[发明专利]基于声波传播原理检测扩底灌注桩桩底注浆效果的方法

说明书

本发明公开了一种基于声波传播原理检测扩底灌注桩桩底注浆效果的方法。针对扩底灌注桩，在注浆完成后，于桩身周围适当的距离均匀布置若干声测管，管长应适当长于桩长，以清水为耦合剂，将声波换能器和接收器分别放入两根声测管中，沉入管底，选取合适的声波参数，保持相同标高或固定标高差，以合适的速率匀速向上提升声波换能器和接收器，继而得到声波的时程曲线，从中分析桩端扩大头的注浆效果。

技术领域

本发明属于声波透射法测桩领域，具体为一种基于声波传播原理检测扩底灌注桩桩底注浆效果的方法。

背景技术

随着城市发展加速，市政基础设施、桥梁、公用及民用建筑的规模越来越大，对基础的承载力要求水涨船高。特别在我国东南沿海地区，软黏土层深厚，普通的灌注桩难以满足承载能力要求，经济成本也随着上升。因此，扩底灌注桩成为了软土地区的常用基础形式，相比同等直桩，其承载力有明显提高，沉降也大幅减小，极大的提高了基础和上层结构物的力学性质。

目前的扩底灌注桩形式多样。如夯扩桩，扩底效果可靠，成桩质量较好，但施工环境限制多，污染大，承载力有限；机械扩底桩，地质适应性强，桩体承载力较高，质量易保障，但成本相对较高；人工挖孔扩底桩，承载力高，但是施工安全隐患较大，施工条件苛刻；压力注浆扩底桩，对孔底虚土和沉渣问题难以解决，影响结构安全；爆炸扩底桩，使用范围受限制，孔底余土难以清理。

可见，扩底桩的扩大头部分对于桩体承载力有很大的影响，而其质量却难以保证，因此对扩大头的注浆质量检测是十分必要的。但现在还没有专门的仪器和方法能检测桩底扩大头的注浆效果。

在桩基工程中，涉及到混凝土、岩土体等多种材料，不同的力学性质导致声阻抗存在较大差异。对于密实的混凝土，声波传播速度快，对于不密实的混凝土或者一般软黏土，声波传播更慢。通过对声波传播的时程曲线分析，可以得到传播路径上的桩土性质，从而进一步判断成桩效果和注浆效果。

发明内容

扩底灌注桩较直桩有更优异的力学性质，但是扩大头部分的注浆效果难以保障，需要必要的检测。现今的方法主要基于传统直桩的检测技术，缺乏专用方法和仪器，难以对扩大头的注浆效果作出准确的判断。本发明的目的在于针对扩底灌注桩桩端扩大头的检测方法缺乏的问题，提供一种基于声波传播原理检测扩底灌注桩桩底注浆效果的方法。该方法利用材料差异引起的波阻抗差异，根据声波的时程曲线来判断桩端扩大头的注浆效果，能准确提供扩大头的力学数据，并进一步为承载力估算、施工方法等提供反馈。

本发明所采用的具体技术方案如下:

基于声波传播原理检测扩底灌注桩桩底注浆效果的方法，包括以下步骤：

步骤1：扩底灌注桩注浆后，在桩体周围钻孔，在桩体周围均匀的垂直埋设若干条底部封闭的声测管，声测管成对均匀分布于桩体周围，且管底高度低于桩体底部高度；

步骤2：在声测管中注满清水作为耦合剂；

步骤3：将相匹配的接收换能器和发射换能器分别置于位于桩体两侧的两个声测管的底部，所述的两个声测管连线至少穿过部分桩体横截面；

步骤4：将两个换能器从桩体底部开始向上提升逐点检查，且两个换能器须保持以相同标高或固定高差同步升降，在提升过程中发射换能器以预设的谐振频率发射声波，接收换能器实时接收信号；

步骤5：由发射换能器和接收换能器发射和接收到信号的时间以及两者之间的距离，换算得到两个换能器之间的声速时程曲线；将该时程曲线与标准声速时程曲线进行比较，判断扩底灌注桩桩底注浆效果；

步骤6：对桩体周围其余的声测管成对组合，重复步骤2～5，完成对所有目标断面的检测。