[发明专利]一种用于旋喷桩成桩效果的实时检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于旋喷桩成桩效果的实时检测方法及系统，属于地基处理领域中的旋喷桩施工质量检测范畴。包括：(1)、在旋喷钻杆周围布设4排平行等间距电极测线；(2)、对测线上的电极进行同步并行电流激励与电位采集，获取各个电极的自然电场、激励电场与感应场数据；(3)、通过前期相似物理试验与数值模拟结果，并基于统计学方法获取桩型特征参数与突显注浆异常的特征值；(4)、根据采集的数据重建旋喷桩的视电阻率云图，并选择合适的视电阻率背景值评估浆液的流动与分布规律；(5)、根据实时的探测结果总结成桩效果，及时调整施工参数、纠正偏差。该发明基于地球物理学手段实现了对旋喷桩成桩效果的实时无损检测，节约了施工成本，保证了施工质量。

技术领域

本发明涉及地基处理领域中的旋喷桩施工质量监测领域，具体涉及一种基于小极距网络并行电法技术的旋喷桩成桩效果的实时检测方法及系统。

背景技术

旋喷桩法是一种用于地基加固和止水帷幕的新技术，它具有适用范围广、施工方便、效率高、操作简单等优点，适用于地基防沉陷、防渗透、地基补强等；该技术的原理是利用钻机把旋喷钻杆钻至预定的设计深度，然后喷出配置好的高压水泥浆液，同时注浆管缓慢匀速提升，同时还可以旋转或者摆动，对土体进行冲切扰动破坏并填充水泥浆液，待水泥浆液凝结固化后便可在地下形成符合要求的桩体；显然，旋喷成桩属于地下隐蔽工程，具有不可视特性，因此，寻找一种旋喷桩成桩效果有效检测方法显得非常重要。

常规的检测方法钻孔取芯法、高低应变法、声波透射法等，这些方法多数属于喷射施工结束后的成桩质量检测，无法在生产中发现问题并及时做出调整、改进，只对工程缺陷的补救具有指导意义，且无法检测高压喷射固结体的形状。

因此，为了及时、准确地发现高压喷射施工质量问题，迫切需要寻求一种旋喷施工过程的动态检测方法取代常规质量检测，用于实时获取施工过程中的成桩效果。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种用于旋喷桩成桩效果的实时检测方法及系统，该方法采用小极距并行电法技术检测旋喷桩的成桩效果，不仅能使检测结果更为精确可靠，还能在施工过程中及时改变施工参数使得成桩效果达到设计要求。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于旋喷桩成桩效果的实时检测方法，其具体步骤为：

步骤A、根据旋喷钻杆尺寸以及探测桩径范围合理布设4排平行等间距电极测线。在确定各个电极的位置时，需要综合考虑旋喷桩的探测范围，若本发明在设计时考虑的最大探测半径为R，那么需在旋喷钻杆末端沿垂向铺设四道电极测线，各个电极垂向间距为2R/15，总测试电极数为64个，另有1公共地电极N布设在地面，用于补偿无穷远电势。

步骤B、对测线上的电极进行同步并行电流激励与电位采集，实现旋喷钻杆附近的全空间电流覆盖，获取测线上各个电极的自然电场、激励电场与感应场数据；测线上的电极采用异性电源场的工作方式，循环性地由任意两个电极作为供电的正负极，其余62个电极则扮演采集电极的角色。

步骤C、通过前期相似物理试验与数值模拟，并基于统计学方法获取多变量下的桩型特征参数和可以突出注浆异常信息的特征值。前期相似物理试验与数值模拟，需按照如下步骤进行，获得可以突显注浆异常信息的特征参量：

(1)测试旋喷浆液、地下水、土等材料的电导性；

(2)通过COMSOL建立不同材料下的并行电法激励、采集数值模拟过程；

(3)根据数值模拟结果获得不同注浆状态下的敏感性参量，并基于统计学方法获取多变量下的桩型特征参数和可以突出注浆异常信息的特征值；

步骤D、根据获得的实时现场数据反演重建旋喷桩的视电阻率分布云图，并通过喷浆前获取的钻杆周围视电阻率作为背景值来评估浆液的流动与分布规律。

步骤E、根据实时的探测结果反馈总结注浆情况和成桩效果，及时调整施工参数、纠正偏差。