應(yīng)用超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)樁基后壓漿質(zhì)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)粧基后壓漿質(zhì)量的方法，屬于橋梁粧基檢測(cè)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是涉及粧基工程在實(shí)施粧基后壓漿技術(shù)后，采用超聲相控陣技術(shù)對(duì)其壓漿效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粧基后壓漿技術(shù)是指在灌注粧成粧并達(dá)到一定強(qiáng)度后，通過(guò)預(yù)先埋置在粧周或粧身內(nèi)的壓漿管，使用高壓注漿栗將能夠起到膠結(jié)固化作用的漿液壓入粧端土層和粧周土體中，從而粧底沉渣、粧端持力層和粧周泥皮利用漿液的滲透、填充、壓密、劈裂和固結(jié)等作用，改變?cè)馏w的物理性質(zhì)和力學(xué)狀態(tài)，使粧端土和粧側(cè)土的強(qiáng)度得到提髙，在不同程度上提高粧端阻力和粧側(cè)摩擦力，進(jìn)而減小粧的沉降量，提高粧的承載力?；捇髩簼{技術(shù)通過(guò)向粧端和粧側(cè)的土體注入能夠起到膠結(jié)固化作用的漿液，加強(qiáng)、固化粧端和粧側(cè)的土體，可有效減少粧長(zhǎng)，提高灌注粧承載力，減少粧身沉降量，縮短工期、降低灌注粧的工程造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，粧基后壓漿技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用前景好，近些年在交通、建筑、水利等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]然而由于粧基屬于隱蔽工程，粧基后壓漿施工質(zhì)量好壞難以判斷，地質(zhì)條件多變復(fù)雜，注漿過(guò)程中預(yù)先設(shè)定的漿液配方、注漿壓力、壓漿量在壓漿工序?qū)嵤┖螅渚唧w壓漿效果的評(píng)定難度很大，到目前主要是通過(guò)測(cè)量單粧極限承載力來(lái)評(píng)定粧是否滿足設(shè)計(jì)要求，該方法只能隨機(jī)抽取一部分進(jìn)行代表性檢測(cè)，無(wú)法適用于大量粧基后壓漿質(zhì)量檢測(cè)的工程應(yīng)用，且無(wú)法直接對(duì)壓漿效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，只能間接的反映壓漿效果。在現(xiàn)有檢測(cè)手段中，針對(duì)粧身底部和粧周土體中漿液的加固效果，目前尚未有較好的質(zhì)量檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有粧基后壓漿施工質(zhì)量好壞難以判斷的缺陷，本發(fā)明提供一種可以對(duì)粧基后壓漿技術(shù)的壓漿效果、漿液在土體中的分布情況進(jìn)行檢測(cè)，從而為評(píng)價(jià)粧基后壓漿的效果提供檢測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)粧基后壓漿質(zhì)量的方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]應(yīng)用超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)粧基后壓漿質(zhì)量的方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0007](1)、將相控陣探頭中整體晶體分為陣列排列的若干晶片，使每個(gè)晶片形成一個(gè)探頭，且每個(gè)探頭均能夠獨(dú)立激發(fā)；
[0008](2)、漿液配置、確定注漿壓力、注漿速度以及注漿量，并且待灌注粧混凝土達(dá)到灌漿設(shè)計(jì)強(qiáng)度；
[0009](3)、注漿前對(duì)粧側(cè)和粧底土體的檢測(cè):將相控陣探頭放置在相鄰粧基中預(yù)留的檢測(cè)管中，待相控陣探頭與檢測(cè)管的底部接觸后開(kāi)始檢測(cè)，相控陣探頭按照要求間距逐漸向上提升，完成對(duì)粧側(cè)和粧底土體進(jìn)行檢測(cè)；
[0010](4)、注漿前對(duì)粧端土體的檢測(cè):將相控陣探頭放置在灌注粧的粧端，控制器按照預(yù)設(shè)延遲時(shí)間依次激發(fā)晶片，所有晶片發(fā)射的超聲波形成一個(gè)整體波陣面，通過(guò)控制各個(gè)晶片的延遲時(shí)間使產(chǎn)生的超聲波束方向在一定角度范圍內(nèi)變化，超聲束在一定角度范圍內(nèi)呈扇形發(fā)射；其中，通過(guò)控制各個(gè)晶片的延遲時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)超聲波束的聚焦偏轉(zhuǎn)，隨著延遲時(shí)間的改變，偏向角也將隨著改變；
[0011](5)、注漿前檢測(cè)結(jié)束后，進(jìn)行注漿:在壓力作用下注漿栗將漿液通過(guò)預(yù)埋在粧身和粧周中的注漿管壓入粧端土層和粧周土體中；
[0012](6)、注漿結(jié)束經(jīng)養(yǎng)護(hù)加固后進(jìn)行注漿后檢測(cè)，注漿后檢測(cè)的檢測(cè)方式與上述步驟(3)和(4)的檢測(cè)方式相同；根據(jù)注漿前、后檢測(cè)得到的聲學(xué)性質(zhì)參數(shù)的對(duì)比分析，獲得粧端、粧底和粧側(cè)土體的土層信息。
