本發(fā)明涉及一種建筑工程中灌注樁孔壁巖體的探測(cè)方法，具體是指灌注樁樁基施工期間同步進(jìn)行的大直徑灌注樁孔壁巖體完整性探測(cè)方法。

背景技術(shù)：

樁周完整基巖的面積是大直徑崁巖灌注樁抗拔力及樁側(cè)摩阻力計(jì)算的必要依據(jù)之一，樁周完整基巖的面積等于樁進(jìn)入完整基巖的長(zhǎng)度與樁周長(zhǎng)的乘積。

目前大直徑灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力主要依據(jù)超前鉆探成果進(jìn)行估算。由于超前鉆探孔數(shù)有限、鉆孔垂直度不足、巖溶發(fā)育等原因，無(wú)法計(jì)算完整基巖的真實(shí)面積。無(wú)法定量描述孔壁基巖的完整性。

同時(shí)，樁基施工過(guò)程也可能導(dǎo)致部分基巖截?cái)嗷蛞莆?，改變樁?cè)地質(zhì)情況。最終導(dǎo)致灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力無(wú)法計(jì)算，只能估算。

由于探測(cè)結(jié)果不夠準(zhǔn)確，并且計(jì)算灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力時(shí)只能采取估算的方式，灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力的計(jì)算結(jié)果的可靠性十分值得懷疑。因此，為保險(xiǎn)起見，業(yè)界在灌注樁樁基施工時(shí)只好采用過(guò)長(zhǎng)的樁基，導(dǎo)致施工難度大、進(jìn)度慢、風(fēng)險(xiǎn)大、造價(jià)高。

因此十分需要一種快速、準(zhǔn)確探明大直徑灌注樁孔壁巖體完整性的探測(cè)方法。但是，目前并沒有在灌注樁樁基施工期間對(duì)大直徑灌注樁孔壁巖體的完整性進(jìn)行同步探測(cè)的方法。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310107116.0的中國(guó)專利公開了一種隨鉆聲波測(cè)井裝置和方法，該方法用于確定井旁地質(zhì)界面的距離和方位。本發(fā)明與該專利有很大差異，具體表現(xiàn)在：

1、探測(cè)的目的不同。本發(fā)明用于探測(cè)灌注樁樁基施工期間人工形成的大直徑灌注樁樁孔壁巖體的完整性，為灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力計(jì)算提供依據(jù)。而申請(qǐng)?zhí)枮?01310107116.0的中國(guó)專利用于確定井軸到井旁地質(zhì)界面的距離和方位；

2、探測(cè)的環(huán)境不同。本發(fā)明探測(cè)的環(huán)境為樁基施工過(guò)程形成的大直徑樁孔，直徑較大(直徑大于1.0m)，探測(cè)點(diǎn)周圍一邊為孔內(nèi)泥漿等孔液，另一邊為巖體，是一個(gè)半邊封閉、半邊開放的空間。而申請(qǐng)?zhí)枮?01310107116.0的中國(guó)專利探測(cè)的環(huán)境是四周全封閉的鉆孔，直徑一般小于0.2m。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510675262.2的中國(guó)專利公開了應(yīng)用聲波測(cè)井系統(tǒng)檢測(cè)樁基后壓漿質(zhì)量的方法。本發(fā)明與該專利有很大差異，具體表現(xiàn)在：

1、探測(cè)的目的不同。本發(fā)明是一種地球物理勘察方法，用于探測(cè)灌注樁樁基施工期間人工形成的大直徑灌注樁樁孔壁巖體的完整性，為灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力計(jì)算提供依據(jù)。而申請(qǐng)?zhí)枮?01510675262.2的中國(guó)專利是一種產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)方法，用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)已經(jīng)澆注并養(yǎng)護(hù)好的混凝土的質(zhì)量；

