本發(fā)明屬于檢測、測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法。

背景技術(shù)：

隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的增多，特別是在大量建設(shè)高速公路、高層建筑、特大橋時都涉及若干樁基工程，而高壓旋噴樁在基礎(chǔ)工程、隧道工程等工程中應(yīng)用十分廣泛，其質(zhì)量檢測至關(guān)重要。旋噴樁樁徑對樁的承載力影響巨大，決定著工程的質(zhì)量。而與其他樁相比，旋噴樁樁徑不易控制，也不易檢測。目前工程中采用高低應(yīng)變法、聲波透射法、鉆孔取芯法等對混凝土樁完整性和強(qiáng)度檢測較多，但還沒有利用層析成像技術(shù)對旋噴樁進(jìn)行檢測的方法，旋噴樁樁徑的檢測和控制方法也非常少。

此外，從安全角度出發(fā)，最好每一根樁都能檢測到。但實際上，都是按某種比例抽檢。因此如果能整體檢測一個區(qū)域的樁就能更好地控制樁的質(zhì)量。另外，由于工期普遍縮短，而樁是各種建筑物的基礎(chǔ)，任何后續(xù)工作必須在樁基檢測合格后才能進(jìn)行，所以某些時候需要快速準(zhǔn)確的檢測樁基。由于現(xiàn)有的樁基檢測方法會破壞樁體，降低樁的強(qiáng)度，難以滿足要求。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)缺陷，迫切需要研制一種新型的檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法，該方法采用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并對其樁徑進(jìn)行控制，不僅能使檢測結(jié)果更為精確可靠，還能在施工過程中及時改變施工參數(shù)使得旋噴樁樁徑上下一致或者達(dá)到設(shè)計要求。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、根據(jù)旋噴樁所處地質(zhì)條件，在不同地層中各選取一個檢測區(qū)域；

(2)、在旋噴樁外邊緣處對應(yīng)布設(shè)若干個聲測管且各聲測管間保持平行；

(3)、在其中一個聲測管內(nèi)置入一個發(fā)射換能器并在其它聲測管內(nèi)分別置入一個接收換能器；

(4)、分別從各聲測管的底部以一定方式提升所述發(fā)射換能器和接收換能器，并實時記錄各檢測區(qū)域的聲時、振幅和頻率；

(5)、根據(jù)步驟(4)中實時記錄的各檢測區(qū)域的聲時、振幅和頻率反演重建出旋噴樁的超聲波速分布圖像，依據(jù)所述超聲波速分布圖像得出旋噴樁的樁徑；

(6)、將步驟(5)得到的旋噴樁的樁徑與設(shè)計要求的樁徑進(jìn)行比對，若大于或小于設(shè)計要求的樁徑，則調(diào)整施工參數(shù)。

進(jìn)一步地，其中，所述聲測管為鋼管，采用螺紋連接或者套筒連接，保證水密性，直徑大于所述發(fā)射換能器和接收換能器的直徑。

更進(jìn)一步地，其中，所述步驟(4)中以一定方式提升所述發(fā)射換能器和接收換能器具體為：所述發(fā)射換能器和接收換能器的提升速度均不大于50mm/s，且在一個檢測區(qū)域內(nèi)進(jìn)行檢測時，所述發(fā)射換能器固定，所述接收換能器提升，檢測完一個檢測區(qū)域之后，移動所述發(fā)射換能器到下一個檢測區(qū)域，繼續(xù)提升所述接收換能器，如此重復(fù)，使得所述發(fā)射換能器和接收換能器將需要的檢測區(qū)域檢測完。

再進(jìn)一步地，其中，所述步驟(6)中的施工參數(shù)包括噴嘴旋轉(zhuǎn)速度、噴嘴提升速度、重復(fù)噴射次數(shù)和噴射壓力。

此外，所述聲測管的布設(shè)個數(shù)根據(jù)待測旋噴樁的樁經(jīng)D確定：當(dāng)D≤800mm時，聲測管為兩個；800mm＜D≤2000mm時，聲測管為三個；D＞2000mm時，聲測管為四個。

