CN107727337A - 一种基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基坑工程围护结构防渗检测技术领域，具体涉及一种基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，包括如下步骤，S1.根据钢筋笼制作相应长度的PVC电极管；S2.在钢筋笼吊装之前，将至少一根PVC电极管沿钢筋笼的长度方向绑扎在钢筋上，吊装钢筋笼，填充混凝土；S3.待混凝土干后，采用直流激电仪分别对每根电极管上的电极或者不同根电极管上的电极从上至下进行逐对跑极得到逐对电极间的电阻率；S4.根据电阻率判断地连墙接缝处的渗漏情况。该方法在传统微测井方法与高密度电法的基础上，建立简化微测井电法围护结构检测方法，对地连墙或者桩体的接缝处进行快速、有效、准确的渗漏检测。

Description

一种基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法

技术领域

本发明涉及基坑工程围护结构防渗检测技术领域，具体涉及一种基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法。

背景技术

我国各种基坑的防水帷幕数量众多，质量参差不齐。在软土地区，尤其是临江、河、湖、海的基坑施工过程中，基坑隔水是一个非常重要的问题。因基坑隔水处理不当而造成的隔水帷幕渗漏，容易引起软土基坑围护结构发生位移和形变，造成基坑失稳破坏；还可能导致基坑外侧土体产生水平位移与竖向位移，对周边环境产生严重影响。为保证基坑工程顺利进行，基坑开挖前预先对隔水帷幕的隔水效果进行检测具有重要意义。一些常规的检测方法，如施工造孔检查、钻孔检查、轻型动力触探、围井压水和抽水试验等，仅能反映帷幕局部的状况，不能反映防水帷幕整体隔水效果。而且传统的检测方法过于单一，对渗漏点反映不敏感，辨识度不高，不够精准，且工作量较大，不同实例效果各异。因此，需要一种快捷有效，能够反映防水帷幕整体隔水效果的基坑隔水帷幕渗漏检测技术方法。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，该方法在传统微测井方法与高密度电法的基础上，建立简化微测井电法围护结构检测方法，对地连墙或者桩体的接缝处进行快速、有效、准确的渗漏检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，包括如下步骤，

S1.根据钢筋笼制作相应长度的PVC电极管；

S2.在钢筋笼吊装之前，将至少一根PVC电极管沿钢筋笼的长度方向绑扎在钢筋上，吊装钢筋笼，填充混凝土；

S3.待混凝土干后，采用直流激电仪分别对每根电极管上的电极或者不同根电极管上的电极从上至下进行逐对跑极得到逐对电极间的电阻率；

S4.根据电阻率判断地连墙接缝处的渗漏情况。

进一步地，所述步骤S1中，PVC电极管的制作过程为，在PVC管的侧壁上，沿其长度方向均匀打孔，将电极密封固定在孔中，对应每个电极，分别将导线的一端与电极连接，另一端从PVC管的顶部引出，并将PVC管的底部密封。

进一步地，所述步骤S1中，PVC管的侧壁上，孔间距为50-100cm。

进一步地，将电极密封固定在孔中的过程为，将电极贯入孔中，内外两侧用螺栓固定，并在电极外侧套入O型圈，用胶水密封粘连。

进一步地，PVC管内灌注胶密封。

进一步地，所述步骤S2中，当钢筋笼吊装完成后，至少有一根PVC电极管设置于地连墙接缝附近。

进一步地，所述步骤S2中，当PVC电极管设置有两根以上时，PVC电极管之间的间距为20-50cm。

进一步地，所述步骤S3中，采用的直流激电仪的型号为WDJD-3多功能数字直流激电仪。

与以往检测方法相比较，本发明的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法原理简单，突破了传统检测方法对渗漏点反映不敏感等缺点；克服了传统检测方法中无法直接对墙体进行探测的短板，准确性高；并且可将整个工序穿插进地连墙施工工序中，将测量工作面预埋至地下，具有充足的作业面；预埋PVC管可进行混凝土回填，基本不会影响地连墙的强度及质量。本发明的检测方法能够快捷、有效地对基坑隔水帷幕渗漏点进行检测定位，并且检测结果能够反映防水帷幕整体隔水效果。

附图说明

图1为电阻率不均匀时地下电流和地面电场及视电阻率分布示意图；

图2为利用四极排列测量均匀大地的电阻率；

图3为WG26-27接缝处AMNB法电阻率探测结果。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

基本原理：

电阻率法是以地层中矿石和岩石等目标体的导电性差异为基础，通过研究与观测人工预设的地中交变场或稳定场的分布规律，进行目标体的找寻或者解决相关地质问题的一类电法勘探的分支解决方案。