2、探測(cè)的環(huán)境不同。本發(fā)明探測(cè)的環(huán)境為樁基施工過(guò)程形成的大直徑樁孔，直徑較大(直徑大于1.0m)，探測(cè)點(diǎn)周圍一邊為孔內(nèi)泥漿等孔液，另一邊為巖體，是一個(gè)半邊封閉、半邊開放的空間。而申請(qǐng)?zhí)枮?01510675262.2的中國(guó)專利探測(cè)的環(huán)境是預(yù)留的檢測(cè)管，直徑一般小于0.1m；

3、探測(cè)應(yīng)用的彈性波類型不同。本發(fā)明應(yīng)用斯通利波，而申請(qǐng)?zhí)枮?01510675262.2的中國(guó)專利主要應(yīng)用縱波(壓縮波)；

4、用于判斷、解釋的彈性波參量不同。本發(fā)明主要應(yīng)用斯通利波的波幅。而申請(qǐng)?zhí)枮?01510675262.2的中國(guó)專利主要應(yīng)用縱波(壓縮波)的波速。

2006年，本發(fā)明的發(fā)明人之一的李學(xué)文曾經(jīng)利用斯通利波的特性進(jìn)行探測(cè)，獲得發(fā)明專利ZL200310112325.0管波探測(cè)法，現(xiàn)在已經(jīng)在鉆探孔中廣泛應(yīng)用于樁位巖溶勘察。本發(fā)明也利用斯通利波的特性，但本發(fā)明與該專利有很大差異，具體表現(xiàn)在：

1、探測(cè)的目的不同。本發(fā)明用于探測(cè)灌注樁樁基施工期間人工形成的大直徑灌注樁樁孔壁巖體的完整性，為灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力計(jì)算提供依據(jù)。而申請(qǐng)?zhí)枮閆L200310112325.0的中國(guó)專利僅用于確定鉆探孔旁巖土的性狀；

2、探測(cè)的環(huán)境不同。本發(fā)明探測(cè)的環(huán)境為樁基施工過(guò)程形成的大直徑樁孔，直徑較大(直徑大于1.0m)，探測(cè)點(diǎn)周圍一邊為孔內(nèi)泥漿等孔液，另一邊為巖體，是一個(gè)半邊封閉、半邊開放的空間。而申請(qǐng)?zhí)枮閆L200310112325.0的中國(guó)專利探測(cè)的環(huán)境是一個(gè)四周全封閉的勘察鉆孔，直徑一般小于0.1m。

3、探測(cè)的時(shí)機(jī)不同。本發(fā)明在樁基施工期間與樁基施工同步實(shí)施。而申請(qǐng)?zhí)枮閆L200310112325.0的中國(guó)專利在勘探階段實(shí)施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供灌注樁樁基施工期間同步進(jìn)行的大直徑灌注樁孔壁巖體完整性探測(cè)方法，該探測(cè)方法可以在灌注樁樁基施工期間，在灌注樁樁孔完成后、混凝土灌注之前同步對(duì)灌注樁孔壁巖體的完整性進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的探測(cè)，可直接省去了灌注樁樁孔施工前的超前鉆探工序，能夠大大縮短工期，減少人力和物力，節(jié)約投資成本，同時(shí)，應(yīng)用該探測(cè)方法的成果，可以縮短樁長(zhǎng)，從而降低樁基施工難度和施工風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約投資。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：灌注樁樁基施工期間同步進(jìn)行的大直徑灌注樁孔壁巖體完整性探測(cè)方法，其特征在于，該探測(cè)方法包括如下步驟：

(1)在巖溶區(qū)大直徑灌注樁樁基施工期間，在灌注樁樁孔完成后、混凝土灌注之前，在樁孔內(nèi)壁沿樁孔軸向布置多條探測(cè)斷面，多條探測(cè)斷面均垂直地表，且多條探測(cè)斷面等間距均勻設(shè)置；

