[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于砂樁質(zhì)量實(shí)時(shí)控制的超聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711071867.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107884311A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸榮平;趙玉君;喻栓旗;王千星;李建;孫卓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中建港務(wù)建設(shè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N9/24
• 分類(lèi)號(hào): G01N9/24;G01N29/07
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31224
• 代理人: 劉常寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及砂樁的施工方案，具體涉及砂樁質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控與評(píng)估的測(cè)試方案。

背景技術(shù)

砂樁也稱(chēng)為擠密砂樁，是一種有效的地基加固技術(shù)，砂樁能夠顯著增加地基承載力，加快地基固結(jié)，減小結(jié)構(gòu)物沉降。與傳統(tǒng)地基加固方法相比，砂樁具有成樁周期短，加固效果直接等優(yōu)點(diǎn)。砂樁適用于擠密松散砂土、粉土以及淤泥質(zhì)土層等地基加固。砂樁地基處理在高速公路軟土地基以及深水港口碼頭地基處理中有著廣泛的使用。

目前對(duì)于砂樁質(zhì)量控制多為事后檢測(cè)，即待一片區(qū)域砂樁施工完成后，對(duì)砂樁進(jìn)行抽樣檢測(cè)，采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)或靜力觸探等方法進(jìn)行檢測(cè)，若存在不合格砂樁須返工處理直至檢測(cè)合格。此類(lèi)方法雖可保證檢測(cè)砂樁的質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但不合格砂樁返工處理影響了施工工期，而且事后檢測(cè)只是抽樣檢測(cè)，無(wú)法完全覆蓋所有砂樁。

現(xiàn)有砂樁施工主要依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，根據(jù)每根樁的需砂量進(jìn)行施工。然而砂樁長(zhǎng)度較大，可達(dá)十幾米至二十多米，經(jīng)驗(yàn)法無(wú)法保證整根砂樁從上至下密實(shí)度均勻。此外受地質(zhì)條件影響，每根砂樁所處地質(zhì)環(huán)境不同，無(wú)法保證每根砂樁的需砂量一致，如遇含水量大的軟弱地層，可能存在需砂量超過(guò)設(shè)計(jì)需砂量的情況。

故而本領(lǐng)域亟需一套適用于砂樁施工過(guò)程中砂樁質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)控的測(cè)試方案，以能夠?qū)⑸皹顿|(zhì)量控制提至施工階段，有效保證每根砂樁的施工質(zhì)量，避免事后返工，節(jié)約工期。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有砂樁施工過(guò)程中砂樁質(zhì)量控制方案所存在的問(wèn)題，需要一種適用于砂樁施工過(guò)程中砂樁質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)控的監(jiān)測(cè)方案。

為此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于砂樁質(zhì)量實(shí)時(shí)控制的超聲波測(cè)試系統(tǒng)及方法，該方案能夠?qū)⑸皹顿|(zhì)量控制提至施工階段，有效保證每根砂樁的施工質(zhì)量，避免事后返工，節(jié)約工期。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的用于砂樁質(zhì)量實(shí)時(shí)控制的超聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括超聲波監(jiān)測(cè)裝置以及砂樁沉管鋼套管，所述超聲波測(cè)試裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)砂樁沉管鋼套管下端管內(nèi)砂柱的聲波傳播速度。

進(jìn)一步的，所述超聲波監(jiān)測(cè)裝置主要包括：聲波測(cè)試儀，聲波發(fā)射探頭以及聲波接收探頭，所述聲波發(fā)射探頭與聲波接收探頭對(duì)稱(chēng)的安置在砂樁沉管鋼套管下部?jī)?nèi)側(cè)，所述聲波測(cè)試儀分別與聲波發(fā)射探頭和聲波接收探頭數(shù)據(jù)連接。

進(jìn)一步的，所述超聲波測(cè)試裝置還包括探頭密封套管，所述探頭密封套管固定密封聲波發(fā)射探頭和/或聲波接收探頭，且探頭密封套管內(nèi)充滿(mǎn)水。

進(jìn)一步的，所述探頭密封套管為可開(kāi)口密封結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述聲波測(cè)試儀通過(guò)電纜線連接聲波發(fā)射探頭以及聲波接收探頭。

進(jìn)一步的，所述砂樁沉管鋼套管在對(duì)應(yīng)于聲波發(fā)射探頭以及聲波接收探頭的位置開(kāi)纜線孔，用于從砂樁沉管鋼套管外側(cè)將聲波發(fā)射探頭和聲波接收探頭的電纜線從砂樁沉管鋼套管內(nèi)側(cè)引出。

進(jìn)一步的，所述電纜線通過(guò)電纜線保護(hù)套管引至砂樁沉管鋼套管樁頭并與聲波測(cè)試儀連接。

進(jìn)一步的，砂樁沉管鋼套管對(duì)應(yīng)于纜線孔位置設(shè)置密封件。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的用于砂樁質(zhì)量實(shí)時(shí)控制的超聲波監(jiān)測(cè)方法，所述監(jiān)測(cè)方法通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)砂樁沉管鋼套管下端管內(nèi)砂柱的聲波傳播速度，并根據(jù)聲波傳播速度評(píng)判砂樁的密實(shí)度。

進(jìn)一步的，所述超聲波監(jiān)測(cè)方法還包括通過(guò)對(duì)不同密實(shí)度砂柱進(jìn)行聲波測(cè)試，獲得不同密實(shí)度下的聲波傳播速度，在對(duì)密實(shí)度和聲波傳播速度進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，確定出聲波傳播速度與砂柱密實(shí)度間的對(duì)應(yīng)關(guān)系步驟。

進(jìn)一步的，所述超聲波監(jiān)測(cè)方法包括：

發(fā)射聲波，并接受穿過(guò)砂樁沉管鋼套管內(nèi)砂土的聲波；

根據(jù)接收到的聲波，計(jì)算獲得最終聲波穿過(guò)砂樁沉管鋼套管內(nèi)砂土的傳輸速度；

根據(jù)聲波傳播速度與砂柱密實(shí)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，評(píng)判砂樁沉管鋼套管內(nèi)砂土的密實(shí)度；

通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控砂樁施工過(guò)程中波速變化情況，指導(dǎo)砂樁后續(xù)施工。

本發(fā)明提供的砂樁質(zhì)量控制超聲波監(jiān)測(cè)方案不受地下水土環(huán)境影響，具有優(yōu)良的信號(hào)抗干擾能力，超聲波監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)砂樁施工過(guò)程中對(duì)每根砂樁聲速實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控砂樁實(shí)時(shí)密實(shí)度，將砂樁質(zhì)量控制提至施工階段，確保每根砂樁成型質(zhì)量，避免砂樁返工問(wèn)題，節(jié)約工期。

再者，本方案可適用于不同地質(zhì)環(huán)境、結(jié)構(gòu)形式的砂樁施工，并能保證測(cè)試精度，以及砂樁的施工質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

圖1所示為本發(fā)明實(shí)例中提供的沉樁砂樁成樁過(guò)程中砂樁密實(shí)度超聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成示意圖；

圖2所示為本發(fā)明實(shí)例中砂樁沉管鋼套管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。