[发明专利]基于分区超声波层析成像的地下连续墙缺陷检测方法

说明书

本发明提供基于分区超声波层析成像的地下连续墙缺陷检测方法。将待浇筑的地下连续墙划分为网格状的矩形检测区域，超声波传感器沿各矩形检测区域边缘布置，固定于钢筋笼的相应位置，超声波传感器通过数据线与地面的主机相连；下放钢筋笼并进行混凝土浇筑，形成地下连续墙；在每个矩形区域的超声波传感器间进行超声波透射测量并记录声时数据，测量完成后对声时进行层析成像，得出地下连续墙内部的声速分布，通过声速分析得出地下连续墙内部缺陷的具体分布。本发明无需在地下连续墙内埋设测管，不会对地下连续墙结构产生不利影响；本发明的方法耦合性能更好，减少超声波的衰减，提高探测效率；本发明采集数据量大、数据覆盖面广，成像精度高。

技术领域

本发明属于地下结构检测技术领域，涉及一种基于分区超声波层析成像的地下连续墙缺陷检测方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展以及城市化步伐的加快，为满足市民日益增长的出行、轨道交通换乘、商业、停车等需要，地下空间开发规模越来越大，基坑的深度也越来越深。这些深大基坑通常位于密集城市中心区，基坑周围地面坐落着各类建筑结构和交通干道，地下则密布各种地下管线和地铁隧道等，使得基坑周边环境条件复杂、对基坑变形控制要求高。在这种条件下，地下连续墙结合内支撑系统是常用的围护结构型式之一。然而，由于地下连续墙结构设计复杂、施工工序繁复，再加上地质情况多变，施工水平参差不齐等诸多不利因素，导致地下连续墙在施工中经常出现裂缝、夹泥、空洞、接头开裂以及长度不足等缺陷，严重威胁基坑施工以及周边环境安全。因此，非常有必要在基坑开挖前查明地下连续墙内部缺陷，为结构修复和风险预判提供可靠依据。

目前常用的检测方法主要有钻芯取样法、水位观测法以及声波透射法等。钻芯取样法仅能对取样点周围非常有限范围内的结构质量作出说明，而不能全面反映地下连续墙缺陷分布。水位观测法在地下连续墙两侧设置若干水位观测井，通过抽水试验对比基坑内外观测井水位来判断缺陷位置，该方法只能大致了解缺陷方位，难以判断缺陷的具体位置。声波透射法通过在地下连续墙内竖直方向预埋声测管，将超声波发射器和接收器分别放置于两根相邻声测管内，利用地下连续墙缺陷部位和完整部位的声速差异来推断缺陷的分布。但该方法的局限性在于：首先，声测管埋设过程中，地下连续墙混凝土浇筑容易造成预先固定在钢筋笼上的声测管弯曲变形、堵塞甚至断裂，导致超声波探头无法进入；其次，超声波测量仅能在预埋的声测管内进行，数据量偏小，影响对缺陷的判别精度；最后，超声波探头在声测管内发射和接收信号，通常采用声测管内的水作为耦合剂，但水和混凝土的性质差异会导致超声波在界面处发生反射，进入地下连续墙内的能量减弱，影响超声波在混凝土中的探测深度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有地下连续墙缺陷检测技术的不足，提供一种基于分区超声波层析成像的地下连续墙缺陷检测方法。

本发明的技术方案：

一种基于分区超声波层析成像的地下连续墙缺陷检测方法，用于检测地下连续墙内部缺陷的具体分布，步骤如下：

埋设超声波传感器3：将待浇筑的地下连续墙1划分为若干个矩形区域，形成网格状的矩形检测区域；超声波传感器3沿着各矩形区域的边缘布置，固定于钢筋笼2的相应位置，超声波传感器3布置间隔根据成像精度和现场施工情况确定；超声波传感器3通过数据线4与地面的主机5相连；超声波传感器3安装完成后，下放钢筋笼2并完成地下连续墙1的混凝土浇筑。

超声波透射测量：地下连续墙1的混凝土凝固后，对任意一个矩形区域，选取任意一个边界的一个超声波传感器3作为发射端，与发射端不在同一边界线上的其余所有超声波传感器3作为接收端，进行超声波透射测量，记录每次测量的声时数据；同样方式，实现对全部矩形区域的超声波透射测量。

结果分析：测量完成后，对每个矩形区域的声时数据进行层析成像，得出地下连续墙1内部的声速分布，通过声速分析得出地下连续墙1内部缺陷的具体分布。