(2)采用聲波測(cè)井儀器，將聲波測(cè)井儀器的發(fā)射探頭和接收探頭加掛重物后從樁孔中心沉放至樁孔孔底，再緩慢向所需的探測(cè)斷面位置移動(dòng)至貼近樁孔孔壁，發(fā)射探頭位于接收探頭的正下方，兩者具有固定的高度差；

(3)待發(fā)射探頭和接收探頭穩(wěn)定后開始進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)的深度范圍為樁孔孔底至超前鉆探及樁孔施工中發(fā)現(xiàn)的最淺巖面以上2m處，按固定的測(cè)點(diǎn)間隔，自底部向上逐點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)探測(cè)時(shí)，由發(fā)射探頭發(fā)射一個(gè)瞬間振動(dòng)，瞬間振動(dòng)到達(dá)樁孔孔壁后轉(zhuǎn)換成斯通利波，斯通利波在樁孔孔壁附近傳播，由接收探頭接收斯通利波信號(hào)，由聲波測(cè)井儀器記錄斯通利波波形，形成時(shí)間剖面波形圖，對(duì)多條探測(cè)斷面進(jìn)行逐個(gè)探測(cè)；

(4)對(duì)步驟(3)獲得的時(shí)間剖面波形圖進(jìn)行分析，在時(shí)間剖面波形圖中，尋找波幅突變點(diǎn)作為分層點(diǎn)，波幅大的孔壁為完整巖體，波幅小的孔壁為土層或巖溶，以此來(lái)詳細(xì)、準(zhǔn)確劃分完整巖體與土層、巖溶；

(5)待全部探測(cè)斷面探測(cè)完成后，計(jì)算整個(gè)樁孔壁的完整巖壁面積，為灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力的計(jì)算提供依據(jù)。

現(xiàn)有的其它探測(cè)方法均需要先進(jìn)行鉆探，再進(jìn)行灌注樁樁孔施工。即在灌注樁樁孔施工之前要先進(jìn)行超前鉆探，然后根據(jù)超前鉆探成果對(duì)灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力進(jìn)行估算，且估算結(jié)果可靠性差。

而本發(fā)明的探測(cè)方法直接省去了灌注樁樁孔施工前的超前鉆探工序，省去了超前鉆探所需的人力物力，本發(fā)明的探測(cè)方法直接在灌注樁樁孔完成后、混凝土灌注之前同步對(duì)灌注樁孔壁巖體的完整性進(jìn)行探測(cè)，能夠準(zhǔn)確獲得灌注樁孔壁巖體的完整性，為灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力的計(jì)算提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，避免了目前由于計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確導(dǎo)致的樁基長(zhǎng)度的無(wú)謂延長(zhǎng)，能夠顯著降低施工難度、加快施工進(jìn)度、降低施工風(fēng)險(xiǎn)和造價(jià)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因而在同類工程中具有良好的應(yīng)用前景，值得大面積推廣。

本發(fā)明中，所述大直徑是指樁孔直徑在1m以上。

本發(fā)明中，所述的探測(cè)斷面為多條，斷面之間距離小于0.5m，以保證有足夠的空間采樣率。

本發(fā)明中，所述步驟(2)中，發(fā)射探頭和接收探頭之間的高度差在0.2m～0.3m范圍內(nèi)。

本發(fā)明中，所述步驟(3)中，相鄰探測(cè)點(diǎn)之間的間隔在0.1m～0.2m范圍內(nèi)。

本發(fā)明中，所述步驟(3)中，瞬間振動(dòng)的諧振頻率為20kHz。

(3)數(shù)據(jù)分析與地質(zhì)解釋

本發(fā)明在步驟(4)中對(duì)步驟(3)獲得的時(shí)間剖面波形圖進(jìn)行分析，根據(jù)探測(cè)原理對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與地質(zhì)解釋，包括兩個(gè)步驟：

