[發明專利]基于聲波傳播原理檢測擴底灌注樁樁底注漿效果的方法

有效

• 申請號: 201710157215.8
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106770643B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 王奎華;童魏烽;肖偲;吳斌杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N29/024
• 分類號: G01N29/024
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高;傅朝棟

本發明公開了一種基于聲波傳播原理檢測擴底灌注樁樁底注漿效果的方法。針對擴底灌注樁，在注漿完成后，于樁身周圍適當的距離均勻布置若干聲測管，管長應適當長于樁長，以清水為耦合劑，將聲波換能器和接收器分別放入兩根聲測管中，沉入管底，選取合適的聲波參數，保持相同標高或固定標高差，以合適的速率勻速向上提升聲波換能器和接收器，繼而得到聲波的時程曲線，從中分析樁端擴大頭的注漿效果。

技術領域

本發明屬于聲波透射法測樁領域，具體為一種基于聲波傳播原理檢測擴底灌注樁樁底注漿效果的方法。

背景技術

隨著城市發展加速，市政基礎設施、橋梁、公用及民用建筑的規模越來越大，對基礎的承載力要求水漲船高。特別在我國東南沿海地區，軟黏土層深厚，普通的灌注樁難以滿足承載能力要求，經濟成本也隨著上升。因此，擴底灌注樁成為了軟土地區的常用基礎形式，相比同等直樁，其承載力有明顯提高，沉降也大幅減小，極大的提高了基礎和上層結構物的力學性質。

目前的擴底灌注樁形式多樣。如夯擴樁，擴底效果可靠，成樁質量較好，但施工環境限制多，污染大，承載力有限；機械擴底樁，地質適應性強，樁體承載力較高，質量易保障，但成本相對較高；人工挖孔擴底樁，承載力高，但是施工安全隱患較大，施工條件苛刻；壓力注漿擴底樁，對孔底虛土和沉渣問題難以解決，影響結構安全；爆炸擴底樁，使用范圍受限制，孔底余土難以清理。

可見，擴底樁的擴大頭部分對于樁體承載力有很大的影響，而其質量卻難以保證，因此對擴大頭的注漿質量檢測是十分必要的。但現在還沒有專門的儀器和方法能檢測樁底擴大頭的注漿效果。

在樁基工程中，涉及到混凝土、巖土體等多種材料，不同的力學性質導致聲阻抗存在較大差異。對于密實的混凝土，聲波傳播速度快，對于不密實的混凝土或者一般軟黏土，聲波傳播更慢。通過對聲波傳播的時程曲線分析，可以得到傳播路徑上的樁土性質，從而進一步判斷成樁效果和注漿效果。

發明內容

擴底灌注樁較直樁有更優異的力學性質，但是擴大頭部分的注漿效果難以保障，需要必要的檢測。現今的方法主要基于傳統直樁的檢測技術，缺乏專用方法和儀器，難以對擴大頭的注漿效果作出準確的判斷。本發明的目的在于針對擴底灌注樁樁端擴大頭的檢測方法缺乏的問題，提供一種基于聲波傳播原理檢測擴底灌注樁樁底注漿效果的方法。該方法利用材料差異引起的波阻抗差異，根據聲波的時程曲線來判斷樁端擴大頭的注漿效果，能準確提供擴大頭的力學數據，并進一步為承載力估算、施工方法等提供反饋。

本發明所采用的具體技術方案如下:

基于聲波傳播原理檢測擴底灌注樁樁底注漿效果的方法，包括以下步驟：

步驟1：擴底灌注樁注漿后，在樁體周圍鉆孔，在樁體周圍均勻的垂直埋設若干條底部封閉的聲測管，聲測管成對均勻分布于樁體周圍，且管底高度低于樁體底部高度；

步驟2：在聲測管中注滿清水作為耦合劑；

步驟3：將相匹配的接收換能器和發射換能器分別置于位于樁體兩側的兩個聲測管的底部，所述的兩個聲測管連線至少穿過部分樁體橫截面；

步驟4：將兩個換能器從樁體底部開始向上提升逐點檢查，且兩個換能器須保持以相同標高或固定高差同步升降，在提升過程中發射換能器以預設的諧振頻率發射聲波，接收換能器實時接收信號；

步驟5：由發射換能器和接收換能器發射和接收到信號的時間以及兩者之間的距離，換算得到兩個換能器之間的聲速時程曲線；將該時程曲線與標準聲速時程曲線進行比較，判斷擴底灌注樁樁底注漿效果；

步驟6：對樁體周圍其余的聲測管成對組合，重復步驟2～5，完成對所有目標斷面的檢測。