一種應(yīng)用瑞利波檢測(cè)超深旋噴樁防水帷幕完整性的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用瑞利波檢測(cè)超深防水帷幕是否完整的確定方法。本方法基于應(yīng)用瑞利波瞬態(tài)法實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的瑞利波速度映像圖，判斷帷幕是否完整，屬于巖土工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓旋噴樁止水帷幕在地鐵、隧道、堤防、水壩、基坑等地下工程中被廣泛利用。目前防滲墻質(zhì)量普遍采取以過(guò)程控制為主、墻體最終檢查為輔、嚴(yán)格監(jiān)理制度的方法進(jìn)行，效果是有效的，確保了已建垂直防滲工程的質(zhì)量，但仍不能避免因施工、監(jiān)理過(guò)程中的缺失造成的工程質(zhì)量問(wèn)題，因此，墻體最終檢查這一環(huán)節(jié)變得更加重要。目前工程中常采用的墻體最終檢查手段有很多種，如鉆孔取芯、開(kāi)挖和圍井試驗(yàn)、探地雷達(dá)和高密度電法技術(shù)、瑞利波法等。其中抽芯檢測(cè)最直接，但也是一孔之見(jiàn)，代表性差、工期長(zhǎng)，由于防滲墻墻體厚度較薄，對(duì)鉆孔取芯的垂直度也提出了較高的要求，如果墻體深一些就很容易造成鉆孔偏移。開(kāi)挖檢測(cè)僅適用于墻體的淺層檢測(cè)；圍井試驗(yàn)的實(shí)施難度大、檢測(cè)費(fèi)用高，在實(shí)際工程中很少應(yīng)用。上述這些方法由于檢測(cè)方法的測(cè)試條件與使用狀態(tài)間的差異、測(cè)試方法的效率、成本及測(cè)試方法本身的局限性，使得測(cè)試數(shù)據(jù)僅有其抽樣代表性，往往以點(diǎn)代面而無(wú)法提出一個(gè)全面的評(píng)價(jià)報(bào)告。此外，上述方法還難以確切提出經(jīng)地基加固處理后的影響深度和范圍、整個(gè)加固區(qū)的施工質(zhì)量和效果等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有方法不能快速、簡(jiǎn)單、有效的對(duì)高壓旋噴樁止水帷幕質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的現(xiàn)狀，為更好地檢查和評(píng)價(jià)高壓旋噴樁止水帷幕的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓旋噴樁止水帷幕的快速準(zhǔn)確無(wú)損探測(cè)，節(jié)約資金和時(shí)間，本發(fā)明提供一種瑞利面波法對(duì)高壓旋噴樁止水帷幕質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，達(dá)到對(duì)高壓旋噴樁止水帷幕快、全、準(zhǔn)的檢測(cè)目的。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種應(yīng)用瑞利波檢測(cè)超深旋噴樁防水帷幕完整性的方法，其特征在于瞬態(tài)瑞利波法，是由震源激發(fā)出瑞利波，不同頻率的瑞利波疊加在一起，以脈沖的形式向前傳，通過(guò)測(cè)線上定距離的加速度傳感器接收，由儀器記錄下來(lái)。對(duì)采集的信號(hào)取以排列中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的任意兩道，進(jìn)行FFT和頻譜分析技術(shù)，通過(guò)相干函數(shù)的互功率譜相位展開(kāi)譜，利用多次覆蓋、多次疊加技術(shù)，從而得到瑞利波信號(hào)在不同頻率fR的平均速度VR。根據(jù)彈性波理論的半波理論可知，探測(cè)深度為H= λ R/2，即H = VR/2fR，從而得到H-VR曲線。通過(guò)利用小波分析法對(duì)瑞利波頻散曲線做出奇異性顯示方式，使不同介質(zhì)介面分層頻散突變點(diǎn)在探測(cè)深度曲線上直觀的顯示出來(lái)，便于做出物探異常推斷解釋。多道瞬態(tài)法瑞利波探測(cè)原理示意圖見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1。
[0005]具體方法為，首先通過(guò)落錘激發(fā)出一定頻率范圍的瑞利波，瑞利波沿介質(zhì)的表面?zhèn)鞑ィ诘孛嬉砸欢ǖ牡篱g距設(shè)置N個(gè)檢波器(N = I?24)，就可以檢測(cè)瑞利波在(N-1)長(zhǎng)度范圍的傳播時(shí)間。
[0006]設(shè)瑞利波的頻率為f1;相鄰兩檢波器的記錄時(shí)間為Δ t，或相位差為Λ Φ，則相鄰道長(zhǎng)度范圍內(nèi)的瑞利波傳播速度為:Vn = Λ χ/ Λ t或Vn = 2 π fn Λ χ/ Λ φ。
[0007]在有旋噴樁分布的地段，沿著旋噴樁帷幕墻體軸線方向以等間距布置N個(gè)瑞利波法測(cè)點(diǎn)，可求出N-1個(gè)一系列頻率的值，即可得到N-1條fn曲線，亦稱(chēng)為頻散曲線。頻散曲線的變化規(guī)律與樁土的物理性質(zhì)存在著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)，分析、研究和利用這種內(nèi)在的關(guān)聯(lián)就可達(dá)到測(cè)定樁土物性參數(shù)的目的。
[0008]由旋噴樁的成樁機(jī)理可知:當(dāng)水泥漿液通過(guò)高壓噴射和切割土體，與不同性質(zhì)的土體混合成水泥土?xí)r，其強(qiáng)度是不同的，與周?chē)馏w存在明顯的界面。于是，通過(guò)瑞利波法測(cè)定樁身不同深度的波速，即可達(dá)到檢測(cè)評(píng)價(jià)旋噴樁的完整性和樁身強(qiáng)度的目的。尤其是因施工質(zhì)量不好而形成的墻體變薄、空洞等缺陷，因其缺陷部位介質(zhì)與上下層介質(zhì)物性差異較大，瑞利波法更易于判別。利用多媒體原理，對(duì)波速進(jìn)行色彩圖形變換，顯示出墻體的完整形。
