时间：2022-03-24 10:03:04
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇桩基检测技术研究，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
中图分类号：P2文献标识码： A
一、桩基检测技术的重要意义
由形式古老的木桩到现如今的混凝土、钢材等材质，桩基础的使用历史已经经历了一万多年。桩基础具有较强的抗震与承载力等方面优点，长久以来一直是建筑工程中广泛应用的技术，多用于如桥梁、高层建筑等。现如今对高层建筑的标准十分严格，若想确保安全质量达标，桩基的安全检测这一环节必须得到落实。桩基安全检测技术涉及多个领域的知识与技术，如物理学、建筑学、土木工程学等。安全检测技术不仅极大的减小了安全隐患，而且对桩基的承载力、质量等有最全面的把握，从而避免因为误估而导致的人力与财力方面的不必要浪费。
二、几种常见检测策略及其特点
1、钻芯法
钻芯法多用于混凝土灌注桩的检测，方法是直接从桩体中抽取芯样，了解桩的完整性，譬如桩的长度、桩底部的沉渣厚度、底部岩土性状等，是检测混凝土强度的最可靠的方法。但是钻芯法属于有损检测，不利于在直径小于800毫米的桩上使用，这种方法对检测大面积的疏松孔洞时较为有效，而局部的疏漏缝隙则难以被发现。这种试验钻孔少，往往使得出的结果片面，所以，钻芯法适合与其它无损检测相互配合进行，彼此对照验证。
2、静载试验法
在检测桩基竖向的承载能力时，静载实验法最为直接可靠。实验时，对桩顶部施加竖向压力、拔力以及水平方向推力，通过对桩基的移动位移来判断其竖向承载力、竖向抗拔力和是平层承载力，这种检测试验方式最为直观可靠。但是实验过程费时费力，花费较多，试验对象有限，不易进行深坑作业，对环境要求较高，并且，基准桩时常被忽略，由于打入不深而在试验过程中位移。静载试验的方法属于直接测量，得到的数据准确度高，但因为过程较为费力，更加适用于对数据或承载力有精确要求的情况下使用。
3、高应变法
高应变法是通过用重锤击打桩顶部，测量其速度力时程曲线，再根据波动理论最终判定单桩的的承载力极限与桩身完整性。这种方法可以检测出桩的竖向承载力是否符合设计标准，检测速度快，方式便捷，可以在同一时间得到桩的承载力与完整性的数据，但针对薄壁钢管桩、异性桩等桩基来说，这种方法并不广泛适用。
4、低应变法
桩基检测中的低应变法是用来检测桩的完整性的其中一种方法，其操作过程是用锤对桩顶进行敲击，固定在桩顶部的计量仪器会将桩中的感应波进行检测分析，探测波在桩体中的传播历程，从而获得桩体完整性。低应变法检测具有诸多优点，抽查全面、简单易操作、现场进行、节时省力，经济实惠等。但是，这种方法对不同的桩身存在不确定性，需要实践经验丰富的检测人员进行检测以确保结果的准确性。
5、声波透射法
声波检测法是较全面的检测桩的完整性的方法，其技术原理是利用超声波对材质复杂的混凝土桩进行检查，通过声波在桩身中的频率变化、振幅的衰减情况等参数来分析确定桩的均匀缺陷等问题。这种方法十分全面细致，受限条件较少，应用广泛，但是会存在散射、反射等影响结果的问题，并且声测管须在成桩之前就放置桩体力，否则后期检测较为困难。
三、桩基检测在实际应用中的问题与建议
1、主观原因
尽管桩基检测技术整体的发展良好，但是地区之间的经济水平发展不同导致设备、装置与先进技术、仪器维护维修程度等各有不同，较为落后的地区的检测技术就会一定程度上落后于经济发达地区。此外，一些工程达不到国家相关检测规定的标准是由于检测工作人员检测结果不准确、资料模糊不具体造成。因为检测收费不同，一些检测单位为了更好生存草率处理数据，缺乏规范性的检测体系市场严重威胁工程质量。因此，为了确保桩基检测的准确性，应该加强对有关工作人员的管理，提高道德修养与专业技术水平，建设高水平高素质的检测技术团队，形成良好风气，规范桩基检测体系，构建和谐市场环境。
2、自然因素
桩基深入地下，属于隐蔽性的工程，尽管检测方法多样，但是每一种检测方法都存在着不足之处，桩基的特性不易完全把握。这种检测结果的误差不可避免，所以，需要检测人员提高自身检测水平，总结实践的经验方法，不断探究改进检测技术，依靠自身能力尽可能的减少检测误差，弥补设备检测的缺陷。
四、结语
保证安全质量是对任何建筑工程的基本要求，而桩基是建筑工程尤其是高层建筑的基础工程，具有十分重要的意义。桩基技术随着经济与科技的发展而进步，因此，为了更加保证桩基的质量安全，检测技术也随之不断提高变化。现代科学造就的桩基检测技术蕴含了多种学科领域的理论与技术，物理力学、声学超声波等，是现代化科技的成果与人类智慧的结晶。在如今的科学力量影响下，桩基检测技术愈加的准确、可靠、完善，在经济飞速发展的未来有着广阔的发展空间，造福人类社会。
参考文献
[1]张浩文.高层建筑工程桩基施工技术研究[J].2009(8)
[2]梁如福.浅谈高应变检测在工程基桩检测上应用以及注意的事项[J].科学之友.2010(12).
