益、采样点数，模拟滤波、触发方式)应通过现场试验确定。检测时，应保证采集信号质量，对采集的弹性波信号进行实时监控，所采集的时间剖面波形要求初至清晰，波列及延时等均正常，发现波形畸变或初至难以判读的立即进行重复观测，两次观测记录相对误差应满足要求。