防渗帷幕在成槽浇注时，因为墙体的材料完全一致，虽然有金属的影响，但其电阻率仍可认为基本相同，在浇注混凝土过程中，若存在欠浇、漏浇或各槽段单元连接不佳等质量隐患时，隐患处渗水后的电阻率与周围完整防渗帷幕的电阻率有很大的差异，这为能够开展检测提供了良好的前提条件。

根据“最小能量原理”，高阻体本身带有排斥电流的能力，电阻率越高，排斥能力越强。当ρ趋向于∞时，电流密度j无线趋向于0，即绝缘体可将场域内电流全部排斥到周围介质中去。而对与低阻体来说，情况则恰恰相反，由低阻区的边界条件公式可知，当低阻体的电阻率比周围介质的电阻率低n倍时，则低阻区场域内的电流密度便比界面外场域的电流密度大 n倍。故又可得出结论：低阻体带有吸引电流的能力，电阻越低，吸引能力越强，而当低阻区ρ趋向于0时，界面外电流密度j亦趋向于0。即理想的良导体可以将与其界面相切的电流全部吸引至场域内部。如图1所示，这种由于低电阻吸引电流和高阻体排斥电流的特性，造成由供电极(A)供入地中的电流，在通过各种介质流向量测电极(B)的途径中，具有通过低电阻率介质和避开高电阻率介质的规律。每条电流线都按所遇阻力最小的路径通向量测电极(B)，即服从所谓最小能量原理。

测量均匀地层的电阻率，原则上可采用任意装置的排列方式，方法原理如2所示，首先任意选取地层上方两点A、B电极供电建立人工电场，然后选取任意两点作为测量电极M、 N，测定电位差。

根据点电源电场的电位公式可计算M、N两点的电位为：

式中：I为供电电流强度，ρ为大地电阻率，AM、BM、AN、BN分别为装置的电极间距， U为M、N电极的测量电位。显然，A、B在MN间产生的电位差为：

由(3)式得均匀大地电阻率的计算公式为：

式中，K＝2π/(1/AM-1/AN-1/BM+1/BN)定义为该装置系数，该物理量与电极空间位置有关。(4)式为在地面上采用任意装置电极量测大地均匀电阻率的基本公式。实际量测过程中，由于地层电性的不均匀性，用上述方法测定的电阻率，相当于用等效均匀断面来代替不均匀地电断面。因此，由(4)式计算的电阻率并非真实电阻率，而是受电场途经范围内各层土体综合电阻率的影响，称为视电阻率，用ρ_s来表示。

根据上述原理，本发明的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，包括如下步骤，

S1.根据钢筋笼制作相应长度的PVC电极管；

电极管采用在PVC管上箍针状电极的方式，所有线与电极单独连接，最终延伸到地面。 PVC电极管的制作过程为：在PVC管的侧壁上，沿其长度方向均匀打孔，孔间距为50-100cm，将电极贯入孔中，内外两侧用螺栓固定，并在电极外侧套入O型圈，用胶水密封粘连，对应每个电极，分别将导线的一端与电极连接，另一端从PVC管的顶部引出，并将PVC管的底部密封。

由于PVC电极管的长度需要对应钢筋笼的长度，因此，在实际制作的过程中，需要将单独的PVC电极管进行拼接，为防止管内进水，造成电路短路，使用密封胶的方式对PVC电极管节与节连接处、电极凸出处进行密封，且使用O型圈对电极固定处进行辅助密封，保证整套装置的不透水性。

为防止管内进水，造成电路短路，采用灌注胶的方式对PVC电极管进行实体密封。

S2.在钢筋笼吊装之前，将至少一根PVC电极管沿钢筋笼的长度方向绑扎在钢筋上，吊装钢筋笼，填充混凝土；

设置PVC电极管时，当PVC电极管设置有两根以上时，PVC电极管之间的间距为20-50cm。并且，当钢筋笼吊装完成后，至少有一根PVC电极管设置于地连墙接缝附近。