作者简介：李晓东（1985―），男，汉族，河北石家庄市人，石家庄职业技术学院，专科，河北恒基建设工程质量检测有限公司，研究方向：地基检测技术。
1桥梁桩基常见的施工技术
1.1人工挖孔桩人工挖孔桩是现阶段中国建筑行业应用较多的施工技术，具有操作简单、技术含量低、施工设备成本少、桥梁桩基的检测方便等优点，非常适合我国目前建筑业的发展水平，在人工挖孔桩之后，加以钢筋的稳固，混凝土的浇灌，就能够形成质量安全的工程施工项目。人工挖孔桩虽然具有上述优势，其本身存在的问题也比较多，其中最大的弊端就是人员工作危险系数较大，人工挖孔桩是依靠工作人员进行挖孔，井下作业的情况较多，地下土质的不安全因素较大，当挖孔时，遇到空地积水较多时不仅会减缓工程的进度，还会降低工作的质量，对工作人员的实际工作产生威胁。另外，在发现桥梁的地下水文条件与地形存在和施工准备提供的资料明显不符时，还需重新进行调查，加大施工项目的投资。
1.2钻孔灌注桩钻孔灌注桩技术是应用先进的设备仪器，利用机器来进行钻孔，具有成孔速度快、成孔质量高、应用类型广的特点，相比于人工挖孔，钻孔灌注的技术更加便捷，并且工作效率高，单位时间内完成的钻孔数额较多，因此，对于施工进度的缩短、施工质量的提升具有积极影响。对于钻孔灌注桩技术，在现阶段的发展中，还存在着一些问题。首先，就是建筑行业施工过程中常见的地质环境问题。钻孔灌注桩技术对于地质结构的要求非常大，不同的地层应使用不同的钻进方法，不能一概而论，这就要求相关技术人员着重关注地质问题；其次，就是泥浆的调和程度，钻孔灌注桩技术最为核心，最为重要的就是泥浆的孔内补充，泥浆要按照比例调和均匀，并且，及时地灌入到孔内才能够达到施工要求，增强桥梁的稳定性，提高建筑质量安全。
2桥梁桩基施工工艺、内容
2.1开挖灌注桩孔开挖灌注桩孔是桥梁桩基施工的第一个环节，要把握几个步骤：（1）将桥梁施工的设计方案和图纸进行系统的研究，掌握设计精髓，保证钻孔过程中顺利施工。（2）挖孔过程中孔桩中心点的选择。孔桩中心点的选择影响着整个桥梁施工的稳定，与质量的安全关系重大。（3）孔壁的保护。在挖孔完成后，要对孔壁进行强化和稳固，防止孔壁塌方，对孔壁的强化稳固通常情况下都使用混凝土来进行，进而防治其影响整个施工项目。（4）要保持孔底地下整洁，如果孔底出现淤泥和施工残渣，要及时清理。
2.2制作钢筋笼制作钢筋笼主要涉及两点内容：（1）根据设计图纸和相关资料，并结合施工过程中具体的施工情况进行钢筋笼样板的制作。这主要是为了确定主筋之间的距离，保证钢筋笼的正确定位，提高桥梁建筑的承载能力。（2）焊条与钢筋笼的匹配状况，在桥梁桩基施工过程中，焊条与钢筋性能的匹配情况影响着桥梁建筑的稳定性，不同型号的焊条所对应的钢筋有所不同，因此在项目施工过程中，工程技术人员与项目操作人员要进行严格的把关。
2.3安装钢筋笼钢筋笼在实际安装的过程中主要应注意两个方面：（1）对于钢筋笼的稳定性进行保护，因为在钢筋笼刚刚焊接完成之后，其稳定性相对较差，容易发生变形或是损毁，因此，针对这种情况，相关人员在对钢筋笼进行移动和搬运的过程中应采取相应的措施，防止钢筋笼受压变形；（2）钢筋笼的安装问题。钢筋笼安装在钻孔的孔内，并不能随意进行安装，要进行调整和匹配，在安装过程中，钢筋笼不能碰触孔壁，在调整好位置后，要及时进行固定处理，防止钢筋笼移动。
2.4混凝土灌注混凝土的灌注起到稳定桥梁桩基的重要作用，在混凝土灌注工程中，首先，应对钻孔的质量以及孔壁、孔底进行检查，钻孔的质量要符合施工的标准，对于孔壁，应具备稳定性，孔底要干净整洁，不能存在淤泥、积水和施工残渣。其次，就是在钢筋笼安装后，检查相关导管的安装情况，因为混凝土会随着导管进入孔底，导管的安装一定要符合要求，不能随意穿插。
3桥梁桩基检测技术
3.1成孔检测由于成孔检测是成桩检测技术的先决条件，成孔检测作为桥梁桩基检测的重要参数标准在整个施工过程中占据着非常重要的地位，在我国，相较于成孔检测，桥梁桩基检测的发展程度要更先进一些，但是为了保证施工的各个阶段的质量安全，对于钻孔的检测非常有必要。
3.2静载荷试验法静载荷试验法是指按照桩的使用功能，分别在桩顶逐级施加压力，观测桩的测验点的起伏沉降情况以及水平位移状态，以此判定单桩水平承载力以及竖向抗压承载力的情况。在目前的检测技术上来看，静载荷试验法是现阶段最为可靠、最为直观的检测手段之一。但是，由于我国科学技术发展水平还不是很完善，相关的检测设备存在问题，因此，导致静载荷试验法在对桥梁桩基检测的过程中存在误差。
3.3声波透射法声波透射法是指在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。声波透射法对于相关技术的要求较为专业，并且设备质量的需求标准高，因此，在过去的桥梁桩基检测过程中并没有过多地使用。不过，随着经济全球化、技术全球化的深入，我国社会主义市场经济的发展，相关科学技术的进步，已经让声波透射法在桥梁桩基的检测上有了质的飞跃。声失时判读已不再是唯一的选择，声幅和声频已开始进入了分析判断领域，尤其令人欣慰的是，声波CT已步入实用阶段，为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。因此，对于桥梁桩基而言，声波透射法也是一项非常合适的技术检测手段。
4结语
[关键词]地基检测技术 现状 发展
中图分类号：V448.25+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0036-01
引言
最近几十年来，我国开始致力于地基检测技术的研究，通过实际动手实践，积累了大量的操作经验。但是，我国关于此方面技术的研究还远远不够，无法达到生产生活的需要，这不仅反映在地基处理与地基检测的不协调上，还反映在其发展的落后性上。究其根源，很大程度是因为地方对此项技术的重视程度还不够。根据数据采样，可以得出结论，大多数土建事故时有地基问题所引起的。
鉴于此上情况，相关工作人员应该对现有的地基检测技术进行翻新，不断地与先进科技进行融合，使检测方法具有科学性，先进性，标准型等特性。只有这样，地基检测方法才能真正的为土建工程服务，达到它本该达到的效果。
