灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法技术

本发明专利技术公开了灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法，包括(1)在岩溶区大直径灌注桩桩基施工期间，在灌注桩桩孔完成后、混凝土灌注之前，在桩孔内壁沿桩孔轴向布置多条探测断面；(2)采用声波测井仪器；(3)待发射探头和接收探头稳定后开始进行探测，探测结果采用时间剖面波形图进行保存；(4)对步骤(3)获得的时间剖面波形图进行分析，划分完整岩体与土层、岩溶；(5)待全部探测断面探测完成后计算整个桩孔壁的完整岩壁面积，为灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力的计算提供依据。该探测方法快速、准确，能够大大缩短工期，减少人力和物力，降低桩基施工难度和施工风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种建筑工程中灌注桩孔壁岩体的探测方法，具体是指灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法。
技术介绍
桩周完整基岩的面积是大直径崁岩灌注桩抗拔力及桩侧摩阻力计算的必要依据之一，桩周完整基岩的面积等于桩进入完整基岩的长度与桩周长的乘积。目前大直径灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力主要依据超前钻探成果进行估算。由于超前钻探孔数有限、钻孔垂直度不足、岩溶发育等原因，无法计算完整基岩的真实面积。无法定量描述孔壁基岩的完整性。同时，桩基施工过程也可能导致部分基岩截断或移位，改变桩侧地质情况。最终导致灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力无法计算，只能估算。由于探测结果不够准确，并且计算灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力时只能采取估算的方式，灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力的计算结果的可靠性十分值得怀疑。因此，为保险起见，业界在灌注桩桩基施工时只好采用过长的桩基，导致施工难度大、进度慢、风险大、造价高。因此十分需要一种快速、准确探明大直径灌注桩孔壁岩体完整性的探测方法。但是，目前并没有在灌注桩桩基施工期间对大直径灌注桩孔壁岩体的完整性进行同步探测的方法。申请号为201310107116.0的中国专利公开了一种随钻声波测井装置和方法，该方法用于确定井旁地质界面的距离和方位。本专利技术与该专利有很大差异，具体表现在：1、探测的目的不同。本专利技术用于探测灌注桩桩基施工期间人工形成的大直径灌注桩桩孔壁岩体的完整性，为灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力计算提供依据。而申请号为201310107116.0的中国专利用于确定井轴到井旁地质界面的距离和方位；2、探测的环境不同。本专利技术探测的环境为桩基施工过程形成的大直径桩孔，直径较大(直径大于1.0m)，探测点周围一边为孔内泥浆等孔液，另一边为岩体，是一个半边封闭、半边开放的空间。而申请号为201310107116.0的中国专利探测的环境是四周全封闭的钻孔，直径一般小于0.2m。申请号为201510675262.2的中国专利公开了应用声波测井系统检测桩基后压浆质量的方法。本专利技术与该专利有很大差异，具体表现在：1、探测的目的不同。本专利技术是一种地球物理勘察方法，用于探测灌注桩桩基施工期间人工形成的大直径灌注桩桩孔壁岩体的完整性，为灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力计算提供依据。而申请号为201510675262.2的中国专利是一种产品质量检测方法，用于检测、评价已经浇注并养护好的混凝土的质量；2、探测的环境不同。本专利技术探测的环境为桩基施工过程形成的大直径桩孔，直径较大(直径大于1.0m)，探测点周围一边为孔内泥浆等孔液，另一边为岩体，是一个半边封闭、半边开放的空间。而申请号为201510675262.2的中国专利探测的环境是预留的检测管，直径一般小于0.1m；3、探测应用的弹性波类型不同。本专利技术应用斯通利波，而申请号为201510675262.2的中国专利主要应用纵波(压缩波)；4、用于判断、解释的弹性波参量不同。本专利技术主要应用斯通利波的波幅。