[0009]一種應(yīng)用瑞利波檢測(cè)超深旋噴樁防水帷幕完整性的方法，其具體探測(cè)方法為:瞬態(tài)多點(diǎn)瑞利波法是在地面上沿著瑞利波傳播的方向布置間距相等的速度型檢波器，其中道間距和偏移距的選擇，以滿足最佳面波接收窗口和最佳探測(cè)深度為原則。
[0010]對(duì)于超深(大于15m)旋噴樁，要采用深層探測(cè)法，深層探測(cè)的探測(cè)距離一般為3?80m，一般6道傳感器只得到I個(gè)物理點(diǎn)的探測(cè)結(jié)果，探測(cè)原理如附圖2所示。
[0011]瞬態(tài)法瑞利波勘探的工作過(guò)程是在震源點(diǎn)使用錘擊的方式產(chǎn)生一個(gè)瞬態(tài)沖擊振動(dòng)作為震源，產(chǎn)生一定頻率范圍的瑞利波，不同頻率和振幅的瑞利波疊加在一起沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，在距震源處的測(cè)線上，采用縱觀測(cè)系統(tǒng)，即震源和傳感器排列在一條直線上，以道間距為安置有6只單分量加速度傳感器，對(duì)于布置傳感器的道間距，理論上講越大，所接收瑞利波頻譜的低頻成分越豐富，對(duì)加大勘探深度非常有利。如果太小，所接收的各道信號(hào)就沒(méi)有足夠的相位差，從而無(wú)法保證資料處理。由于施工現(xiàn)場(chǎng)條件限制，應(yīng)視施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地大小來(lái)決定，在通常情況下，道間距布置約為10cm左右。震源激發(fā)點(diǎn)距第一個(gè)傳感器也布置約10cm左右，如附圖3所示。由于瑞利波探測(cè)是點(diǎn)的測(cè)量，探測(cè)位置是C與D的中心點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1:多道瞬態(tài)法瑞利波探測(cè)原理示意圖
[0013]圖2:深層探測(cè)原理示意圖
[0014]圖3:施工布置圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種檢測(cè)超深旋噴樁防水帷幕完整性的方法，其特征在于應(yīng)用瑞利波法檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)防水帷幕的快速準(zhǔn)確無(wú)損探測(cè)，節(jié)約資金和時(shí)間，達(dá)到快、全、準(zhǔn)的檢測(cè)目的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于由于探測(cè)深度增加，振動(dòng)能量會(huì)顯著消減，故激振錘改用300kg?500kg重的重錘。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于測(cè)線/測(cè)點(diǎn)布置必須順著帷幕墻的軸線，測(cè)線盡可能布置成直線。如果帷幕墻為弧線型，則分段布置、采集。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于瑞利波探測(cè)法通常采用縱觀測(cè)系統(tǒng)，故錘擊點(diǎn)與傳感器應(yīng)布置在同一條直線上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于檢測(cè)具體方法為，首先通過(guò)落錘激發(fā)出一定頻率范圍的瑞利波，瑞利波沿介質(zhì)的表面?zhèn)鞑?，在地面以一定的道間距設(shè)置N個(gè)檢波器(N = i?24)，就可以檢測(cè)瑞利波在(N-1)長(zhǎng)度范圍的傳播時(shí)間； 設(shè)瑞利波的頻率為fi，相鄰兩檢波器的記錄時(shí)間為At，或相位差為ΛΦ，則相鄰道長(zhǎng)度范圍內(nèi)的瑞利波傳播速度為:Vn = Λ χ/ Λ t或Vn = 2 π fn Λ χ/ Λ巾； 在有旋噴樁分布的地段，沿著旋噴樁帷幕墻體軸線方向以等間距布置N個(gè)瑞利波法測(cè)點(diǎn)，可求出N-1個(gè)一系列頻率的值，即可得到N-1條仁曲線，亦稱(chēng)為頻散曲線。頻散曲線的變化規(guī)律與樁土的物理性質(zhì)存在著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)，分析、研究和利用這種內(nèi)在的關(guān)聯(lián)就可達(dá)到測(cè)定樁土物性參數(shù)的目的。
【專(zhuān)利摘要】一種應(yīng)用瑞利波檢測(cè)超深旋噴樁防水帷幕是否完整的確定方法，針對(duì)現(xiàn)有方法不能快速、簡(jiǎn)單、有效的對(duì)高壓旋噴樁防水帷幕質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的現(xiàn)狀，基于應(yīng)用瑞利波瞬態(tài)法實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的瑞利波速度映像圖，更好地檢查和評(píng)價(jià)高壓旋噴樁防水帷幕的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓旋噴樁防水帷幕的快速準(zhǔn)確無(wú)損探測(cè)，節(jié)約資金和時(shí)間，達(dá)到對(duì)高壓旋噴樁防水帷幕快、全、準(zhǔn)的檢測(cè)目的。
【IPC分類(lèi)】E02D33/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105220715
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410249475
【發(fā)明人】施利斌, 李淳學(xué), 竹相
【申請(qǐng)人】施利斌, 李淳學(xué), 竹相
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2014年6月5日