现在目前所使用的检测方法，大部分是比较传统的检测方法，虽然它有着一定规范，但却无法满足日益翻新的地基工程技术，所以，相关工作人员应该结合一些先进的科技，提出新的能够适应时展的地基检测技术。
一、现有的地基检测方法以及存在的某些问题
工程物探、原位测试、室内土工等都被包括在地基检测范围之内。其中十字板剪切、室内土工、动探、静力触探、旁压试验等等，不仅是岩土工程最重要的组成部分，也是最常见的勘测手段。
（一）静力触探
在地基检测方法之中，静力触探可以算得上是一种比较广泛而常见的测试技术。这个方法被创造于上个世纪初，发展至如今，一共有三个阶段。如今这三个阶段发展状况各不相同，单桥发展良好，受到广泛使用，双桥渐渐走进人们视野，逐步被人们所接收，而孔压则是发展最为缓慢的。它们主要被用来进行划分土类，确定土的物理指标等等，近些年来，也常常被用来加强地基检测。
静力触探在地基检测板块发展时间较长，技术也比较成熟，但也并非毫无缺陷。包括有限元法、孔穴扩张法、应变路径法等理论虽然已经十分成熟但里面依旧存在着一些假设性设定。然而，这些假设性设定碰上地基的复杂与不确定性体质，就给触探探究以及地基检测带来了很多无法轻易解决的困难。比如砂土，因为不同类型之间密度其有很大差异，所以并不能用统一的模式去对它进行参考描述。
有时相关工作人员在下钻去，因为探杆不容易控制，测量成果可能无法十分精确，会有人为差异，所以，某些程序并不能用该种方法进行操作。这就进一步说明了，静力触探在实际使用中还存在一些局限性。最后，不同地方的工作人员在对触探结果进行处理的时候，使用的方式，公式也不尽相同，这就要求处理人员必须有着非常丰富的实践经验。
另外，因为静力触探样本有限，对同一块地的接触也就有限，所以在实际研究中，此种方法只能够对场地的地基情况进行大概的反映，而不能细化反映。
（二）动力触探法
动力触探法是一种具有悠长历史的地基检测方法，它通过对地面进行敲击来进行土地原位测试，拥有直观、快速、实用性广、经济、常见等特性，是一种比较全能的检测方法。
动力触探法主要被用于划分土层、确定液化密度、区分土地类别等等。这种方法虽然用法简单直观，但是结论通常是根据相关公式直接计算出来的，无论是可靠度、精确度都有着很大的探讨空间。并且在实际测试的时候，影响因素较多，无法做到精密准确。另外，此种方法的数据统计通常是根据简单估算配合公式计算得出的，这种方法其实比较草率，会造成结果数据粗糙、不精确、离散性大。对于场地，此种方法无法均匀得对场地进行反映，具有很大的浮动性，会造成工作人员评价的不客观和不稳定。
在实际应用之中，如果测试土地有着较多的粘土层以及砾石层，可以对动力触探法进行优先考虑。不仅如此，还可以将静力触探和动力触探相结合，对地基进行客观评价。
（三）平板载荷
平板载荷是一种模拟性的地基测试方式，它主要是通过向检测地基施加荷载来进行的。这种方法最初出现于上个世纪初，通常我们在进行大型工程地基检测时，必须要使用此种方法。这种方法主要被用于评价湿性地基、确定地基沉降等。
相关学者通过分析之后得出结论，荷载板大约有板宽两倍左右的影响，且对于大型工程建筑，它的影响会比一般建筑更大。由此我们可以得出结论，尺寸效应会对载荷试验产生影响，使受力具有不确定性，甚至可能引发安全隐患。且通过大量的实际操作，我们可以得知，载荷试验与实际构筑有着非常大的差别，载荷试验更容易对水泥土进行错误评估最终造成工程事故，近些年来，以载荷试验作为评价标准的工作大部分都因为事故而停止使用。因此，我们应该吸取教训，正视此种方法存在的问题，并且想办法将其解决，使它能够更好的为地基检测工作做贡献。
（四）地基检测的其他检测方法
目前社会上的地基检测，不仅仅有上面提到的三种方法，还有其他的方法，比如旁压测试、野外十字板剪切等等，这些方法虽然有着各自的优点，但不可避免的都存在着或多或少的问题，无法做到相对完善的地基检测。
二、地基检测方法的发展情况
但值得庆幸的时，随着社会经济与科技的不断发展，人民对于地基检测也是越来越重视。相关工作人员开始将各个领域加以结合，寻求新的突破点，而原有监测方法的缺点也促使着检测方式的不断更新，社会开始出现了一批新兴的检测方法。
（一）瑞利波法
在上个世纪五十年代，土建工程相关的工作人员开始对瑞利波法进行研究，希望能将其运用到地基检测中去，而我国，也紧随其后才是对此种技术进行研究。在进行了长时间的研究之后，此种技术开始逐步被运用到地基检测中。
该种方法是利用瑞雷波的传递而进行工作的，不同的频率，不同的介质，瑞雷波的传递速度都有所不同。
和现在社会上所使用的检测方法相比，瑞利波不但具有经济、简便、可大范围操作、快速、操作容易上手等特性，还能够对地基的一些特性进行反应，这就在一定程度上将离散性大的传统方法缺点进行了克服。当此种方法尚未被完全开发出来，还需要对它进行全方面的检测和试验，因此，我们还不能确定其实际功能的大小。为此，许多学者都在对它进行严谨的探讨，希望能够尽快将它投入使用。
（二）探地雷达法
这种方法是于上个世纪八十年代被提出来的，其主要原理是对高频脉冲进行电磁波的检测。相比于瑞利波法来说，这种方法发展速度更快，已经开始被运用到实际的地基检测中去了。
这种方法具有准确、快速、经济等特性，能够较好的对地基进行评估。但此种方法并未完全在社会上普及，因此，相关工作人员进行对此进行全面推广，让它能够被广泛利用。
（三）其他测试方法
在地基检测方法的发展之中，还有些其他不同的方法，比如说小应变测等等，它们在原有检测方法的基础上进行了积极创新，对原有的技术漏洞进行了克服，更为基地检测提供了新的思路。而我们应该知道的是，不同地基地有着不同的特性，我们需要对这些特性进行认识，然后采取适合此特性的不同检测方式。这就需要我们对地基检测方式进行不断地更新，利用不断发展地科技将其包装起来，克服原本存在的问题，达到不同的检测目的与要求，最终得出最正确，最精准的答案，使得土建工程能够顺利安全的施工。
参考文献
[1] 龙举.山区回填土地基质量检测技术研究[J].低温建筑技术，2012，34（9）：101-103.