而申请号为201510675262.2的中国专利主要应用纵波(压缩波)的波速。2006年，本专利技术的专利技术人之一的李学文曾经利用斯通利波的特性进行探测，获得专利技术专利ZL200310112325.0管波探测法，现在已经在钻探孔中广泛应用于桩位岩溶勘察。本专利技术也利用斯通利波的特性，但本专利技术与该专利有很大差异，具体表现在：1、探测的目的不同。本专利技术用于探测灌注桩桩基施工期间人工形成的大直径灌注桩桩孔壁岩体的完整性，为灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力计算提供依据。而申请号为ZL200310112325.0的中国专利仅用于确定钻探孔旁岩土的性状；2、探测的环境不同。本专利技术探测的环境为桩基施工过程形成的大直径桩孔，直径较大(直径大于1.0m)，探测点周围一边为孔内泥浆等孔液，另一边为岩体，是一个半边封闭、半边开放的空间。而申请号为ZL200310112325.0的中国专利探测的环境是一个四周全封闭的勘察钻孔，直径一般小于0.1m。3、探测的时机不同。本专利技术在桩基施工期间与桩基施工同步实施。而申请号为ZL200310112325.0的中国专利在勘探阶段实施。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法，该探测方法可以在灌注桩桩基施工期间，在灌注桩桩孔完成后、混凝土灌注之前同步对灌注桩孔壁岩体的完整性进行快速、准确的探测，可直接省去了灌注桩桩孔施工前的超前钻探工序，能够大大缩短工期，减少人力和物力，节约投资成本，同时，应用该探测方法的成果，可以缩短桩长，从而降低桩基施工难度和施工风险、节约投资。本专利技术的上述目的通过如下技术方案来实现的：灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法，其特征在于，该探测方法包括如下步骤：(1)在岩溶区大直径灌注桩桩基施工期间，在灌注桩桩孔完成后、混凝土灌注之前，在桩孔内壁沿桩孔轴向布置多条探测断面，多条探测断面均垂直地表，且多条探测断面等间距均匀设置；(2)采用声波测井仪器，将声波测井仪器的发射探头和接收探头加挂重物后从桩孔中心沉放至桩孔孔底，再缓慢向所需的探测断面位置移动至贴近桩孔孔壁，发射探头位于接收探头的正下方，两者具有固定的高度差；(3)待发射探头和接收探头稳定后开始进行探测，探测的深度范围为桩孔孔底至超前钻探及桩孔施工中发现的最浅岩面以上2m处，按固定的测点间隔，自底部向上逐点进行探测，每个测点探测时，由发射探头发射一个瞬间振动，瞬间振动到达桩孔孔壁后转换成斯通利波，斯通利波在桩孔孔壁附近传播，由接收探头接收斯通利波信号，由声波测井仪器记录斯通利波波形，形成时间剖面波形图，对多条探测断面进行逐个探测；(4)对步骤(3)获得的时间剖面波形图进行分析，在时间剖面波形图中，寻找波幅突变点作为分层点，波幅大的孔壁为完整岩体，波幅小的孔壁为土层或岩溶，以此来详细、准确划分完整岩体与土层、岩溶；(5)待全部探测断面探测完成后，计算整个桩孔壁的完整岩壁面积，为灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力的计算提供依据。现有的其它探测方法均需要先进行钻探，再进行灌注桩桩孔施工。即在灌注桩桩孔施工之前要先进行超前钻探，然后根据超前钻探成果对灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力进行估算，且估算结果可靠性差。而本专利技术的探测方法直接省去了灌注桩桩孔施工前的超前钻探工序，省去了超前钻探所需的人力物力，本专利技术的探测方法直接在灌注桩桩孔完成后、混凝土灌注之前同步对灌注桩孔壁岩体的完整性进行探测，能够准确获得灌注桩孔壁岩体的完整性，为灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力的计算提供准确的数据，避免了目前由于计算结果不准确导致的桩基长度的无谓延长，能够显著降低施工难度、加快施工进度、降低施工风险和造价，具有良好的经济效益和社会效益，因而在同类工程中具有良好的应用前景，值得大面积推广。本专利技术中，所述大直径是指桩孔直径在1m以上。本专利技术中，所述的探测断面为多条，断面之间距离小于0.5m，以保证有足够的空间采样率。本专利技术中，所述步骤(2)中，发射探头和接收探头之间的高度差在0.2m～0.3m范围内。本专利技术中，所述步骤(3)中，相邻探测点之间的间隔在0.1m～0.2m范围内。本专利技术中，所述步骤(3)中，瞬间振动的谐本文档来自技高网...

