CN105220715A - 一种应用瑞利波检测超深旋喷桩防水帷幕完整性的方法 - Google Patents

Abstract

一种应用瑞利波检测超深旋喷桩防水帷幕是否完整的确定方法，针对现有方法不能快速、简单、有效的对高压旋喷桩防水帷幕质量进行检测的现状，基于应用瑞利波瞬态法实测数据得到的瑞利波速度映像图，更好地检查和评价高压旋喷桩防水帷幕的质量，实现对高压旋喷桩防水帷幕的快速准确无损探测，节约资金和时间，达到对高压旋喷桩防水帷幕快、全、准的检测目的。

Description

一种应用瑞利波检测超深旋喷桩防水帷幕完整性的方法

所属技术领域

本发明涉及一种应用瑞利波检测超深防水帷幕是否完整的确定方法。本方法基于应用瑞利波瞬态法实测数据得到的瑞利波速度映像图，判断帷幕是否完整，属于岩土工程领域。

背景技术

高压旋喷桩止水帷幕在地铁、隧道、堤防、水坝、基坑等地下工程中被广泛利用。目前防渗墙质量普遍采取以过程控制为主、墙体最终检查为辅、严格监理制度的方法进行，效果是有效的，确保了已建垂直防渗工程的质量，但仍不能避免因施工、监理过程中的缺失造成的工程质量问题，因此，墙体最终检查这一环节变得更加重要。目前工程中常采用的墙体最终检查手段有很多种，如钻孔取芯、开挖和围井试验、探地雷达和高密度电法技术、瑞利波法等。其中抽芯检测最直接，但也是一孔之见，代表性差、工期长，由于防渗墙墙体厚度较薄，对钻孔取芯的垂直度也提出了较高的要求，如果墙体深一些就很容易造成钻孔偏移。开挖检测仅适用于墙体的浅层检测；围井试验的实施难度大、检测费用高，在实际工程中很少应用。上述这些方法由于检测方法的测试条件与使用状态间的差异、测试方法的效率、成本及测试方法本身的局限性，使得测试数据仅有其抽样代表性，往往以点代面而无法提出一个全面的评价报告。此外，上述方法还难以确切提出经地基加固处理后的影响深度和范围、整个加固区的施工质量和效果等。

发明内容

本发明的目的在于针对现有方法不能快速、简单、有效的对高压旋喷桩止水帷幕质量进行检测的现状，为更好地检查和评价高压旋喷桩止水帷幕的质量，实现对高压旋喷桩止水帷幕的快速准确无损探测，节约资金和时间，本发明提供一种瑞利面波法对高压旋喷桩止水帷幕质量进行检测的技术，达到对高压旋喷桩止水帷幕快、全、准的检测目的。

本发明所采用的技术方案是：一种应用瑞利波检测超深旋喷桩防水帷幕完整性的方法，其特征在于瞬态瑞利波法，是由震源激发出瑞利波，不同频率的瑞利波叠加在一起，以脉冲的形式向前传，通过测线上定距离的加速度传感器接收，由仪器记录下来。对采集的信号取以排列中点对称的任意两道，进行FFT和频谱分析技术，通过相干函数的互功率谱相位展开谱，利用多次覆盖、多次叠加技术，从而得到瑞利波信号在不同频率fR的平均速度VR。根据弹性波理论的半波理论可知，探测深度为H＝λR/2，即H＝VR/2fR，从而得到H-VR曲线。通过利用小波分析法对瑞利波频散曲线做出奇异性显示方式，使不同介质介面分层频散突变点在探测深度曲线上直观的显示出来，便于做出物探异常推断解释。多道瞬态法瑞利波探测原理示意图见说明书附图1。

具体方法为，首先通过落锤激发出一定频率范围的瑞利波，瑞利波沿介质的表面传播，在地面以一定的道间距设置N个检波器(N＝1～24)，就可以检测瑞利波在(N-1)长度范围的传播时间。