[2] 李军民.地基加固效果评价中面波检测技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（8）.
[3] 任泽龙.谈强夯处理地基的检测技术[J].山西建筑，2013，39（21）：85-87.
【关键词】基桩检测技术；静载试验；自平衡试验
一、基桩检测技术的发展及现状
桩基础能否既经济又安全的通过设置在土中的基桩，将外荷载传递到深层土体中，主要取决于基桩桩身质量与基桩承载力是否能达到设计要求。基桩检测是指：（1）对基桩桩身质量进行检测，查清桩身缺陷及位置，以便对影响桩基承载力和寿命的桩身缺陷进行必要的补救，同时达到对桩身质量普查的目的；（2）对基桩承载力进行检测，达到判定与评价基桩承载力是否满足设计要求的目的。基桩检测可进一步延伸到对桩基础质量的验收与评定。目前，基桩承载力的较普遍测试方法:包括静荷载试验；动力测试。静荷载试验通过反力装置用千斤顶给桩施加竖向荷载，桩顶沉降量采用大量程百分表或位移传感器量测。该方法可以确定单桩竖向极限承载力，结合在桩身和桩端预埋测试元件还可以测定桩侧摩阻力分布情况、桩端反力和桩身轴力等。静荷载试验方法按提供反力的方式可分为下列三种形式：锚桩法、堆载法、锚桩――堆载法。动力测定桩承载力的方法最早出现在国外，其初始主要是以能量守恒或动量原理为基础，根据牛顿撞击定律通过打桩时的贯入度来计算桩的极限承载力。国外近代动测技术是以应力波理论为基础发展起来的。动力测桩法一般是在桩顶作用一动荷载，使桩产生显著的加速度和土阻尼效应，通过在桩侧安装传感器测量桩土系统的振动响应，并用波动理论分析和研究应力波沿桩土系统的传递和反射，从而判断桩身阻抗变化和确定单桩承载力。早在20世纪30年代，应力波理论就开始被用来分析打桩工程，到1960年史密斯发表了“打桩分析的波动方程法”，波动方程开始进入实用阶段。此后在世界各国相继开展了动力试桩的动测设备和计算软件的研制和应用。按测试时土的动应变大小，动测法又可以分为低应变动测法和高应变动测法两类。
二、当前各种检测技术的适用性对比分析
（1）测试结果的准确性。1994年进行的全国桩动测单位资质考核结果及近年来各地位基动测单位资质考核情况也表明，目前动力试桩精度还较低，检测队伍的理论水平和实践经验也不足，因而只能是静载试验的一种补充，可作为工程桩验收的手段之一，尚不能代替桩的静载试验。（2）适用条件。传统的静荷载试验(包括锚桩法、堆载法及锚桩――堆载法)，需专门的反力系统。如锚桩法需要增加4根锚桩，每根锚桩的规模等同于试桩，且需要通长配筋，同时也需要强大的反力架来承受试桩的反力，试验准备时间长，工程量大，试验费用高；堆载法同样需要强大的反力架，同时必须配备大量的规则的堆载物来代替锚桩。锚桩――堆载法是介于锚桩法和堆载法之间的一种试验方法，同样存在上述问题。由于静载试验费时、费力、费用高、环境条件要求高，做不到随机抽检，检测桩数也不可能太多，对整个基础工程不能进行概率统计分析，所以静载试验的代表性不高。多数工程桩的承载力均参照勘测部门已有的试验资料或根据设计人员的经验确定。
相对而言，动力测桩方法更为简便、快速，因而，就一根桩而言，静载试验结果的精度高于动测法，就整个工程而言，由于桩基工程的复杂性以及抽样检查的样本数量，其保证率反而不如抽检率高的动测结果。但同时，动力检测方法也因加载需要，如拼装试验反力架或力锤进场等问题，同样对试验场地有着较高的要求。
三、自平衡试桩法研究现状
基桩自平衡测试方法思路最早由日本的中山（Nakayama）和藤关（Fujiseki）提出，并在1973年取得钻孔桩的测试专利。清华大学李广信教授于1993年将此法引入国内，但因自平衡试桩法作为一种新兴的测试技术其自身并不完善以及限于当时国内环境、技术、信息等条件的限制，并未引起国内工程界的注意。直到浙江省建筑科学研究院史佩栋教授在《工业建筑》1996年第12期“国际科技交流”专栏发表了《国外高层建筑深基础及基坑支护技术若干新进展》一文，并报道了美、日、英、加、新加坡等国和我国香港特别行政区等地正在广泛应用的自平衡试桩法之后，才引起了广泛关注。东南大学土木工程学院在理论研究的基础上，首先于1996年开始将该法应用于实际工程。目前，我国的北京、江苏、甘肃等地己开始小范围试用此方法，但试桩类型只限于钻孔灌注桩。
参考文献
[1]陈凡，徐天平，陈久照，关立军．《基桩质量检测技术》．北京：中国建筑工业出版社，2003
[2]TB 10203-002．《铁路桥涵施工规范》．北京：中国铁道出版社，2002
[3]JTJ 041-2000．《公路桥涵施工技术规范》．北京：人民交通出版社，2000
关键词：桩基检测 低应变反射波 技术要点
低应变反射波法的基本原理
低应变反射波法在水利工程桩基检测中被广泛的使用，这种检测的理论基础主要是一维弹性杆件波动理论。这种理论提出，当满足D
低应变反射波法现场实测技术要点
1、桩头处理技术
低应变反射波法的桩基检测是一个系统的工作，为了提高这种检测方法的准确度首先要做好桩头的处理工作。桩头的处理要做好以下几个方面：第一就是对浮浆层的清理；第二就是对桩头的在外面的混凝土进行处理，确保监测点的混凝土平整，并且无破损、没有影响检测的杂物，与此同时桩头还要保持干燥，这样得出的检测结果才能正确的反应桩基的施工情况。一些水利工程当中，对于桩头的检测并不是特别的认真，更有甚者直接对混凝土表面进行测试，这些不当的操作方式对检测影响非常的大，即使传感器的技术先进，安装的工程操作规范，测试的信号有很高的强度也不能对桩基进行准确的检测。
2、传感器安装工艺
