CN105783800A - 一种利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，即通过对比待测桩上下不同点的声时、首波幅值和曲线完整性得出旋喷桩桩径的上下一致性，通过对检测结果的处理得到不同点处的桩径，同时利用计算公式对得到的旋喷桩桩径进行验证，不仅能使检测结果更为精确可靠，还能在施工过程中及时改变施工参数使得旋喷桩桩径上下一致。本检测方法实现了对旋喷桩桩径的快速无损检测，不仅节约了资金和成本，还能根据检测结果及时纠正偏差，从而保证工程质量。

Description

一种利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法

技术领域

本发明属于测量、测试领域，具体涉及一种利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法。

背景技术

高压旋喷桩在基础工程、隧道工程等工程中应用十分广泛，其质量检测至关重要。旋喷桩桩径对桩的承载力影响巨大，决定着工程的质量。而与其他桩相比，旋喷桩桩径不易控制，也不易检测。目前工程中采用高低应变法、声波透射法、钻孔取芯法等对混凝土桩完整性和强度检测较多，但还没有利用声波透射法直接对旋喷桩桩径检测的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可实现快速检测、可有效保证工程质量的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，包括以下步骤：

1)确定待测桩处地质条件，采用桩外孔透射法，在待测桩外侧对应布设若干个声测管且各声测管间保持平行，在各声测管内置入换能器并使各换能器位于同一标高；

2)在待测桩上选定某一易测点为基准点，利用声波透射法测定该基准点处的声时、首波幅值和曲线完整性，根据测定结果确定该基准点处的桩径；

3)将各声测管内的换能器移至声测管底部，同步提升各换能器，实时记录各点的声时、首波幅值和曲线完整性；

4)对步骤3)中接收到的信号进行波速、幅值及psd分析，筛选有用信息，得出其他各点处的桩径。

5)利用公式x＝vt计算待测桩不同标高处的桩径，将计算结果与步骤4)中得到桩径相对比，验证检测准确度；式中，x为待测桩桩径；v为声波在待测桩中的传播速度；t为声波传播时间。

进一步，所述步骤3)中，若出现可疑剖面，交换各声测管中换能器后重新测试。

进一步，所述步骤3)中，各换能器的提升速度不大于50mm/s。

进一步，所述声测管的布设个数根据待测桩桩经D确定：D≤800mm时，声测管为两个；800mm＜D≤2000mm时，声测管至少为三个；D＞2000mm时，声测管至少为四个。

进一步，各所述声测管均匀布设在待测桩外侧。

进一步，所述各声测管中填充有耦合剂。

进一步，所述耦合剂为水。

进一步，所述耦合剂最高界面高于待测桩桩顶。

本发明的有益效果在于：本方法可用于快速检测和评价旋喷桩质量，与现有技术相比，节约了资金和成本投入；同时，还能根据检测结果及时纠正施工偏差，从而保证工程质量；具有检测精度高，检测步骤简单，灵活、快捷、投入低且无损的特点，适于推广应用。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为声测管布设示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本发明中的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，包括以下步骤：

1)确定待测桩1处地质条件，采用桩外孔透射法，在待测桩1外侧均匀布设若干个声测管2且各声测管2间保持平行，在各声测管2内置入换能器3并使各换能器3位于同一标高；因声波在土壤中衰减极快，布设声测管2时应在不损坏待测旋喷桩完整性的基础下紧贴桩身。

2)在待测桩上选定某一易测点为基准点，利用声波透射法测定该基准点处的声时、首波幅值和曲线完整性，根据测定结果确定该基准点处的桩径；此基准点通常选择地表或地表附近的易测量处，确定出的桩径作为后续检测结果的参照基准。

3)将各声测管2内的换能器3移至声测管2底部，同步提升各换能器3，实时记录各点的声时、首波幅值和曲线完整性；

4)对步骤3)中接收到的信号进行波速、幅值及psd分析，筛选有用信息，得出其他各点处的桩径，将此步骤中得到的各不同标高处桩径与基准桩径相对比，判断待测旋喷桩的上下一致性。