设瑞利波的频率为f_i，相邻两检波器的记录时间为Δt，或相位差为ΔФ，则相邻道长度范围内的瑞利波传播速度为：V_n＝Δ_x/Δ_t或V_n＝2πf_nΔ_x/Δ_Ф。

在有旋喷桩分布的地段，沿着旋喷桩帷幕墙体轴线方向以等间距布置N个瑞利波法测点，可求出N-1个一系列频率的值，即可得到N-1条f_n曲线，亦称为频散曲线。频散曲线的变化规律与桩土的物理性质存在着内在的关联，分析、研究和利用这种内在的关联就可达到测定桩土物性参数的目的。

由旋喷桩的成桩机理可知：当水泥浆液通过高压喷射和切割土体，与不同性质的土体混合成水泥土时，其强度是不同的，与周围土体存在明显的界面。于是，通过瑞利波法测定桩身不同深度的波速，即可达到检测评价旋喷桩的完整性和桩身强度的目的。尤其是因施工质量不好而形成的墙体变薄、空洞等缺陷，因其缺陷部位介质与上下层介质物性差异较大，瑞利波法更易于判别。利用多媒体原理，对波速进行色彩图形变换，显示出墙体的完整形。

一种应用瑞利波检测超深旋喷桩防水帷幕完整性的方法，其具体探测方法为：瞬态多点瑞利波法是在地面上沿着瑞利波传播的方向布置间距相等的速度型检波器，其中道间距和偏移距的选择，以满足最佳面波接收窗口和最佳探测深度为原则。

对于超深(大于15m)旋喷桩，要采用深层探测法，深层探测的探测距离一般为3～80m，一般6道传感器只得到1个物理点的探测结果，探测原理如附图2所示。

瞬态法瑞利波勘探的工作过程是在震源点使用锤击的方式产生一个瞬态冲击振动作为震源，产生一定频率范围的瑞利波，不同频率和振幅的瑞利波叠加在一起沿介质表面传播，在距震源处的测线上，采用纵观测系统，即震源和传感器排列在一条直线上，以道间距为安置有6只单分量加速度传感器，对于布置传感器的道间距，理论上讲越大，所接收瑞利波频谱的低频成分越丰富，对加大勘探深度非常有利。如果太小，所接收的各道信号就没有足够的相位差，从而无法保证资料处理。由于施工现场条件限制，应视施工现场场地大小来决定，在通常情况下，道间距布置约为100cm左右。震源激发点距第一个传感器也布置约100cm左右，如附图3所示。由于瑞利波探测是点的测量，探测位置是C与D的中心点。

附图说明

图1：多道瞬态法瑞利波探测原理示意图

图2：深层探测原理示意图

图3：施工布置图。

Claims (5)

1.一种检测超深旋喷桩防水帷幕完整性的方法，其特征在于应用瑞利波法检测，实现防水帷幕的快速准确无损探测，节约资金和时间，达到快、全、准的检测目的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于由于探测深度增加，振动能量会显著消减，故激振锤改用300kg～500kg重的重锤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于测线/测点布置必须顺着帷幕墙的轴线，测线尽可能布置成直线。如果帷幕墙为弧线型，则分段布置、采集。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于瑞利波探测法通常采用纵观测系统，故锤击点与传感器应布置在同一条直线上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于检测具体方法为，首先通过落锤激发出一定频率范围的瑞利波，瑞利波沿介质的表面传播，在地面以一定的道间距设置N个检波器(N＝1～24)，就可以检测瑞利波在(N-1)长度范围的传播时间；

设瑞利波的频率为fi，相邻两检波器的记录时间为Δt，或相位差为ΔФ，则相邻道长度范围内的瑞利波传播速度为：V_n＝Δ_x/Δ_t或V_n＝2πf_nΔ_x/Δ_Ф；

在有旋喷桩分布的地段，沿着旋喷桩帷幕墙体轴线方向以等间距布置N个瑞利波法测点，可求出N-1个一系列频率的值，即可得到N-1条f_n曲线，亦称为频散曲线。频散曲线的变化规律与桩土的物理性质存在着内在的关联，分析、研究和利用这种内在的关联就可达到测定桩土物性参数的目的。