1)確定分層點(diǎn)：在時(shí)間剖面波形圖中，尋找波幅突變點(diǎn)，作為分層點(diǎn)。

2)分層判斷：同一垂直斷面相鄰兩個(gè)分層點(diǎn)之間的區(qū)段，波幅大的孔壁為完整巖體，一般同時(shí)伴隨波至?xí)r間短、頻率低的現(xiàn)象。波幅小的孔壁為土層或巖溶，一般同時(shí)伴隨波至?xí)r間長(zhǎng)、頻率低的現(xiàn)象。

本發(fā)明中，所述步驟(5)中，計(jì)算完整巖壁面積的具體過(guò)程如下：

探測(cè)完成后，將全部探測(cè)斷面中完整巖體的厚度累加，得到完整巖體的總厚度Hr；將全部探測(cè)斷面的探測(cè)段高度累加，得到探測(cè)段總厚度H；將完整巖體的總厚度Hr除以探測(cè)段總厚度H，得到完整巖體占比R：

R＝100％×Hr/H

探測(cè)段的孔壁總面積乘完整巖體占比R，得到所探測(cè)的樁孔中，孔壁為完整巖體的完整巖壁面積Sr：

Sr＝2π·r·H·R/n

其中，r為樁孔半徑，n為探測(cè)斷面的條數(shù)。

本發(fā)明中，該探測(cè)法還包括步驟(6)：以獲得的完整巖壁面積為計(jì)算依據(jù)來(lái)計(jì)算灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力，如果樁基抗拔力、樁側(cè)摩阻力的計(jì)算結(jié)果不滿足建筑設(shè)計(jì)要求，灌注樁的樁孔繼續(xù)加深，然后再按照上述步驟(1)至步驟(5)重復(fù)進(jìn)行探測(cè)，直至樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力的計(jì)算結(jié)果滿足建筑設(shè)計(jì)要求為止。

灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力采用的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家、行業(yè)和地方的規(guī)范、規(guī)程所規(guī)定的現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明采用聲波測(cè)井儀器以及斯通利波進(jìn)行探測(cè)的理論依據(jù)如下：

根據(jù)彈性波理論，在彈性介質(zhì)中傳播的振動(dòng)，按傳播空間可分為體波和界面波。體波在無(wú)限空間中傳播，包括縱波(也稱為壓縮波)和橫波(也稱為剪切波)。界面波在波阻抗差異界面附近傳播，包括瑞利波、斯通萊波、勒夫波等。

當(dāng)相互接觸的兩種介質(zhì)一種是液體另一種是固體時(shí)，液體中的振動(dòng)(縱波)會(huì)在液體與固體之間分界面(簡(jiǎn)稱：液固界面)處發(fā)生波的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生廣義的瑞利波(Rayleigh waves)。廣義的瑞利波中包括斯通利波(Stoneley wave)，在液固界面及其附近傳播，傳播的方向平行于液固界面。并在界面兩側(cè)介質(zhì)中呈指數(shù)衰減。液體的任何振動(dòng)，幾乎都能產(chǎn)生斯通利波，斯通利波的初始頻率和波源的頻率相同。實(shí)測(cè)資料表明，轉(zhuǎn)換后的斯通利波能量集中在低頻段。

在大直徑灌注樁的樁孔內(nèi)，均有孔液，孔液為泥漿或水，孔液縱波波速約1500m/s。在巖溶區(qū)，完整巖體橫波波速高于孔液縱波波速，稱為“高速固態(tài)介質(zhì)”。土層的橫波波速低于孔液縱波波速，稱為“低速固態(tài)介質(zhì)”。溶洞全充填、半充填或無(wú)充填固態(tài)充填物，固態(tài)充填物的橫波波速低于孔液縱波波速，無(wú)固態(tài)充填物時(shí)，則全充填孔液。