5)利用公式x＝vt计算待测桩1不同标高处的桩径，将计算结果与步骤4)中得到桩径相对比，验证检测准确度；式中，x为待测桩桩径；v为声波在待测桩中的传播速度(即测定的声时)；t为声波传播时间(可查阅得到)。通过此步骤进一步验证其检测结果，确保其精确可靠。若经过验证，判断旋喷桩上下桩径存在不一致情况时，可及时改变施工参数，从而保证其施工质量。

本发明利用声波透射法检测旋喷桩桩径，即通过对比待测桩1上下不同点的声时、首波幅值和曲线完整性得出旋喷桩桩径的上下一致性，通过对检测结果的处理得到不同点处的桩径，同时利用计算公式对得到的旋喷桩桩径进行验证，不仅能使检测结果更为精确可靠，还能在施工过程中及时改变施工参数使得旋喷桩桩径上下一致。本检测方法实现了对旋喷桩桩径的快速无损检测，不仅节约了资金和成本，还能根据检测结果及时纠正偏差，从而保证工程质量。

根据检测情况，必要时可对检测深度进行修正。

步骤3)中，若出现可疑剖面，交换各声测管2中换能器3后重新测试，以消除检测误差，为进一步提高其检测精度，可利用步骤5)再次验证。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤3)中，各换能器的提升速度不大于50mm/s，以避免因提升速度过快而对检测精度造成影响。

作为上述方案的进一步改进，所述声测管2的布设个数根据待测桩桩经D确定：D≤800mm时，声测管为两个；800mm＜D≤2000mm时，声测管至少为三个；D＞2000mm时，声测管至少为四个。

作为上述方案的进一步改进，所述各声测管2中填充有耦合剂，且耦合剂最高界面高于待测桩桩顶。防止声波衰减，提高其检测精度。

本实施例中的耦合剂为水，当然，也可采用其他介质作为耦合剂。

检测原理：

当水泥浆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。通过对声时，波幅，曲线完整性即可测出旋喷桩的桩径。

声时即超声波脉冲穿过旋喷桩所需要的时间。如果旋喷桩内部结构均匀，桩径一致，在传播距离不变的前提下，不同深度处接收到声波的声时应当相等，因此，通过对比声时、首波幅值和曲线完整性即可判断旋喷桩的上下一致性；通过对检测结果进行处理，即可得到旋喷桩桩径，利用公式计算，即可实现对桩径结果的对比检验。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)确定待测桩处地质条件，采用桩外孔透射法，在待测桩外侧对应布设若干个声测管且各声测管间保持平行，在各声测管内置入换能器并使各换能器位于同一标高；

2)在待测桩上选定某一易测点为基准点，利用声波透射法测定该基准点处的声时、首波幅值和曲线完整性，根据测定结果确定该基准点处的桩径；

3)将各声测管内的换能器移至声测管底部，同步提升各换能器，实时记录各点的声时、首波幅值和曲线完整性；

4)对步骤3)中接收到的信号进行波速、幅值及psd分析，筛选有用信息，得出其他各点处的桩径。

5)利用公式x＝vt计算待测桩不同标高处的桩径，将计算结果与步骤4)中得到桩径相对比，验证检测准确度；式中，x为待测桩桩径；v为声波在待测桩中的传播速度；t为声波传播时间。

2.根据权利要求1所述的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，其特征在于：所述步骤3)中，若出现可疑剖面，交换各声测管中换能器后重新测试。

3.根据权利要求1所述的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，其特征在于：所述步骤3)中，各换能器的提升速度不大于50mm/s。

4.根据权利要求1所述的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，其特征在于：所述声测管的布设个数根据待测桩桩经D确定：D≤800mm时，声测管为两个；800mm＜D≤2000mm时，声测管至少为三个；D＞2000mm时，声测管至少为四个。

5.根据权利要求4所述的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，其特征在于：各所述声测管均匀布设在待测桩外侧。

6.根据权利要求1所述的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，其特征在于：所述各声测管中填充有耦合剂。

7.根据权利要求6所述的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，其特征在于：所述耦合剂为水。

8.根据权利要求6所述的利用声波透射法检测旋喷桩桩径的方法，其特征在于：所述耦合剂最高界面高于待测桩桩顶。