一種應用瑞利波檢測超深旋噴樁防水帷幕完整性的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用瑞利波檢測超深防水帷幕是否完整的確定方法。本方法基于應用瑞利波瞬態(tài)法實測數(shù)據(jù)得到的瑞利波速度映像圖，判斷帷幕是否完整，屬于巖土工程領域。
【背景技術】
[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。目前防滲墻質量普遍采取以過程控制為主、墻體最終檢查為輔、嚴格監(jiān)理制度的方法進行，效果是有效的，確保了已建垂直防滲工程的質量，但仍不能避免因施工、監(jiān)理過程中的缺失造成的工程質量問題，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、開挖和圍井試驗、探地雷達和高密度電法技術、瑞利波法等。其中抽芯檢測最直接，但也是一孔之見，代表性差、工期長，由于防滲墻墻體厚度較薄，對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。開挖檢測僅適用于墻體的淺層檢測；圍井試驗的實施難度大、檢測費用高，在實際工程中很少應用。上述這些方法由于檢測方法的測試條件與使用狀態(tài)間的差異、測試方法的效率、成本及測試方法本身的局限性，使得測試數(shù)據(jù)僅有其抽樣代表性，往往以點代面而無法提出一個全面的評價報告。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、整個加固區(qū)的施工質量和效果等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有方法不能快速、簡單、有效的對高壓旋噴樁止水帷幕質量進行檢測的現(xiàn)狀，為更好地檢查和評價高壓旋噴樁止水帷幕的質量，實現(xiàn)對高壓旋噴樁止水帷幕的快速準確無損探測，節(jié)約資金和時間，本發(fā)明提供一種瑞利面波法對高壓旋噴樁止水帷幕質量進行檢測的技術，達到對高壓旋噴樁止水帷幕快、全、準的檢測目的。
[0004]本發(fā)明所采用的技術方案是:一種應用瑞利波檢測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，通過測線上定距離的加速度傳感器接收，由儀器記錄下來。對采集的信號取以排列中點對稱的任意兩道，進行FFT和頻譜分析技術，通過相干函數(shù)的互功率譜相位展開譜，利用多次覆蓋、多次疊加技術，從而得到瑞利波信號在不同頻率fR的平均速度VR。根據(jù)彈性波理論的半波理論可知，探測深度為H= λ R/2，即H = VR/2fR，從而得到H-VR曲線。通過利用小波分析法對瑞利波頻散曲線做出奇異性顯示方式，使不同介質介面分層頻散突變點在探測深度曲線上直觀的顯示出來，便于做出物探異常推斷解釋。多道瞬態(tài)法瑞利波探測原理示意圖見說明書附圖一。
[0005]具體方法為，首先通過落錘激發(fā)出一定頻率范圍的瑞利波，瑞利波沿介質的表面?zhèn)鞑?，在地面以一定的道間距設置N個檢波器(N= I?24)，就可以檢測瑞利波在(N-1)長度范圍的傳播時間。
[0006]設瑞利波的頻率為fi;相鄰兩檢波器的記錄時間為Λ t，或相位差為Λ Φ，則相鄰道長度范圍內(nèi)的瑞利波傳播速度為:Vn = Λ χ/ Λ t或Vn = 2 π fn Λ χ/ Λ ^。
[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個瑞利波法測點，可求出N-1個一系列頻率的值，即可得到N-1條fn曲線，亦稱為頻散曲線。頻散曲線的變化規(guī)律與樁土的物理性質存在著內(nèi)在的關聯(lián)，分析、研究和利用這種內(nèi)在的關聯(lián)就可達到測定樁土物性參數(shù)的目的。
[0008]由旋噴樁的成樁機理可知:當水泥漿液通過高壓噴射和切割土體，與不同性質的土體混合成水泥土時，其強度是不同的，與周圍土體存在明顯的界面。于是，通過瑞利波法測定樁身不同深度的波速，即可達到檢測評價旋噴樁的完整性和樁身強度的目的。尤其是因施工質量不好而形成的墻體變薄、空洞等缺陷，因其缺陷部位介質與上下層介質物性差異較大，瑞利波法更易于判別。利用多媒體原理，對波速進行色彩圖形變換，顯示出墻體的完整形。
