杭州市勘测设计研究院 310012
摘要：加强声波透射法在桩基信号检测过程中的应用，能够有效提升建筑工程的整体质量，对促进建筑企业的长远发展，具有重要作用。本文在对声波透射法的基本原理进行综合阐述的基础上，重点阐述了声波透射法检测信号的处理方法，以期为相关人士提供借鉴和参考。
关键词：声波仪；透射信号；小波分析法
前言
随着社会经济的不断发展和社会生产力的进一步提升，建筑工程行业呈现迅猛的发展趋势，在给建筑企业带来巨大经济效益的同时，对建筑工程的质量和安全性能也提出了更好的要求。应用声波透射法对桩基的质量进行检测，能够有效提升建筑工程的安全性。因此，探究桩基声波投射法检测信号的处理方法，具有十分重要的现实意义。
一、声波透射法的基本原理
声波透射法是一种对建筑工程桩基质量的检测方法，通过将用于接收和发射信号的换能器置于声测管内，将声测管埋设进桩基的混凝土，并将声测管注满清水，以实现与桩基的耦合，同时利用声波仪接收换能器发出的超声波信号，依据对桩基超声波信号变化规律的分析，推测桩基混凝土的质量，发现桩基存在的质量问题，从而形成桩基合理施工的理论依据。利用声波透射法对建筑物的桩基进行检测，具有无损性的特点。声波透射法的基本原理为：利用换能器向混凝土发射产生波信号，经过混凝土的转化后，利用声波仪对超声波进行接收，并对声波的波幅和频率等参数的变化情况进行处理和分析，从而实现对桩基质量问题的检测。
二、桩基声波透射法检测信号的处理方法
（一）确定桩基混凝土质量的影响因素
在利用声波透射法进行桩基混凝土质量的检测过程中，声波的投射信号中包含了许多与桩基混凝土质量相关的物理量，实现这些物理量和相关参数与桩基混凝土检测信号的分离，能够对其进行定性和定量分析，对提升桩基混凝土质量的检测效果，具有重要作用。因此，在利用声波透射法对桩基混凝土的质量进行分析的过程中，要特别注重对桩基混凝土的物理量进行分析，从而不断提升对桩基质量的判别效率。声波透射法中包含的与混凝土质量相关的物理量分别为透射信号的波幅、接收频率、透射时间和接收波形。例如，利用接收的超声波波形对桩基混凝土的质量进行分析，能够直观了解到桩基质量存在问题的部位。因此，对物理量的分析，能够为桩基缺陷的判别工作提供一定的理论基础。此外，还可以依据声波的透射时间与混凝土强度之间的关系，以及声波的衰减值与混凝土质量的关系，对桩基混凝土的质量进行科学处理和分析[1]。
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（二）应用小波分析法对声波检测信号进行处理
现阶段，我国大部分建筑工程企业采用小波分析法对声波透射信号进行处理和分析，通过对小波分析法的有效应用，能够及时捕捉到桩基检测信号的波动位置，从而形成桩基混凝土质量检测的有效依据。小波分析法能够满足声波透射信号的复频性特征，采用时频窗的设计结构，能够随着声波的变化而自动变化，从而实现对检测信号的完全分解，对信号频率的突变部位进行捕捉，找出桩基混凝土存在质量缺陷的具体位置[2]。
在应用小波检测法检测桩基质量的过程中，首先，要确定小波基，为了杜绝信号失真现象的发生，本次研究选取Daubechies小波。在某建筑工程中，桩基强度为C25,，桩基长度为26m，桩基直径为1.6m，在桩基混凝土内放置三根声测管，利用声波透射法检测桩基的声时和波幅。实验结果表明，在桩基的4.5m以下的部位，声时较为平稳，表明了在此段，桩基混凝土的质量和强度都较高。对桩基的检测信号进行分析，发现可以看出，在13.2m到22m处的波幅较大，说明该段的混凝土的强度和质量有可能存在一定缺陷。由于13.2m到22m处的波幅较大，利用Deubechies小波对其进行分析，得到检测声波的原始信号以及各频率段的信号，发现此阶段的声波信号存在明显却别与其他阶段的特征。
首先表现在声波的变化不明显，究其原因，是由于声波信号中高频信号不断衰减造成的。其次表现在声波的波幅呈现不断减小的趋势，原因是缺陷部位的声能不断衰减导致波幅不断减小。在利用小波分析法对桩基检测信号的声时进行分析的过程中发现，存在缺陷部位的检测信号声时明显区别于不存在缺陷的部位。基于此，利用小波分析法对桩基质量进行判断，较为科学。研究结果表明，在桩基的24m到26m,存在明显的质量缺陷，原因是在桩基底部存在混凝土的沉渣，对桩基的强度和质量造成不良影响。虽然在该段的桩基质量存在一定缺陷，但其检测信号的声时并未出现大范围的突变，根据相关判定标准，可以将此桩基的等级判定为二类桩。
利用小波分析法能够实现对桩基混凝土检测信号的处理和分析，依据检测信号的变化情况，确定桩基混凝土存在缺陷的具体位置，形成评估桩基等级的理论依据。但是，小波分析法也存在一定的缺陷，例如，小波分析法不能对桩基混凝土存在的缺陷进行定量分析，因此，将小波分析法与近似熵理论进行有机结合，依据小波分析法确定各个节点的熵值，从而进行对桩基混凝土缺陷程度的评估，形成判断桩基混凝土强度的理论依据，同时也为桩基的等级判定提供了可靠的数据支持。
结论
通过以上研究发现，在利用声波透射法处理桩基检测信号的过程中，通过确定桩基混凝土质量的影响因素，能够有效提升桩基混凝土质量的检测效果。在此基础上，应用小波分析法对检测信号进行分析，能够确定桩基存在缺陷的具体位置。此外，实现小波分析法与近似熵理论的结合，有利于桩基等级的判定。因此，在利用声波透射法处理桩基检测信号的过程中，可以应用上述方法。
参考文献
[1]张继华,孙华圣,陈家瑞,卢涛,沙刘存,李秉蔚.声波透射法检测桩基完整性原理及工程应用[J].淮阴工学院学报,2017,2601:47-51.[2017-08-18].
[2]李伟财.低应变法和声波透射法在桩基检测中的综合应用[J].中华建设,2016,05:154-155.[2017-08-18].
论文作者:章恒彬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/20
标签：桩基论文; 声波论文; 混凝土论文; 信号论文; 质量论文; 小波论文; 分析法论文; 《基层建设》2017年第30期论文;