進(jìn)一步地，其中，各聲測管中填充有耦合劑。

更進(jìn)一步地，其中，所述耦合劑為水。

再進(jìn)一步地，其中，所述耦合劑的最高界面高于待測旋噴樁的樁頂。

另外，所述步驟(5)中，采用RSM-SY8基樁超聲波CT成像測試儀反演重建出旋噴樁的超聲波速分布圖像。

進(jìn)一步地，其中，所述超聲波速分布圖像包括超聲波速二維分布圖和超聲波速三維分布圖。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法具有以下積極效果：其利用超聲波層析成像檢測技術(shù)無損檢測，因此，輕便容易攜帶、操作簡單省時、檢測結(jié)果清楚直觀?？捎糜诳焖贆z測和評價旋噴樁質(zhì)量，控制旋噴樁樁徑，與現(xiàn)有技術(shù)相比，節(jié)約了資金和成本投入。同時，還能根據(jù)檢測結(jié)果及時糾正施工偏差，從而保證工程質(zhì)量。并且具有檢測精度高，檢測步驟簡單，靈活、快捷、投入低且無損的特點(diǎn)，適于推廣應(yīng)用。此外，通過將層析成像技術(shù)引入旋噴樁的檢測，對旋噴樁的科學(xué)研究提供一種快速實驗手段，意義巨大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法的流程圖。

圖2是聲測管的布置示意圖。

圖3是旋噴樁檢測示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，實施例的內(nèi)容不作為對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制。

本發(fā)明應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑，其檢測原理為：當(dāng)水泥漿通過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，與周圍土體存在明顯的界面。超聲波檢測可探測厚度較大的材料，且具有檢測速度快，費(fèi)用低并能對缺陷進(jìn)行定位和定量，對人體無害以及對危害性較大的面積型缺陷的檢測靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)，故選擇超聲波層析成像技術(shù)進(jìn)行旋噴樁質(zhì)量檢測。聲時即超聲波脈沖穿過旋噴樁所需要的時間。通過對聲時，振幅，頻率的檢測并通過超聲波層析成像技術(shù)即可反演重建出旋噴樁的質(zhì)量分布圖。同時，通過對檢測結(jié)果進(jìn)行處理，即可得到旋噴樁樁徑，若樁徑不符合設(shè)計要求，通過反饋程序調(diào)整旋噴樁施工參數(shù)，使得旋噴樁樁徑符合設(shè)計要求。

圖1示出了本發(fā)明的應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法包括以下步驟：

首先，根據(jù)旋噴樁1所處地質(zhì)條件，在不同地層A中各選取一個檢測區(qū)域。例如，如果一個旋噴樁1穿過三個地層A，那么在三個地層A中分別選取一個檢測區(qū)域，共三個檢測區(qū)域。由于各個地層A的地質(zhì)條件類似，所以，在一個地層A中選取一個檢測區(qū)域進(jìn)行檢測，即可獲得比較滿意的檢測結(jié)果。

其次，在旋噴樁1外邊緣處對應(yīng)布設(shè)若干個聲測管2且各聲測管2間保持平行。在本發(fā)明中，可以在旋噴樁1施工前，按照安裝聲測管2所需要求鉆孔，在待測旋噴樁1的外邊緣處對應(yīng)布設(shè)若干個聲測管2。

此外，在本發(fā)明中，所述聲測管2的布設(shè)個數(shù)根據(jù)待測旋噴樁1的樁經(jīng)D確定。如圖2所示，當(dāng)D≤800mm時，聲測管2為兩個，布置方式為旋噴樁1的直徑放心。當(dāng)800mm＜D≤2000mm時，聲測管2為三個，并按等邊三角形布置。當(dāng)D＞2000mm時，聲測管2為四個并按正方形布置。

再次，如圖3所示，在其中一個聲測管2內(nèi)置入一個發(fā)射換能器3并在其它聲測管2內(nèi)分別置入一個接收換能器4。在本發(fā)明中，所述聲測管2底部密封且各聲測管2中填充有耦合劑。優(yōu)選地，所述耦合劑為水。更優(yōu)選地，所述耦合劑的最高界面高于待測旋噴樁1的樁頂。通過填充耦合劑，有助于超聲波的檢測。

此外，在本發(fā)明中，所述聲測管2優(yōu)選為鋼管。并且，當(dāng)一個鋼管的長度不能滿足要求時，采用螺紋連接或者套筒連接，保證水密性。同時，其直徑略微大于所述發(fā)射換能器3和接收換能器4的直徑，以便于在其內(nèi)提升所述發(fā)射換能器3和接收換能器4。