【技术保护点】
灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法，其特征在于，该探测方法包括如下步骤：(1)在岩溶区大直径灌注桩桩基施工期间，在灌注桩桩孔完成后、混凝土灌注之前，在桩孔内壁沿桩孔轴向布置多条探测断面，多条探测断面均垂直地表，且多条探测断面等间距均匀设置；(2)采用声波测井仪器，将声波测井仪器的发射探头和接收探头加挂重物后从桩孔中心沉放至桩孔孔底，再缓慢向所需的探测断面位置移动至贴近桩孔孔壁，发射探头位于接收探头的正下方，两者具有高度差；(3)待发射探头和接收探头稳定后开始进行探测，探测的深度范围为桩孔孔底至超前钻探及桩孔施工中发现的最浅岩面以上2m处，按固定的测点间隔，自底部向上逐点进行探测，每个测点探测时，由发射探头发射一个瞬间振动，瞬间振动到达桩孔孔壁后转换成斯通利波，斯通利波在桩孔孔壁附近传播，由接收探头接收斯通利波信号，由声波测井仪器记录斯通利波波形，形成时间剖面波形图，对多条探测断面进行逐个探测；(4)对步骤(3)获得的时间剖面波形图进行分析，在时间剖面波形图中，寻找波幅突变点作为分层点，波幅大的孔壁为完整岩体，波幅小的孔壁为土层或岩溶，以此来详细、准确划分完整岩体与土层、岩溶；(5)待全部探测断面探测完成后，计算整个桩孔壁的完整岩壁面积，为灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力的计算提供依据。...

【技术特征摘要】
1.灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法，其特征在于，该探测方法包括如下步骤：(1)在岩溶区大直径灌注桩桩基施工期间，在灌注桩桩孔完成后、混凝土灌注之前，在桩孔内壁沿桩孔轴向布置多条探测断面，多条探测断面均垂直地表，且多条探测断面等间距均匀设置；(2)采用声波测井仪器，将声波测井仪器的发射探头和接收探头加挂重物后从桩孔中心沉放至桩孔孔底，再缓慢向所需的探测断面位置移动至贴近桩孔孔壁，发射探头位于接收探头的正下方，两者具有高度差；(3)待发射探头和接收探头稳定后开始进行探测，探测的深度范围为桩孔孔底至超前钻探及桩孔施工中发现的最浅岩面以上2m处，按固定的测点间隔，自底部向上逐点进行探测，每个测点探测时，由发射探头发射一个瞬间振动，瞬间振动到达桩孔孔壁后转换成斯通利波，斯通利波在桩孔孔壁附近传播，由接收探头接收斯通利波信号，由声波测井仪器记录斯通利波波形，形成时间剖面波形图，对多条探测断面进行逐个探测；(4)对步骤(3)获得的时间剖面波形图进行分析，在时间剖面波形图中，寻找波幅突变点作为分层点，波幅大的孔壁为完整岩体，波幅小的孔壁为土层或岩溶，以此来详细、准确划分完整岩体与土层、岩溶；(5)待全部探测断面探测完成后，计算整个桩孔壁的完整岩壁面积，为灌注桩的桩基抗拔力及桩侧摩阻力的计算提供依据。2.根据权利要求1所述的灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法，其特征在于：所述大直径是指桩孔直径在1m以上。3.根据权利要求1所述的灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法，其特征在于：所述的探测断面为多条，断面之间距离小于0.5m。4.根据权利要求1所述的灌注桩桩基施工期间同步进行的大直径灌注桩孔壁岩体完整性探测方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈星，李学文，区彤，章哲辉，刘雪兵，彭超，林泳，马锦国，谢汉阳，孙义，邓杰方，
申请(专利权)人：广东省建筑设计研究院，广东省地质物探工程勘察院，
类型：发明
国别省市：广东;44