[0009]一種應用瑞利波檢測超深旋噴樁防水帷幕完整性的方法，其具體探測方法為:瞬態(tài)多點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深度為原則。
[0010]對于超深(大于15m)旋噴樁，要采用深層探測法，深層探測的探測距離一般為3?80m，一般6道傳感器只得到I個物理點的探測結果，探測原理如附圖二所示。
[0011]瞬態(tài)法瑞利波勘探的工作過程是在震源點使用錘擊的方式產(chǎn)生一個瞬態(tài)沖擊振動作為震源，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表面?zhèn)鞑ィ诰嗾鹪刺幍臏y線上，采用縱觀測系統(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，對加大勘探深度非常有利。如果太小，所接收的各道信號就沒有足夠的相位差，從而無法保證資料處理。由于施工現(xiàn)場條件限制，應視施工現(xiàn)場場地大小來決定，在通常情況下，道間距布置約為10cm左右。震源激發(fā)點距第一個傳感器也布置約10cm左右，如附圖三所示。由于瑞利波探測是點的測量，探測位置是C與D的中心點。
【附圖說明】
[0012]圖一:多道瞬態(tài)法瑞利波探測原理示意圖
[0013]圖二:深層探測原理示意圖
[0014]圖三:施工布置圖
【主權項】
1.一種檢測超深旋噴樁防水帷幕完整性的方法，其特征在于應用瑞利波法檢測，實現(xiàn)防水帷幕的快速準確無損探測，節(jié)約資金和時間，達到快、全、準的檢測目的。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于由于探測深度增加，振動能量會顯著消減，故激振錘改用300kg?500kg重的重錘。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于測線/測點布置必須順著帷幕墻的軸線，測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)權利要求1所述的方法，其特征在于瑞利波探測法通常采用縱觀測系統(tǒng)，故錘擊點與傳感器應布置在同一條直線上。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于檢測具體方法為，首先通過落錘激發(fā)出一定頻率范圍的瑞利波，瑞利波沿介質的表面?zhèn)鞑?，在地面以一定的道間距設置N個檢波器(N = i?24)，就可以檢測瑞利波在(N-1)長度范圍的傳播時間。 設瑞利波的頻率為fi，相鄰兩檢波器的記錄時間為At，或相位差為Λ Φ，則相鄰道長度范圍內(nèi)的瑞利波傳播速度為:\= Λ χ/ Λ t或Vn = 2 π fn Λ χ/ Λ ^。 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個瑞利波法測點，可求出N-1個一系列頻率的值，即可得到N-1條4曲線，亦稱為頻散曲線。頻散曲線的變化規(guī)律與樁土的物理性質存在著內(nèi)在的關聯(lián)，分析、研究和利用這種內(nèi)在的關聯(lián)就可達到測定樁土物性參數(shù)的目的。
【專利摘要】一種應用瑞利波檢測超深旋噴樁防水帷幕是否完整的確定方法，針對現(xiàn)有方法不能快速、簡單、有效的對高壓旋噴樁防水帷幕質量進行檢測的現(xiàn)狀，基于應用瑞利波瞬態(tài)法實測數(shù)據(jù)得到的瑞利波速度映像圖，更好地檢查和評價高壓旋噴樁防水帷幕的質量，實現(xiàn)對高壓旋噴樁防水帷幕的快速準確無損探測，節(jié)約資金和時間，達到對高壓旋噴樁防水帷幕快、全、準的檢測目的。
【IPC分類】E02D33-00
【公開號】CN104695489
【申請?zhí)枴緾N201310674001
【發(fā)明人】孫中盛, 張建華, 孫叔慶, 王志新, 李子平
【申請人】中冶天工上海十三冶建設有限公司, 中冶天工集團有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月6日