利用聲波儀的低通采集技術和寬頻帶接收技術，依次全剖面獲得發射換能器和接收換能器所在平面測線的500Hz以上頻段聲波信號，得到全剖面實測聲波信號；針對全剖面實測聲波信號，計算實時聲波波速，同時得到全剖面平均波速，并獲得全剖面波速變化圖；針對所述全剖面實測聲波信號進行傅里葉變換，得到全剖面聲波信號頻譜圖。
根據已知設計樁徑和所述全剖面平均波速，計算各點的預估特征頻率，并利用刻度在所述全剖面聲波信號頻譜圖中自動進行連續標識，提取所述全剖面波速變化圖中波速異常區域，并與所述實際特征頻率標識圖進行比對，區分彎管效應和樁身缺陷。
A)儀器選擇與參數設定
利用聲波儀的低通采集技術和寬頻帶接收技術，依次全剖面獲得發射換能器和接 收換能器所在平面測線的500Hz以上頻段聲波信號，得到全剖面實測聲波信號；試驗所使用儀器為如圖3所示的非金屬超聲波檢測儀，配有如圖4所示的圓環式徑 向換能器，發射換能器主頻分別為40kHz、60kHz，接收換能器主頻為60kHz。實測信號均由 1#、2#圓樁(如圖1、圖2所示)聲波透射法檢測獲得。儀器參數設置為：采樣步距為10cm，采樣 點數為2048個，采樣間隔為3μs，通頻帶設置為10Hz-60kHz，延遲時間0μs，發射電壓500v，信 號后處理使用超聲分析系統軟件。其中，所述聲波儀和接收換能器，能夠接收500Hz以上的聲波信號。另外，為確保寬 頻帶響應和接收能力，所用發射換能器和接收換能器不能采用相同的諧振峰，發射換能器 諧振峰不得高于接收換能器諧振峰頻率值的三分之二。
圖1
圖2
(B)實驗方法
針對所述全剖面實測聲波信號，計算實時聲波波速，同時得到全剖面平均波速，并 獲得全剖面波速變化圖；常規對測，分別采用主頻為40kHz、60kHz的換能器發射，主頻為60kHz的換能器接收，采集兩組試驗信號。
(C)數據處理
a判斷波速是否發生異常
針對所述全剖面實測聲波信號進行傅里葉變換，得到全剖面聲波信號頻譜圖； 針對所述全剖面實測聲波信號，根據到時和聲測管管間距，計算實時聲波波速，獲 得全剖面聲波波速變化圖，判斷波速相較場地經驗波速和其他實測波速是否發生異常。 具體地，針對所述全剖面實測聲波信號，根據到時和聲測管管間距，計算實時聲波 波速，根據各待測點實時波速平均計算得到全剖面平均波速，同時獲得全剖面波速變化圖。 b確定預估特征頻率
根據已知設計樁徑和所述全剖面平均波速，計算各點的預估特征頻率，并利用刻 度在所述全剖面聲波信號頻譜圖中自動進行連續標識； 具體地，按公式計算測點預估特征頻率fm＝kca/2Dd，Dd為設計直徑，其中fm為求取 的預估特征頻率值，k為修正系數取k＝1 .0，ca為全剖面平均波速；根據所述預估特征頻率， 依序在所述全剖面頻譜圖中自動進行逐點標識。
c確定實際特征頻率
根據所述全剖面聲波信號頻譜圖，在所述預估特征頻率附近找到諧振峰對應的實 際特征頻率，修改所述自動完成的標識形成實際特征頻率標識圖； 具體地，在所述全剖面高精度頻譜圖中，在所述預估特征頻率附近查找諧振峰，獲取真正的特征頻率，并予以標識。
d識別聲測管彎曲現象
所述區域波速異常，而所述實際特征頻率基本沒有發生變化，則所述波速異常屬 于彎管效應，與樁身質量無關；所述區域波速偏低，與此同時，所述實際特征頻率高出設定 閾值，則屬于樁身質量問題。
提取所述全剖面波速變化圖中波速異常區域，并與所述實際特征頻率標識圖進行 比對，區分彎管效應和樁身缺陷。
如圖3所示，為樁身混凝土出現缺陷的情況，缺陷包括空洞、混凝土離析、縮頸、局 部疏松等。聲測管彎管則是由于設計或者施工方面的原因，造成聲測管在同節鋼筋籠中位 置出現相對偏移。嚴格來說聲測管彎管并不算缺陷，但彎管處檢測到的信號往往會顯示出 缺陷部位的特征，彎管處由于測點間距增大造成聲波到時增大，此時使用預設的管間距求 出的波速無疑會減小，而當管間距正常但樁身內部存在缺陷時同樣也會出現波速下降的情 況，二者實測信號各有異同，要想準確區分有一定的難度。對于實際工程中出現波速突然減 小情況，此時如何判斷樁身內部情況一直都是工程重點與難點。頻域分析法可以很好的解 決這一工程難題。
