为了解决既有桩基桩长及完整性检测这个技术难题，同度物探提出了使用一种无损检测新技术——PST成桥桩检测技术来进行解决。从基本原理、波场分析、现场采集、数据处理及结果的工程解释等方面对PST法进行了详细研究，并开展了其对在役桥梁的既有桩基桩长及完整性检测试验，验证其准确性。应用结果表明：PST检测技术对既有桩基的检测精度较高，对计算桩长及缺陷探测具有良好的应用效果。

　　PST（Pile Sonic Test）是用于既有桥梁桩基（成桥桩）的无损检测技术，具有以下特点：1.在桩身(柱身)侧面布置激发点和接收点：采用锤击激发，以横波为主，采用快速耦合的16道检波器拖缆等间隔接收；2.多道记录内，桩底/盖梁/系梁/缺陷/地层等结构表现为在不同时间处出现的上/下行波；3.资料处理中，在上下行波场分离的基础上，采用偏移成像技术，计算、描绘各反射界面的位置和反射波强度。

　　PST检测技术是建立在混凝土桩体中声波的传播特性基础之上的。当桩体受到激振时，将产生纵波和横波，纵横波与桩体表面的相互作用产生了导波。导波能量大，是桩体内弹性能传播的主要形式。入射导波（下行波）遇到弹性波阻抗变化界面时发生反射（上行波）。根据入射、反射波和相速度，可以确定桩体的长度、内部结构与缺陷以及混凝土的质量。

　　1.根据直达波走时和距离，确定桩体混凝土波速；2.进行波场分离，分离出上行波与下行波；3.分析波组中包含的子波，构建上行波、下行波波组；4.建立上行波组、下行波组的波组模式；5.应用二维扫描进行合成孔径偏移成像；6.对偏移成像进行工程解释。

　　数据处理中，波场分离是至关重要的环节。由于波场里面不同方向的波同时存在，必须要通过波场分离功能将不同方向的波分开，然后再进行成像计算，从而避免假象的出现，如图1-3所示。

　　根据上下行波场的视速度相反原则，可以利用FK变换实现波场分离。利用二维FFT变换，将时域信号转变成频域，再根据混凝土波速确定滤波参数（一般为大于2000m/s），进行FK滤波，如图4所示，滤除干扰波，突出反射波。

　　将同向同速传播的一组子波定义为波组，则波组内各子波的传播方向、速度相同，保持恒定的时间差。利用时间-波速域的二维扫描，将其中的叠加能量极值点识别出，并存储成波组模式，如图5所示。

　　利用波组的子波模式进行二维扫描，并做合成孔径偏移成像。采用合成孔径成像技术，使用相关域内的地震观测数据与波速扫描给出的偏移速度，重建地质异常体α的空间图像。该图像的特征展现地质界面的位置与形态，如图6所示。

　　PST检测最重要的成果是偏移图像，如图7所示。图像的纵坐标是深度，红蓝条纹表示反射界面的位置，线条的宽度表示反射能量的大小。检测结果的解释是以偏移图像为依据的，其中重点内容是对桩底、系梁、缺陷、地层等界面做出判定。此外还要对混凝土的质量做出评价。桩体的这些结构对象在偏移图像中都有各自的特点，依据偏移图像的特点做出工程解释与判定。根据开展的大量既有桩基检测试验，总结出如下工程解释要点。

　　桩长是PST检测最主要的内容之一。在偏移图像中依据下列三个特点可以判定桩底界面，确定桩的长度：1.偏移图像中桩底界面的反射清晰，能量比较强；2.同一根桩几个不同侧面的结果中桩底的位置比较接近；3.参考设计资料，桩长与设计的深度接近。

　　系梁距离检测位置比较近，偏移图像中其反射界面具有如下四个明显特点：1.系梁的反射能量最强，比桩底的反射还强；2.同一根桩不同侧面检测出的位置一致；3.同一系梁相关桩的检测结果相一致；4.检测的结果与设计资料相接近。

　　结构损伤与缺陷是既有桩基检测的重要内容，也是最难判别的难点。损伤与缺陷的程度和规模可能各不相同，具有局部特性，可以解释到某个排列所在的侧面。偏移图像中具有如下两个特征时，可以认定反射界面为结构损伤或缺陷：1.界面的反射能量较强，强于桩底反射；2.至少有两个相邻侧面的偏移图像中其反射界面的位置和能量相一致。

　　桩与地层是弹性接触，其相互作用会引起桩截面弹性波阻抗的变化。刚度变化较大的地层界面的反射波会出现在桩体中。地层界面具有区域的相关性，使用排列比较的方法可以判定哪些反射界面是地层的反应。例如，位置接近的几根桩，在相同的埋深上都存在反射界面，反射强度接近，则可判定为这个反射界面是地层界面。如图14所示，同一排桩的偏移图像与地质图对比。可以看出近似在同一深度位置上，都会存在相同的反射界面，反映同一个地层变化，从细砂进入到中砂。

　　波速是表征混凝土密实性、强度的力学指标，可以作为评价混凝土质量的定量指标。PST检测中通过时间-波速域二维扫描得到的波速是低阶高频导波的相速度，这个相速度近似等于桩体面波的波速VR。