前人理論研究表明，斯通利波的能量遠(yuǎn)大于縱波、橫波等體波的能量。斯通利波在高速固態(tài)介質(zhì)與液體之間界面附近傳播時(shí)，波幅大、波速高，其波速約等于孔液縱波波速(1500m/s)的0.9倍，即約為1350m/s；斯通利波在低速固態(tài)介質(zhì)與液體之間界面附近傳播時(shí)，波幅小、波速低，其波速小于低速固態(tài)介質(zhì)的橫波波速。在無(wú)液固界面時(shí)，不存在斯通利波，只有體波。

實(shí)測(cè)資料表明，在大直徑灌注樁樁孔的孔壁這個(gè)特定的界面附近，斯通利波在傳播過(guò)程中，受孔壁巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)的影響，波幅、波速、頻率等聲學(xué)參數(shù)發(fā)生改變。孔壁為完整巖體時(shí)，斯通利波波幅大、波速高、頻率低，其波幅遠(yuǎn)大于孔壁不為完整巖體時(shí)的波幅，波速約等于1350m/s。孔壁為土層時(shí)，波幅小、波速低、頻率高，其波幅遠(yuǎn)小于孔壁為完整巖體時(shí)的波幅，波速小于土層橫波波速，在300m/s以下?？妆跒閹r溶時(shí)，均出現(xiàn)波幅小、波速低、頻率高。實(shí)測(cè)的資料為時(shí)間剖面，波速高以波至?xí)r間短的形式表現(xiàn)，波速低則以波至?xí)r間長(zhǎng)的形式表現(xiàn)。

根據(jù)上述理論研究和實(shí)測(cè)成果的驗(yàn)證，分析接收到的斯通利波信號(hào)的波幅、波至?xí)r間、頻率，即可判定孔壁完整情況，劃分完整巖體與土層、巖溶。實(shí)際的工作中，只用波幅進(jìn)行即可準(zhǔn)確判斷，波幅大的區(qū)段必定為完整巖體，且波至?xí)r間短、頻率低，波幅小的區(qū)段必定為土層或巖溶，且波至?xí)r間長(zhǎng)、頻率高。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，采用工程勘察常用的聲波測(cè)井儀器、配以單發(fā)單收探頭，即可進(jìn)行探測(cè)，但發(fā)射探頭的諧振頻率宜為20kHz左右。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果：

(1)本發(fā)明的探測(cè)方法可快速、徹底查明樁孔孔壁性狀，準(zhǔn)確區(qū)分完整巖體與土層、巖溶，為樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力計(jì)算提供依據(jù)，特別適合巖溶區(qū)大直徑灌注樁。

(2)本發(fā)明的探測(cè)方法實(shí)施，可在保證樁基質(zhì)量的前提下，縮短樁基的長(zhǎng)度，從而顯著減小施工難度、加快施工進(jìn)度、降低施工風(fēng)險(xiǎn)與工程造價(jià)。

(3)本發(fā)明的探測(cè)方法直接省去了灌注樁樁孔施工前的超前鉆探工序，省去了超前鉆探所需的人力物力，該探測(cè)方法在樁基施工期間同步進(jìn)行實(shí)施，快速、無(wú)損，對(duì)樁基施工影響很小。

(4)本發(fā)明的探測(cè)方法能夠顯著降低樁基施工難度、加快施工進(jìn)度、降低施工風(fēng)險(xiǎn)和造價(jià)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因而在同類工程中具有良好的應(yīng)用前景，值得大面積推廣。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明探測(cè)方法中探測(cè)斷面布置的俯視圖；

圖2是本發(fā)明探測(cè)方法中探測(cè)斷面布置的立體示意圖；

圖3是本發(fā)明探測(cè)方法中的探測(cè)示意圖；

圖4是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔中方位角為0°的探測(cè)斷面進(jìn)行探測(cè)時(shí)獲得的時(shí)間剖面波形圖；

圖5是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔中方位角為45°的探測(cè)斷面進(jìn)行探測(cè)時(shí)獲得的時(shí)間剖面波形圖；