如果仅仅从相关理论的角度进行研究，为了实现最好的传递效果，需要使传感器尽量靠近桩面，安装的过程动作幅度要小，并且还要确保接触桩面处的刚度，只要做到以上三个操作要点才能得到接近桩身实际情况的振动形式。对实心桩进行测试的时候，应该把传感器布置在2/3处，对空心桩进行检测时候，可以把传感器布置在锤击点平面上。通过对多年的实践经验的总结，空心桩一般布置在桩身壁厚的2倍位置，与此同时要把要确保同桩心垂直线呈直角，并且使用相应的耦合剂把传感器黏贴到桩面上，一般使用的耦合剂有牙膏、凡士林以及橡皮泥等等。
3、激振方法和激振点
对水利工程进行桩基检测的时候，现场实测信号采集的强度直接影响着的检测的效果，为了提高信号的采集效果，不同的桩体要选择不同的激振方法和激振点，对实心桩进行检测的时候，激振点一般要安置在桩中心处，与之相对应，对空心桩进行检测的时候，应该确保传感器和锤击位置保持在同一个水平面。对于一些体积较为庞大，长度较长的桩基应该使用大铁球这一类的工作制造激振，这样才能产生范围较宽的脉冲。一些桩基存在的缺陷是浅层的缺陷，并且对桩基的整体影响并不是特别的大，如果干涉太大有可能导致误判情况的出现，针对这些较浅的缺陷可以使用小钉锤或者是钢筋来产生激振，这样产生的激振能量并不是特别的大，而且脉冲空间的频率也比较的高。
工程实例分析
【关键词】建筑节能；应用现状；对策
一、建筑节能技术
1.全面的规划绿色建筑设计
在建筑的节能设计中，首先考虑的就是建筑对于日照和朝向的要求，合理的设计能顾及到各个季节的需要，比如冬季的保暖、夏季的通风并减少太阳辐射得热。然而社会文化、地形、城市规划、道路等条件往往也会影响到建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计。因此，在设计时要权衡各个因素的重要程度，找到一个最优的平衡点，确定出这一地区建筑的最佳朝向，使每幢建筑能够在冬季接收到充足的太阳辐射， 并能利用最佳的夏季自然通风，减少建筑的能源消耗。
2.合理安置建筑的护结构
建筑的护系统对采暖制冷时的能源消耗量有着较为直接的影响，因此提高建筑护结构的保温隔热性能是降低建筑能耗的关键。护系统主要包括外墙外保温、屋面、地面、门窗及遮阳系统。据统计，建筑护系统的耗热量占建筑采暖热耗的 1/3 以上，对这一部分采取科学的保温隔热技术，会使节能效果显著提高，也是其它节能措施达到预期效果的保障。
3.采用先进的能源设备辅助建筑节能效果
主要是指在建筑的使用过程中针对采暖、制冷、通风、热水、照明等系统所采取的节能措施。其中空调系统的能耗更是达到建筑能耗的 40%～60%，成为建筑节能的主要控制对象。设备系统的能耗是在建筑全寿命周期中最大的耗能部分，通过选用高能效的设备机组，低能耗的节能系统，提高设备的运行效率，降低能源在日常使用中的损耗，从而达到持久节能的最终目的。
二、我国建筑节能技术应用现状
1.认识不足
目前，我国的许多建筑企业还没有完全认识实施建筑节能的重要性，还只是一味的强调利益与进度，由于企业管理者对建筑节能技术缺乏足够认识，使得在国内很多施工企业中，仅过度地注重施工图纸、承包合同、项目预算等各项施工指标，但是对于节能技术却抱着无所谓态度，不能对环境污染与资源能源消耗等形成足够的保护危机意识。因此，我国的建筑行业想要推广建筑节能技术，实施高效回收利用能源、保护生态环境等还是一项非常艰难的任务。
2.缺乏经济支持
建筑节能模式与传统建筑模式相比，施工方式、施工工艺均存在很大差异，企业为推行节能施工模式，需在施工过程的多个方面进行适当优化。新节能技术的实施必须依靠新施工组织管理与新施工器械的支持，这也对传统的建筑施材料、施工设备、施工人员、施工管理人员等都提出了新的要求，需要将施工设备更新，重新加工和研究新的建筑材料，研究和设计新的技术工艺，培训和知道施工人员，使其适应新的施工模式。采用新的机械和建材，如附着提升式脚手架与钢制大模板等设备，这些均需要施工企业前期投入大量的资金，一次性投入成本巨大。这对国内许多中小型施工企业来说，资金不足、经营现状及前景不稳定是它们面临的主要问题。除此之外，较低的市场抗风险能力也加大了机械设备和施工工艺更新和改进的难度。在当前环境下，国内施工人员知识水平较低，施工企业内部管理水平较差，这也影响到节能施工模式在企业内以及行业内的推行效果。
3.缺乏制度支持
国内在积极推行建筑节能过程中，已推出了《民用建筑工程室内环境污染控制规范》、《绿色施工总则》等相关政策，但是，由于我国的政策部门对建筑节能还没有一个明确、具体的认识，政策上当然无法真正推出一些有效的相关法律法规与建筑节能标准，例如施工过程中，建筑垃圾的排放限额与能耗率等，政府相关部门真正重视的还是施工安全与文明施工。因此，很多企业在施工过程中通常把绿色节能施工当成文明施工来实施。
三、我国建筑节能应用对策
1.加强宣传
目前人们对建筑节能的认识仍然不足，在实际工程中对施工阶段的可持续发展也缺乏必要重视，而施工节能意识的加强又是与生态环保意识的加强密不可分的。因此，施工节能的宣传教育以及相关技术的培训工作应从以下三个方面入手：
（1）应在基础教育中应进一步强化绿色环保的比重，并在提升公众环保意识的同时培育绿色消费的社会理念；
（2）应在继续教育中加强施工节能的宣传，使工程建设参与各方全面正确的理解施工节能的内涵与外延，并充分认识其重要性；
（3）还应加强建筑工人的施工节能技术培训，以提高施工企业的职工素质，并充分发挥其在施工节能应用中的主力军作用。
2.建立示范绿色节能施工项目
按照《绿色施工原则》的要求，建立示范性的绿色施工节能项目和推广应用示范单位，进而可以将绿色施工节能多方面的作用效果用活生生的例子展现在公众的面前，同时也将会对绿色施工节能的宣传及推广起到积极的促进的作用。此外，还应积极构建绿色施工节能技术交流合作的平台，并促进国内外绿色施工节能技术的交流和合作，以借鉴国外先进的技术和成功的经验，进而推进我国绿色施工节能技术与世界绿色施工节能技术的同步发展。