S3.待混凝土干后，采用WDJD-3多功能数字直流激电仪分别对每根电极管上的电极或者不同根电极管上的电极从上至下进行逐对跑极得到逐对电极间的电阻率；

S4.根据电阻率判断地连墙接缝处的渗漏情况。

下面通过实例来验证本发明的方法的有效性。

经现场施工反映，围护结构渗漏均发生在地连墙或者桩体的接缝处，墙体出现病害的情况非常少见，故而在实例中针对裂缝处重点区域展开相关试验。

1.试验位置选取；

武汉地铁8号线一期徐家棚站工程位于长江南岸，周边地质条件复杂，位于48轴左右处断面地质条件较差，且周边建筑物分布较复杂，故将试验断面设在此处。试验断面处属典型软土复合地层，上部为软弱透水的粉细砂层，下部为强风化砾岩、弱胶结砾岩及中等胶结砾岩，地下水分布广泛且不均匀，降水过程中极易发生越层充水，施工难度极大，被称为基坑施工的“癌症”地层。具体选定在48轴处选取WG24-25、WG25-26以及WG26-27幅地连墙，预计共埋设6根电极管，电极间距1m，每根电极管布设30个针状电极。

2.根据钢筋笼制作相应长度的PVC电极管；

选取合适长度的PVC管，在PVC管的侧壁上，沿其长度方向均匀打孔，孔间距设置为1m，将电极贯入孔中，内外两侧用螺栓固定，并在电极外侧套入O型圈，用胶水密封粘连，对应每个电极，分别将导线的一端与电极连接，另一端从PVC管的顶部引出，并将PVC管的底部密封。为防止管内进水，造成电路短路，采用灌注胶的方式对PVC电极管进行实体密封。

3.在钢筋笼吊装之前，将六根PVC电极管沿钢筋笼的长度方向绑扎在钢筋上，由于入笼阶段需保证电极管的完好无损，在此期间将电极管与钢筋捆扎在一起，相当于为电极管量身打造了一副担架，最终将装置抬入钢筋笼，而后进行捆扎。吊装钢筋笼后，设置好后，(PVC 电极管的具体位置，要根据“WG24-25、WG25-26以及WG26-27幅地连墙”来说)，填充混凝土。

4.待混凝土干后，采用WDJD-3多功能数字直流激电仪分别对每根电极管上的电极或者不同根电极管上的电极从上至下进行逐对跑极得到逐对电极间的电阻率；结果如图3所示。

5.根据对现场采集数据的分析，在深度19.5～21.5m、24～25m的位置均出现明显低阻区，疑似渗漏点，提醒施工单位施工过程中注意防范。

结果在降水开挖过程中，开挖至24.5m位置时，接缝处出现轻微渗漏，施工单位及时采取堵漏措施，未发生大的风险，实验中同时采用400M天线探底雷达对19.5～21.5m区域进行了质量检测，发现存在相对疏松区域，验证方法可行。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1.根据钢筋笼制作相应长度的PVC电极管；

S2.在钢筋笼吊装之前，将至少一根PVC电极管沿钢筋笼的长度方向绑扎在钢筋上，吊装钢筋笼，填充混凝土；

S3.待混凝土干后，采用直流激电仪分别对每根电极管上的电极或者不同根电极管上的电极从上至下进行逐对跑极得到逐对电极间的电阻率；

S4.根据电阻率判断地连墙接缝处的渗漏情况。

2.根据权利要求1所述的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，其特征在于：所述步骤S1中，PVC电极管的制作过程为，在PVC管的侧壁上，沿其长度方向均匀打孔，将电极密封固定在孔中，对应每个电极，分别将导线的一端与电极连接，另一端从PVC管的顶部引出，并将PVC管的底部密封。

3.根据权利要求2所述的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，其特征在于：所述步骤S1中，PVC管的侧壁上，孔间距为50-100cm。

4.根据权利要求3所述的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，其特征在于：将电极密封固定在孔中的过程为，将电极贯入孔中，内外两侧用螺栓固定，并在电极外侧套入O型圈，用胶水密封粘连。

5.根据权利要求4所述的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，其特征在于：PVC管内灌注胶密封。

6.根据权利要求1所述的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，其特征在于：所述步骤S2中，当钢筋笼吊装完成后，至少有一根PVC电极管设置于地连墙接缝附近。

7.根据权利要求6所述的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，其特征在于：所述步骤S2中，当PVC电极管设置有两根以上时，PVC电极管之间的间距为20-50cm。

8.根据权利要求1所述的基于微测井电法的基坑围护结构的渗漏检测方法，其特征在于：所述步骤S3中，采用的直流激电仪的型号为WDJD-3多功能数字直流激电仪。