圖6是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔中方位角為90°的探測(cè)斷面進(jìn)行探測(cè)時(shí)獲得的時(shí)間剖面波形圖；

圖7是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔中方位角為135°的探測(cè)斷面進(jìn)行探測(cè)時(shí)獲得的時(shí)間剖面波形圖；

圖8是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔中方位角為180°的探測(cè)斷面進(jìn)行探測(cè)時(shí)獲得的時(shí)間剖面波形圖；

圖9是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔中方位角為225°的探測(cè)斷面進(jìn)行探測(cè)時(shí)獲得的時(shí)間剖面波形圖；

圖10是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔中方位角為270°的探測(cè)斷面進(jìn)行探測(cè)時(shí)獲得的時(shí)間剖面波形圖；

圖11是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔中方位角為315°的探測(cè)斷面進(jìn)行探測(cè)時(shí)獲得的時(shí)間剖面波形圖；

圖4至圖11中，下方的橫坐標(biāo)表示測(cè)點(diǎn)編號(hào)，上方的橫坐標(biāo)表示測(cè)點(diǎn)深度，單位為米，縱坐標(biāo)表示時(shí)間，單位為毫秒；

圖12是本發(fā)明探測(cè)方法對(duì)#C2-36樁孔探測(cè)所獲得的探測(cè)成果圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明灌注樁樁基施工期間同步進(jìn)行的大直徑灌注樁孔壁巖體完整性探測(cè)方法曾經(jīng)應(yīng)用于廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)某工程，該廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)某工程交通中心基坑標(biāo)段地處巖溶區(qū)，超前鉆探發(fā)現(xiàn)，該區(qū)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。

根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，終孔深度必須滿足樁基全斷面進(jìn)入完整巖體不小于4m。據(jù)此，設(shè)計(jì)方給定了每個(gè)樁位的預(yù)計(jì)終孔深度，且普遍較深。部分樁位從20m左右接觸基巖，需要深達(dá)80m方可滿足全斷面進(jìn)入完整巖體不小于4m的規(guī)范要求。

施工過(guò)程發(fā)現(xiàn)，存在多層溶洞，完整巖層累計(jì)厚度雖較大，但大多無(wú)法滿足全斷面進(jìn)入完整巖不小于4m的要求；實(shí)際終孔深度往往超出預(yù)計(jì)深度。因此，施工難度巨大、施工進(jìn)展緩慢、施工風(fēng)險(xiǎn)很高。

業(yè)主組織專家會(huì)議決定，采用本發(fā)明的探測(cè)方法進(jìn)行探測(cè)。探測(cè)前，先根據(jù)超前鉆探資料預(yù)設(shè)樁孔深度，形成樁孔，成孔工藝包括沖擊、旋挖等。成孔過(guò)程中，可根據(jù)入巖后成孔的速度調(diào)整樁孔深度，成孔速度快則加深，成孔速度慢則調(diào)淺。

該施工工程中編號(hào)為#C2-36的灌注樁是抗拔樁，設(shè)計(jì)樁孔直徑為1200mm，勘探時(shí)已經(jīng)有兩個(gè)鉆孔，揭露巖溶十分發(fā)育，如按全斷面進(jìn)入完整巖不小于4m的要求，樁長(zhǎng)必須大于43.6m(樁端高程-32.56m)。沖樁成孔至深度35.0m(高程-23.96m)的過(guò)程發(fā)現(xiàn)，施工難度很大、施工進(jìn)展緩慢，隨時(shí)有塌孔的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)#C2-36樁孔進(jìn)行探測(cè)時(shí)，具體采用如下步驟：