3.加强节能施工参与制度
民众参与机制可以最大程度的挖掘民众对建筑节能的积极性，从而形成一个自下而上的节能推力。此外，在项目施工的准备阶段，充分了解民众的要求并进行科学的施工组织设计，在一定程度上有利于最大限度的减少对周围环境的不利影响；在项目施工方案的实施阶段，社会公众的监督有利于各项施工节能措施的有效实施；而在项目的竣工验收阶段，社会公众的节能施工评价则有利于施工企业总结并改进其自身的绿节能施工活动，进而促进其节能施工能力的提升。
4.对进行节能施工的企业给予政策支持
大部分施工企业认为，要进行节能施工，就要多支出费用，增加施工成本，与企业追求利润最大化的目标相悖，因此要推动和促进节能施工的发展和推广，政府应当在政策方面给予一些支持：比如，行政审批优先，评定各类奖项时给予加分等一些方面提供便利条件。在经济方面政府可以对那些积极采用节能施工技术和方法，使用节能建材的企业通过减免税收和财政补贴两方面进行经济鼓励。通过这些途径，使企业尝到推行节能施工的甜头，只有充分调动了企业进行接节能施工的积极性，才能更好的促进节能施工的全面发展，并给其他未推行节能施工的企业起到模范、引领和示范的作用。
结束语：
随着国民经济的推动，国内经济发展水平不断提升，建筑规模也在不断提高。未来发展过程中，如何有效推行资源节约、环境保护等为原则的节能施工，对于国民经济实现可持续化发展显得极为重要。但是，从目前来看，我国在应用节能施工中仍然存在许多障碍因素，这对节能施工的实施效果及广度产生了严重影响。所以，如何保证施工节能技术的应用的效果是每位学者和实际工作者关注和研究的重要问题。
参考文献：
[1]孙佩刚. 基于绿色施工管理理念下如何创新建筑施工管理[J]. 中国新技术新产品， 2013 （2）： 178-178.
关键词： 虚拟手术；碰撞检测；空间剖分；层次包围盒
0 引言
虚拟手术是集医学、生物力学、材料学、计算机图形学、虚拟现实等诸多学科为一体的交叉研究领域。虚拟手术在医学中的应用主要包括：手术计划与过程模拟、术中导航与监护、手术教学与训练等。碰撞检测是虚拟手术系统中的关键技术，贯穿于虚拟手术的整个过程。
虚拟手术系统中的对象根据材质可分为刚体组织和软件组织。骨骼、手术器械等属于刚体组织，而人体的许多器官如肌肉、血管、肝脏等属于软体组织。以往大部分碰撞检测的研究工作都是针对刚体对象的。与刚体相比较，软体组织由于其特殊的物理性质，在外力或某些操作的作用下会发生几何形状、位置甚至数量上的变化，因此基于软体组织的碰撞检测需要更详细的信息和更多的处理。
最简单的碰撞检测方法是对场景中的几何元素进行两两相交测试，其时间复杂度为O（n2），虽然这种方法可以得到正确的结果，但是当场景中的几何模型稍微增多些，其实时性便无法满足实际的需求。为了尽可能地减少参与相交测试的几何元素的数量，提高系统的实时性，目前碰撞检测技术使用的主要算法有：层次包围盒法，空间分割法，基于网格剖分的方法[1]。但是这些经典的算法也都存在着构造难度大、紧密性差、相交测试复杂、效率低等缺点。
本文采用空间剖分和层次包围盒相结合的方法，简化了几何信息的表示，进行碰撞检测时可排除明显不相交的几何元素，无法排除的再进行精确相交检测，从而减少计算量，加速碰撞检测速度，提高系统实时性。
1 空间剖分技术
整个虚拟手术的场景空间递归的剖分成若干个网格单元，每一个几何元素都属于某个网格单元，处于同一网格单元内的几何元素才有相交的可能，不在同一网格单元的几何元素一定不会相交。采用八叉树的表示方法进行空间剖分。即包含整个场景的立方体作为八叉树的根节点，立方体的3条棱边分别与x，y，z轴平行。递归的将立方体剖分为8个小块，如图1（a）所示，生成8个子节点，直到达到指定的剖分层次为止，如图1（b）所示，每个叶节点包含有限个几何元素。
进行碰撞检测时从八叉树的根节点开始，计算两几何元素是否属于同一节点，如果不属于同一节点则不相交，如果属于同一节点，递归的到下一级节点进行检查，直到发现两几何元素属于同一叶节点，则需要进一步使用层次包围盒进行检查。
2 层次包围盒
对于八叉树的每个叶节点包含的几何元素，建立层次包围盒（Bounding Volume Hierarchy，BVH）。相对于单纯的层次包围盒技术，使用空间剖分与层次包围盒相结合的方法进行碰撞检测，构建的层次树规模更小，计算量更少。层次包围盒包括包围盒和层次树两种数据结构。
2.1 包围盒
包围盒技术是减少相交检测次数，降低碰撞检测复杂度的一种有效的方法。其基本思想是用几何形状相对简单的封闭表面将一复杂几何元素包裹起来，首先进行包围盒之间的相交测试，排除明显不相交的几何元素，无法排除的几何元素，再进一步进行精确的相交测试，从而达到减少相交测试计算量的目的。常见的包围盒类型有：包围球（Bounding Sphere）、沿坐标轴的包围盒（Axis Aligned Bounding Box，AABB）、方向包围盒（Oriented Bounding Box，OBB）。离散方向包围盒（k-Discrete Orientation Polytopes，k-DOPs）等[2]，如图2所示。
由于虚拟手术对实时性要求较高，本文选择AABB型包围盒，AABB是平行于坐标轴的，包含几何元素的最小正立方体。其优点是：1）易于构建，只需要计算所包含几何元素的顶点的x，y，z坐标的最大值和最小值，存储6个浮点数即可；2）相交测试计算量小，相交测试时只需对两个包围盒在三个坐标轴上的投影分别进行比较，最多6次比较运算即可。