接著，分別從各聲測管2的底部以一定方式提升所述發(fā)射換能器3和接收換能器4，并實時記錄各檢測區(qū)域的聲時、振幅和頻率。其中，所述發(fā)射換能器3發(fā)出超聲波并被所述接收換能器4接收，這樣，就可以得到各個檢測區(qū)域的聲時、振幅和頻率。

在本發(fā)明中，以一定方式提升所述發(fā)射換能器3和接收換能器4具體為：所述發(fā)射換能器3和接收換能器4的提升速度均不大于50mm/s，且在一個檢測區(qū)域內(nèi)進(jìn)行檢測時，所述發(fā)射換能器3固定，所述接收換能器4提升。檢測完一個檢測區(qū)域之后，移動所述發(fā)射換能器3到下一個檢測區(qū)域，繼續(xù)提升所述接收換能器4，如此重復(fù)，使得所述發(fā)射換能器4和接收換能器4將需要的檢測區(qū)域檢測完。

此外，在此過程中，若出現(xiàn)可疑剖面，可以交換各聲測管中換能器后重新檢測。也就是，將發(fā)射換能器從一個聲測管中取出放入到另一個聲測管中，并將所述另一個聲測管中的接收換能器取出放入到所述一個聲測管中，之后重新進(jìn)行檢測。通過這種方式，可以減少檢測誤差。

然后，根據(jù)上述步驟中實時記錄的各檢測區(qū)域的聲時、振幅和頻率反演重建出旋噴樁1的超聲波速分布圖像，依據(jù)所述超聲波速分布圖像得出旋噴樁1的樁徑。

在本發(fā)明中，可以采用RSM-SY8基樁超聲波CT成像測試儀反演重建出旋噴樁1的超聲波速分布圖像。具體地，將實時記錄的各檢測區(qū)域的聲時、振幅和頻率輸入到RSM-SY8基樁超聲波CT成像測試儀的分析軟件中，分析軟件會自動反演重建出旋噴樁1的超聲波速分布圖像。當(dāng)然，在本發(fā)明中，也可以使用其他CT成像測試儀或者層析成像程序?qū)崿F(xiàn)旋噴樁1的超聲波速分布圖像的反演重建。

此外，在本發(fā)明中，所述超聲波速分布圖像包括超聲波速二維分布圖和超聲波速三維分布圖。根據(jù)所述超聲波速二維分布圖和超聲波速三維分布圖即可對旋噴樁的樁徑進(jìn)行判斷，也就是，當(dāng)旋噴樁檢測區(qū)域的超聲波速分布圖一致時，就表示旋噴樁直徑符合要求，當(dāng)旋噴樁檢測區(qū)域超聲波速分布圖不一致時，特別是旋噴樁邊緣部分變化較大時，就表示樁徑不符合設(shè)計要求。

最后，將上述步驟中得到的旋噴樁1的樁徑與設(shè)計要求的樁徑進(jìn)行比對，若相差過大以至于影響旋噴樁質(zhì)量，則調(diào)整旋噴樁施工參數(shù)，使得旋噴樁樁徑符合設(shè)計要求；若旋噴樁樁徑過小需要調(diào)整施工參數(shù)后重新旋噴。

在本發(fā)明中，所述施工參數(shù)包括噴嘴旋轉(zhuǎn)速度、噴嘴提升速度、重復(fù)噴射次數(shù)和噴射壓力。調(diào)整施工參數(shù)即當(dāng)旋噴樁直徑小于設(shè)計直徑時，降低噴嘴提升速度和噴嘴旋轉(zhuǎn)速度，重復(fù)噴射，加大噴射壓力；反之，加大噴嘴提升速度和噴嘴旋轉(zhuǎn)速度，降低噴射壓力。

本發(fā)明的應(yīng)用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并控制其樁徑的方法采用層析成像技術(shù)檢測旋噴樁并對其樁徑進(jìn)行控制，不僅能使檢測結(jié)果更為精確可靠，還能在施工過程中及時改變施工參數(shù)使得旋噴樁樁徑上下一致或者達(dá)到設(shè)計要求。

本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。