(1)在巖溶區(qū)大直徑灌注樁樁基施工期間，在直徑為1200mm的#C2-36樁孔完成后、混凝土灌注之前，在樁孔內(nèi)壁沿樁孔軸向布置八條探測(cè)斷面，如圖1所示。從空間上看，八條探測(cè)斷面均垂直地表，緊貼樁孔內(nèi)壁且八條探測(cè)斷面等間距均勻設(shè)置，相鄰探測(cè)斷面之間的間距為0.47m，八條探測(cè)斷面的具體設(shè)置位置如圖2所示。八條探測(cè)斷面的方位角分別為0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°，探測(cè)的深度范圍要求為從超前鉆探及樁孔施工發(fā)現(xiàn)的最淺巖面以上2m至樁孔孔底，如圖2所示；

(2)采用聲波測(cè)井儀器，將聲波測(cè)井儀器的發(fā)射探頭和接收探頭加掛重物后從樁孔中心沉放至樁孔孔底，再緩慢向所需的探測(cè)斷面位置移動(dòng)至貼近樁孔孔壁，發(fā)射探頭位于接收探頭的正下方，兩者具有高度差，發(fā)射探頭和接收探頭之間的高度差為0.2m；

(3)待發(fā)射探頭和接收探頭穩(wěn)定后開始進(jìn)行探測(cè)，如圖3所示。探測(cè)的深度范圍為樁孔孔底至超前鉆探及樁孔施工中發(fā)現(xiàn)的最淺巖面以上2m處，探測(cè)點(diǎn)間隔固定為0.1m，自底部向上逐點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)。每個(gè)測(cè)點(diǎn)探測(cè)時(shí)，由發(fā)射探頭發(fā)射一個(gè)瞬間振動(dòng)，瞬間振動(dòng)的諧振頻率為20kHz，瞬間振動(dòng)到達(dá)樁孔孔壁后轉(zhuǎn)換成斯通利波，斯通利波在樁孔孔壁附近傳播，由接收探頭接收斯通利波信號(hào)，由聲波測(cè)井儀器記錄斯通利波波形，形成時(shí)間剖面波形圖。對(duì)方位角分別為0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°的八條探測(cè)斷面逐個(gè)進(jìn)行探測(cè)，測(cè)得的八幅時(shí)間剖面波形圖分別如圖4至圖11所示；

(4)對(duì)步驟(3)獲得的時(shí)間剖面波形圖進(jìn)行分析，在時(shí)間剖面波形圖中，尋找波幅突變點(diǎn)作為分層點(diǎn)，波幅大的孔壁為完整巖體，一般同時(shí)伴隨波至?xí)r間短、頻率低的現(xiàn)象，波幅小的孔壁為土層或巖溶，一般同時(shí)伴隨波至?xí)r間長(zhǎng)、頻率低的現(xiàn)象，在時(shí)間剖面波形圖中的波幅突變點(diǎn)非常明顯，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以直接從圖中找出，通過(guò)波幅的變化就可以來(lái)詳細(xì)、準(zhǔn)確劃分完整巖體與土層、巖溶，時(shí)間、頻率作為輔助判斷和復(fù)核手段。

在探測(cè)結(jié)果中，比如其中位于東南角的即方位角為135°探測(cè)剖面獲得的時(shí)間剖面波形圖如圖7所示，從圖7可以看出，深度為18.0m～24.6m段的波幅小，為土層；深度為24.6m～26.2m段和27.0m～30.6m段波幅大，為完整巖體，具體為微風(fēng)化灰?guī)r；深度為26.2m～27.0m段和深度為30.6m～32.0m段的波幅小，為巖溶。其余方位角所對(duì)應(yīng)的時(shí)間剖面波形圖的分析和圖7的分析方法相同；

(5)待全部探測(cè)斷面探測(cè)完成后，計(jì)算整個(gè)樁孔壁的完整巖壁面積。計(jì)算完整巖壁面積的具體過(guò)程如下：

探測(cè)完成后，將全部探測(cè)斷面中完整巖體的厚度累加，得到完整巖體的總厚度Hr，將全部探測(cè)斷面的探測(cè)段高度累加，得到探測(cè)段總厚度H，將完整巖體的總厚度Hr除以探測(cè)段總厚度H，得到完整巖體占比R，