2.2 包围盒层次树
包围盒层次树即包围盒的层次结构，层次树的根节点包含某个八叉树叶节点几何元素的全集，向下逐层分裂，直到每个叶节点表示一个基本几何元素。常用的构建策略有自顶向下和自底向上两种。
自顶向下的方法首先建立根结点，利用基于全集的信息递归地将每个节点分裂为两个或多个子集，直至生成只包含一个基本图元的叶结点为止，从而建立一棵自顶向下的包围盒层次树。此方法易于实现，技术成熟，但无法生成最佳树。
自底向上的方法首先将基本几何元素作为叶节点，利用局部信息递归的将两个或多个子集组成新的父节点，直至生成树的根节点。此方法能够生成最佳树，但层次树的构建过程较复杂，相关技术不够成熟。
本文采用自顶向下的方法构建包围盒层次树。进行碰撞检测时，从根节点开始，对于两个几何元素，如果属于不同包围盒，且包围盒不相交，则说明几何元素不相交，算法结束；如果两个几何元素属于同一节点，或者各自所在的节点的包围盒相交，则计算各自所在层次树的下一级节点的包围盒是否相交。以此类推，直到叶节点的两个包围盒也相交，则需要进行精确相交检测。
3 精确相交检测
如果两个包围盒不相交，则两个几何元素一定不相交；如果包围盒相交，则需要做进一步的处理，以判断两个几何元素是否相交。如果层次树的叶节点表示的包围盒也相交，则需要进行两个基本几何元素（一般用三角形面片表示）的精确相交测试。其算法如下：
1）设两个三角面片A和B，计算B的三条边是否和A的包围盒立方体相交，如果不相交则算法结束，否则计算A的三条边是否和B的包围盒相交，如果不相交则算法结束。
2）计算B的三条边是否和A所在的平面相交，如果不相交则算法结束，否则计算B的边和A所在平面的交点（有一个或两个交点）。
3）B的边与A所在平面的两个交点连接成的线段l（两个交点重合，则l为一个点），计算l是否与三角形面片A相交（l与A的边相交或包含在三角形内部）。不相交则算法结束，否则即可确定A与B真正相交。
4 结果分析
算法以心血管模型为研究对象，对虚拟手术中的碰撞检测进行模拟。分别采用层次包围盒法，空间分割法、空间剖分和层次包围盒相结合的方法进行测试。实验数据使用了五组包含基本几何元素数量不同的场景，分别对其碰撞检测所用时间进行统计，结果如图3所示。从测试结果可以看出，本文的方法可以减少碰撞检测所用时间，提高了系统实时性和效率。
5 结论
虚拟手术是计算机虚拟现实技术在医学领域中的重要应用。碰撞检测是虚拟手术系统的基本要素。本文提出了空间剖分和层次包围盒相结合的方法简化了虚拟场景信息的表示，减少了碰撞检测的计算量，从而能够更好的满足虚拟手术系统实时性的要求。
参考文献：
[1]魏迎梅，虚拟环境中碰撞检测问题的研究[D].湖南：国防科学技术大学研究生院，2000.
[2]李艳波、印桂生、张菁、倪军，虚拟手术中基于可碰撞集的软组织自碰撞检测算法[J].计算机应用，2009，29（8）：2101-2104.
[3]GOVINDARAJU N K， KABUL I， LIN M C， et al. Fast continuous collision detection among deformable models using graphics processors[J].Computers & Graphics， 2007，31（1）：5-14.
[4]SPILLMANN J， BECKER M， ESCHNER M，Efficient updates of bounding sphere hierarchies for geometrically deformable models[J].Journal of Virtual Communication and Image Representation，2007，18（2）：101-108.
旋转轴监测主要分为静态和动态两种，静态测试是指在实验室环境中利用测功机或者其他的实验设备对被测试轴进行加载进行的扭矩测试。动态监测则是指将监测设备安装到实际运行的设备(比如车辆的传动轴、水轮机主轴等等)中去，对设备运行过程中的状态参数进行实时在线监测。对于静态测试，现在国内外的测试技术已经非常成熟。而对于动态监测，由于旋转轴特殊的运动状态和复杂的工作环境，传统的扭矩监测手段并不能满足要求，因此许多新型的监测手段应运而生。
1.1集流环法
集流环法是将导电滑环装配在轴上一起转动，在导电滑环上接上敏感元件(例如应变片)，并利用圆形电极和炭刷的接触将被测信号引出，从而完成旋转轴工作过程中扭矩和其他状态参数的测量和输出。集流环原理简单，可以完成多种状态参数的测量。但是由于滑环与电刷的互相摩擦，会带来很多缺点。主要表现为:
1)集流环的触头长时间与导电滑环摩擦非常容易产生磨损，并且会造成接触电阻阻值的变化，从而影响测试精度。
2)集流环体积较大，安装困难、负载效应较大。
3)运动过程中会产生较大噪声，在影响测试系统本身的同时会对被测轴和其他部件产生较大影响。
1.2基于光栅扭矩传感器的扭矩监测系统
旋转轴在转动过程中会在扭矩的作用下发生扭转变形，因此可以利用光敏传感器采集扭转变形信号，从而完成扭矩的测量。在旋转轴上固定两块开孔数完全相同的圆盘形光栅，并把光电元件和光源安置在两片光栅两侧，轴在不受力状态下两片光栅的明暗条纹是错开的［2］，光线不能穿过光栅，光电元件上没有输出信号;轴在受到扭矩作用时，两个圆盘形光栅所在轴截面会产生扭转变形，明暗条纹部分重合，光线穿过光栅照到光电元件上，使其输出信号［3－4］。输出信号大小随着扭转变形的增大而增大，配合测试电路便可以完成扭矩的测量。2005年重庆大学的喻洪麟教授带领团队开发了一种新型光栅扭矩传感器，并研制了一套水轮机主轴扭矩在线监测系统。光电式扭矩测量法的优点是响应速度快，测量精度高。但是其结构复杂、安装困难和抗干扰性差的缺点使其并不能满足复杂环境下车辆内部传动轴的监测要求。
