應(yīng)用聲波測井系統(tǒng)檢測樁基后壓漿質(zhì)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用聲波測井系統(tǒng)檢測粧基后壓漿質(zhì)量的方法，屬于橋梁粧基檢測領(lǐng)域，具體來說是涉及粧基工程在實(shí)施粧基后壓漿技術(shù)后，采用聲波測井系統(tǒng)對其壓漿效果進(jìn)行評價的一種方法。
【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，改變原土體的物理性質(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，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等優(yōu)點(diǎn)，粧基后壓漿技術(shù)優(yōu)勢明顯，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┖?，其具體壓漿效果的評定難度很大，到目前主要是通過測量單粧極限承載力來評定粧是否滿足設(shè)計要求，該方法只能隨機(jī)抽取一部分進(jìn)行代表性檢測，無法適用于大量粧基后壓漿質(zhì)量檢測的工程應(yīng)用，且無法直接對壓漿效果進(jìn)行評價，只能間接的反映壓漿效果。在現(xiàn)有檢測手段中，針對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、地質(zhì)條件多變復(fù)雜、注漿過程中預(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壓漿效果的評定難度很大等的缺陷，本發(fā)明提供一種采用聲波測井系統(tǒng)的方法，可以對粧基后壓漿技術(shù)的壓漿效果、漿液在土體中的分布情況進(jìn)行檢測，從而為評價粧基后壓漿的效果提供檢測數(shù)據(jù)的應(yīng)用聲波測井系統(tǒng)檢測粧基后壓漿質(zhì)量的方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]應(yīng)用聲波測井系統(tǒng)檢測粧基后壓漿質(zhì)量的方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0007](1)、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)計強(qiáng)度；
[0008](2)、注漿前對粧端、粧側(cè)和粧底土體的檢測:將聲波測井探頭放置在灌注粧粧基中預(yù)留的檢測管中，待聲波測井探頭與檢測管的底部接觸后開始檢測，聲波測井探頭按照預(yù)設(shè)間隔距離逐漸向上提升，利用聲源發(fā)出聲波脈沖引起周圍質(zhì)點(diǎn)振動，在土層中產(chǎn)生折射波和反射波，通過地表儀器將上述折射波和反射波接收并記錄下來，再通過數(shù)據(jù)處理就可以得到檢測管周圍介質(zhì)的聲學(xué)性質(zhì)曲線，包括聲速、聲幅，時差等，分析后獲得粧端、粧底和粧側(cè)土體的土層信息；
[0009](3)、注漿前檢測結(jié)束后，進(jìn)行注漿:在壓力作用下注漿栗將漿液通過預(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；
[0010](4)、注漿結(jié)束經(jīng)養(yǎng)護(hù)加固后進(jìn)行注漿后檢測，注漿后檢測的檢測方式與上述步驟(3)的檢測方式相同，可以得到注漿后檢測管周圍介質(zhì)的聲學(xué)性質(zhì)參數(shù)；根據(jù)注漿前、后檢測得到的聲學(xué)性質(zhì)參數(shù)的對比分析，獲得粧端、粧底和粧側(cè)土體的土層信息。
[0011]所述的步驟(4)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)注漿前、后檢測得到的聲學(xué)性質(zhì)參數(shù)的對比分析，通過差值變化情況來得到上返高度h、擴(kuò)散深度Η和擴(kuò)散寬度d，從而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)，從而可以評價注漿對粧側(cè)摩阻力的改善效果、對粧底沉渣的加固改善效果以及對粧端承載力的改善效果。
[0012]所述的聲波測井探頭上移的預(yù)設(shè)間隔距離為100?500mm。
[0013]由波動理論可知，聲波在不同介質(zhì)中傳播時，其速度、幅度衰減以及頻率變化等聲學(xué)特性是不同的。聲波測井系統(tǒng)利用聲源發(fā)出聲波脈沖引起周圍質(zhì)點(diǎn)振動，在土層中產(chǎn)生折射波和反射波，通過地表儀器將這些波接受并記錄下來，再通過數(shù)據(jù)處理就可以得到檢測管周圍介質(zhì)(加固土體)的聲學(xué)性質(zhì)曲線，分析后就可以獲得土層信息。粧基后壓漿在漿液注入后，粧端和粧周一定范圍內(nèi)的土體強(qiáng)度和密度必然會發(fā)生一定變化，因而可以利用聲學(xué)特性的差異來反映漿液的分布狀況。
[0014]按照測量參數(shù)分類，聲波測井系統(tǒng)測量粧基后壓漿方法主要包括聲速測井、聲幅測井、聲波全波列測井和多級子陣列聲波測井。聲速、聲幅測井測量參量主要針對聲波的傳播速度和波形振動幅度，記錄聲波信號的滑行縱波首波的速度(時差)或幅度信息。全波列測井和多級子陣列聲波測井記錄時間窗長內(nèi)所有的聲波波列信號，包括縱波、橫波和斯通利波等多種波成分的速度、幅度、頻率等信息，通過對波列信號的分析和處理，可準(zhǔn)確提取縱、橫波和斯通利波時差，求取各種物理參數(shù)。
[0015]針對粧基后壓漿加固范圍，使用聲波測井系統(tǒng)進(jìn)行壓漿效果的檢測內(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、粧底沉渣區(qū)域加固與粧端原狀土層漿液分布檢測。
[0016]1、在粧基后壓楽過程中，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，采用聲波測井系統(tǒng)可以檢測漿液在粧周的分布范圍和上返高度，從而評價注漿對粧側(cè)摩阻力的改善效果。
[0017]2、在粧基后壓漿過程中，粧基壓漿注入的漿液與粧底的沉渣混合固化，凝結(jié)成一個強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定的結(jié)石體，采用聲波測井系統(tǒng)可以檢測漿液在粧底沉渣的分布情況，從而評價注漿對粧底沉渣的加固改善效果；
[0018]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，采用聲波測井系統(tǒng)可以檢測漿液在粧端持力層的分布范圍，從而評價注漿對粧端承載力的改善效果。
[0019]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:采用聲波測井系統(tǒng)對粧基后壓漿質(zhì)量進(jìn)行檢測，可以直接對粧身周圍土體漿液擴(kuò)散寬度和漿液上返高度檢測