R＝100％×Hr/H

探測(cè)段的孔壁總面積乘完整巖體占比R，得到所探測(cè)的樁孔中，孔壁為完整巖體的完整巖壁面積Sr，

Sr＝2π·r·H·R/n

其中，r為樁孔半徑，n為探測(cè)斷面條數(shù)。

完整巖壁面積Sr即為灌注樁樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力的計(jì)算依據(jù)。對(duì)全部探測(cè)斷面的所有時(shí)間剖面波形圖進(jìn)行地質(zhì)解釋，繪制展開圖如圖12所示。

編號(hào)#C2-36樁孔統(tǒng)計(jì)成果為，八個(gè)斷面探測(cè)段總厚度H＝103.0m，測(cè)得完整巖體總厚度Hr＝53.6m，計(jì)算完整巖體占比R＝52％，孔壁為完整巖體的完整巖壁面積Sr＝25.2㎡，相當(dāng)于將來(lái)澆注后的樁身已經(jīng)全斷面嵌入完整巖體6.7m，滿足入完整巖體不小于4m的要求。

(6)以獲得的完整巖壁面積Sr＝25.2㎡為計(jì)算依據(jù)，來(lái)計(jì)算灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力。灌注樁的樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力采用的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家、行業(yè)和地方的規(guī)范、規(guī)程所規(guī)定的現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。樁基抗拔力、樁側(cè)摩阻力的計(jì)算結(jié)果均滿足建筑設(shè)計(jì)要求。于是在#C2-36樁樁孔內(nèi)安裝鋼筋籠后，灌注混凝土。該樁成樁后進(jìn)行的抗拔試驗(yàn)，樁基抗拔力、樁側(cè)摩阻力均滿足設(shè)計(jì)要求。

當(dāng)然，假如該樁樁基抗拔力、樁側(cè)摩阻力的計(jì)算結(jié)果不滿足要求，該樁孔需要加深，然后再按照上述步驟(1)至步驟(5)重復(fù)進(jìn)行探測(cè)，直至樁基抗拔力及樁側(cè)摩阻力的計(jì)算結(jié)構(gòu)滿足要求為止。

按本發(fā)明進(jìn)行探測(cè)后，該樁樁長(zhǎng)35.0m即可滿足要求，比按鉆探資料確定的43.6m，節(jié)約樁長(zhǎng)8.6m，節(jié)約投資約15000元，節(jié)約工期超過(guò)10天。

作為本實(shí)施案例的變換，在樁孔內(nèi)壁沿樁孔軸向布置的探測(cè)斷面可以為多條，多條探測(cè)斷面均垂直地表，且多條探測(cè)斷面等間距均勻設(shè)置，間距不大于0.5m，以保證有足夠的空間采樣率。

作為本實(shí)施例的變換，大直徑是指樁孔直徑大于1m。

作為本實(shí)施例的變換，步驟(2)中的發(fā)射探頭和接收探頭之間的高度差可以在在0.2m～0.3m范圍內(nèi)取值，同時(shí)，步驟(3)中，相鄰探測(cè)點(diǎn)之間的上下間隔可以在0.1m～0.2m范圍內(nèi)取值。

本發(fā)明在廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)某工程上述項(xiàng)目中共完成了39條抗拔樁的樁孔探測(cè)，樁基長(zhǎng)度顯著縮短，施工難度降低、施工進(jìn)度加快、施工風(fēng)險(xiǎn)降低、造價(jià)降低。成樁后檢測(cè)表明，樁身質(zhì)量?jī)?yōu)良、樁基抗拔力、樁側(cè)摩阻力滿足設(shè)計(jì)要求。

本發(fā)明取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在同類工程中具有良好的應(yīng)用前景，值得大面積推廣。

本發(fā)明的上述實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，凡此種種根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，對(duì)本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。