1.3基于电磁法的扭矩监测系统
利用电磁原理完成扭矩的监测是现在工业上采用较多的一种方法。电磁法根据被测量的不同可分为基于扭矩和扭转角关系的扭矩监测方法和利用压磁效应原理的扭矩监测方法。前者通常利用磁鼓原理完成旋转轴扭转角的测量，跟光电法类似，通过测量角位移完成扭矩的测量。早在1990年，日本日立研究室的研究人员就研制了利用磁鼓原理制作的扭矩测试系统。测量精度可以达到±0．7%［5］。在传动轴上相距一定距离上安装两个码盘，在码盘周围覆盖着磁墨或者其他的磁性材料，并利用相同的磁头将这些磁性材料磁化，形成许多等间隔的磁极，共同组成磁鼓编码器。利用具有磁致伸缩效应的材料制成磁传感器采集两个码盘之间的相对扭转角，完成扭矩的测量。基于压磁原理的扭矩测试系统主要利用非晶态软磁的磁致伸缩效应完成应变信号到电信号的转换。磁致伸缩效应是指具有该效应的合金长度将随着外界磁场的改变而改变，反之，若存在外力使合金发生形变，则合金的磁导率会随之改变。将具有该效应的涂料均匀涂抹在轴上，在轴旋转时涂层会在扭矩的作用下发生形变，磁导率会随着应变的的变化而发生改变，对其进行采集便可完成扭矩的测量。日本福冈九州大学在1982年成功利用磁致伸缩效应，研制了具有新型磁头型扭矩传感器的扭矩监测系统。电磁法测量精度高，抗电磁干扰性强，信号稳定。但是其传感器成本高，而且传感器安装困难，使电磁法在旋转轴在线监测的应用中具有一定的局限性。
1.4存储式扭矩监测技术
存储式监测技术是随着计算机技术的发展而产生的一种较为新颖的监测手段。其基本流程是将嵌入存储器件的监测装置与被测部件有机的结合到一起，部件工作过程中，完成部件各状态参数的测试，并将数据存入存储器件。测试完成后，从存储器件中将数据导入计算机进行分析处理。华北工学院利用存储式扭矩测量方法完成了汽车发动机输出轴实车扭矩的测试工作，发动机输出轴附近电磁干扰强，说明存储法具有安装使用简便和抗干扰性强的优点［9］。但是存储法不能实时观察数据情况，且只能离线分析数据，并不能称之为真正意义上的在线监测，在使用中具有一定局限性。
1.5基于无线电遥测的扭矩监测系统
近年来，随着无线电技术的不断发展，无线电遥测开始出现在机械行业的各个领域。无线电数据传输的基本原理是通过调制后将被测信号附加在某种载波信号上形成调制波，并通过天线将调制波发送出去。接收端接收到调制波后经过解调后将被测信号还原。依据载波频率的不同，可以分为红外通信和射频通信。前者的载波频率位于红外IR波段，而后者则位于射频RF波段。1994年，来自苏州大学工学院的科研团队利用无线电遥测技术，研制了微型遥测扭矩监测系统。国外的BentlyNevad公司正在进行一种叫做Torximitor的非接触扭矩传感器，并利用其构建非接触式扭矩监测与采集系统，该传感器便是利用红外发光二极管与光电晶体管完成数据通信。红外传输和射频传输具有以下特点:
1)红外传输没有复杂的通信协议，传输速率快。且发射器一般采用发光二极管，接收器一般采用硅光二极管，成本低廉，器件尺寸小，方便安装［10］。
2)红外光与可见光波长相似，在传播过程中同样能够发生发射和漫反射，同时与可见光一样，红外光不可以穿透墙壁，在一定程度上增加了红外数据传输的保密性。
3)红外光谱的波长范围很宽，在世界范围都通用，使用不会受到带宽限制，具有相当大的传输速率。同时，红外数据传输也具有一些无法克服的缺点。首先，红外光(780～950)nm对人的眼睛有灼伤作用，具有一定的安全隐患;其次，红外光很容易受到环境光线(如太阳光)的影响，抗干扰性较差;同时，红外数据传输功耗较大，在一些要求低功耗场合(例如电池供电或采用非接触供电方式时)使用具有一定的局限。射频传输器件价格较为昂贵，使用过程比红外传输复杂。其具有复杂的通信协议，虽然使数据带宽受到一定限制，但复杂的校验算法可以保证数据的准确性。同时，射频传输不会受到距离和环境的限制，使用灵活方便。
1．6基于非接触供电和无线遥测技术扭矩在线监测系统
近年来，非接触供电技术不断应用到工程实践当中，装甲兵工程学院的丁闯等人将非接触供电技术引入到旋转轴在线监测系统中，该供电平台采用电磁感应原理研发而成，通过初级和次级线圈的相互耦合，实现了非接触的电能传输，为实现旋转轴扭矩长期实时在线监测提供了可能。监测系统利用在旋转轴上粘贴应变片的方法完成应变到电压信号的转变，后经信号调理电路以及A/D转换后被单片机获取，利用霍尔开关传感器完成旋转轴转速的测量，应变和转速数据通过射频传输到上位机的综合监测平台上。所有轴上的测试设备的供电均由基于电磁感应原理的非接触供电平台提供。
1.7基于微带天线的能量传输技术的扭矩监测系统
北京科技大学的张雪松等人对基于无线能量传输的扭矩监测系统进行了研究。该系统通过分散式的微带天线完成能量与信号的传输。该系统的基本原理是利用微波进行能量传输，功率源通过发射天线向外辐射微波，接收天线接收后经过整流滤波为系统供电。系统采用分散式天线进行能量传输，将装有多个接收天线的受电环安装在轴上随轴一起转动，将轴穿过由多个发射天线和功率源组成的供电环，并与轴上的受电环对齐，实现监测电路的电能供给。分散式传输可以避免功率分配器工作时产生的大量损耗，分散式的天线同时降低了制造和安装的难度，该方案为解决旋转轴长期在线监测所需电能的问题提供了新的思路和方法，但利用微波辐射完成非接触供电的传递功率和效率还较低。
2结论
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