[0013]所述的步驟￠)中注漿結(jié)束后，在加固土體與未加固土體之間形成第一和第二界面；其中，第一界面為灌注粧與原狀土之間的界面，根據(jù)第一界面的高度可以得到漿液沿粧身的上返高度h;第二界面為原狀土與原狀土泥漿混合物之間的界面，根據(jù)第二界面的位置可以得到漿液在粧底擴(kuò)散深度Η以及漿液在粧周原狀土中的擴(kuò)散寬度d，根據(jù)上返高度h、擴(kuò)散深度Η和擴(kuò)散寬度d可以分析出漿液在沉渣、粧側(cè)和粧端土體中的分布狀態(tài)，從而可以評(píng)價(jià)注漿對(duì)粧側(cè)摩阻力的改善效果、對(duì)粧底沉渣的加固改善效果以及對(duì)粧端承載力的改善效果。
[0014]所述的相控陣探頭上移的間隔距離為100?500mm。
[0015]所述的相控陣探頭中各探頭按環(huán)形陣列排列。
[0016]由波動(dòng)理論可知聲波的傳播速度是一個(gè)可以反映介質(zhì)物理屬性的參量，超聲相控陣技術(shù)是利用超聲波在介質(zhì)中傳播速度作為測(cè)試參量，通過(guò)分析超聲波傳播速度以及聲學(xué)特性在空間分布結(jié)構(gòu)來(lái)間接性描述和反饋各種不同介質(zhì)在空間上的分布特征?；捇髩簼{在漿液注入后，粧端和粧周一定范圍內(nèi)的土體強(qiáng)度和密度必然會(huì)發(fā)生一定變化，因而可以利用聲學(xué)特性的差異來(lái)反映漿液的分布狀況。
[0017]針對(duì)粧基后壓漿加固范圍，使用超聲相控陣技術(shù)進(jìn)行壓漿效果的檢測(cè)內(nèi)容主要包括:粧身周圍土體漿液擴(kuò)散寬度和漿液上返高度檢測(cè)、粧底沉渣區(qū)域加固與粧端原狀土層漿液分布檢測(cè)。
[0018]1、在粧基后壓楽過(guò)程中，粧端以上一定高度內(nèi)的泥皮土和泥皮土外圍的土體在一定寬度范圍內(nèi)得到加固，漿液固結(jié)后土體參與粧的承載，改善了粧一土界面條件，提高了粧側(cè)阻力，采用超聲相控陣技術(shù)的環(huán)形探頭可以檢測(cè)漿液在粧周的分布范圍和上返高度，從而評(píng)價(jià)注漿對(duì)粧側(cè)摩阻力的改善效果。
[0019]2、在粧基后壓漿過(guò)程中，粧基壓漿注入的漿液與粧底的沉渣混合固化，凝結(jié)成一個(gè)強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定的結(jié)石體，采用超聲相控陣技術(shù)的環(huán)形和陣列探頭可以檢測(cè)漿液在粧底沉渣的分布情況，從而評(píng)價(jià)注漿對(duì)粧底沉渣的加固改善效果；
[0020]3、粧基壓漿注入的漿液在粧端持力層中擴(kuò)散和滲透，使得粧端持力層的強(qiáng)度得到明顯提高，從而提高粧端阻力，采用超聲相控陣技術(shù)的環(huán)形和陣列探頭可以檢測(cè)漿液在粧端持力層的分布范圍，從而評(píng)價(jià)注漿對(duì)粧端承載力的改善效果。
[0021]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0022]1、與現(xiàn)有超聲檢測(cè)方法相比，超聲相控陣技術(shù)具有偏轉(zhuǎn)角度可控的特性，在不需要特殊掃查裝置的情況下，只需通過(guò)改變軟件參數(shù)，可以在不移動(dòng)或少移動(dòng)探頭的情況下對(duì)所關(guān)心區(qū)域進(jìn)行多方位多角度掃查，可以對(duì)粧端和粧側(cè)較大范圍內(nèi)的壓漿范圍進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)效率大大提尚。
[0023]2、超聲相控陣技術(shù)具有很好的聲束掃描特性，通過(guò)電子控制方式進(jìn)行發(fā)射聲束聚焦、偏轉(zhuǎn)，使超聲波照射到被檢物體的各個(gè)區(qū)域，然后通過(guò)相控接收的方式對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行聚焦、變孔徑等多種關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)信號(hào)圖像重建可以得到物體的清晰均勻的高分辨率聲成像，能提供直觀的圖像。
[0024]3、由于超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)的動(dòng)態(tài)聚焦特性，相對(duì)普通超聲檢測(cè)有更高的信噪比和更好的分辨率。超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)不但可以實(shí)現(xiàn)聲束的偏轉(zhuǎn)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)聲束的聚焦，從而使超聲檢測(cè)的空間分辨力和靈敏度都大大提高。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明超聲相控陣技術(shù)實(shí)施示意圖一。
[0026]圖2為本發(fā)明超聲相控陣技術(shù)實(shí)施示意圖二。
[0027]圖3為本發(fā)明超聲相控陣技術(shù)實(shí)施效果俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參照?qǐng)D1至圖3，應(yīng)用超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)粧基后壓漿質(zhì)量的方法，包括如下步驟:
[0029]α)、將相控陣探頭η中整體晶體分為陣列排列的若干晶片，使每個(gè)晶片形成一個(gè)探頭，且每個(gè)探頭均能夠獨(dú)立激發(fā)；