桩底溶洞探测技术及波形分析.docx

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桩底溶洞探测技术及波形分析

桩底溶洞探测技术及波形分析

一、桩底溶洞探测技术介绍

1、原理:

弹性波（声呐）反射探测法是在桩底泥浆中利用弹性波（声呐）探测设备发射弹性波，当声呐遇到桩基底部一定范围内的溶洞、溶蚀裂隙、软弱夹层等不良地质体时，会产生反射回波，探测设备接收反射回波并根据回波特性可以分析桩底的不良地质体的情况，是一种成熟的水下物探方法。

2、用途:

桩底溶洞探测仪是一种探测不良地质体的水中物探方法，可用于岩溶、软弱夹层、裂隙带的探测，评价嵌岩桩桩基持力层完整性可靠，是解决建筑物桩基围岩岩溶探测难、探测成本高两大难题的有效途径。

探测仪主机、探头及线架

根据《岩土工程勘察规范》，当在施工勘察阶段采用大直径嵌岩桩时，应对桩位进行专门的桩基勘察，勘察点应逐桩布置，勘探的深度应不小于桩底以下桩径的3倍并不小于5米。

目前，工程上一般采用一桩一孔或一桩多孔钻探方式进行桩位勘察，一桩一孔钻探往往会遗漏孔旁的岩溶，一桩多孔钻探勘察成本高、工期长。

声呐测法具有明显的技术和经济优势，它具有易解释、精度高、异常明显、分辨能力强、工期短、仪器设备投资少、探测费用低等优点。

3、操作如下步骤：

步骤1：

通过电缆利用孔口支架将声纳探测探头放置于桩底，将电缆与现场主机连接；桩孔孔底的沉渣一般要清理越干净越好，当遇到人工挖孔桩桩底没有泥浆液或水时需灌入10~20cm的水，以便保证声纳探测探头的声纳发射器和声纳传感器能与水接触。

对于有泥浆液的机械成孔桩，保证桩孔中的泥浆液的水位大于2米深以上，以防泥浆界面反射造成波形分析影响。

步骤2：

现场主机通过电缆读取桩底的声纳探测探头的姿态和每一个声纳接收传感器的方位，确保声纳发射器能几乎垂直桩底底面；

步骤3：

当声纳探测探头放置好后，现场主机通过电缆控制声纳探测探头发射声纳应力波，同时接收声纳信号分析处理；

步骤4：

探测好当次的探测数据后，可以将声纳发射探头旋转一定的方向，再重复步骤2、3重新进行探测；

步骤5：

将所有探测的声纳接收信号按声纳接收传感器的方位顺序排列生成探测声纳应力波剖面图并进行综合处理分析，确定桩底下面3倍桩径不小于5米的范围内是否存在溶洞或软弱岩体，以便确定桩底是否需要进行桩底地基处理。

4、仪器主要参数：

1）大功率高频水声弹性波发射震源；

2）24位A/D采样精度；

3）四通道同步硬件采集；

4）四个高频水声传感器；

5）探测深度：

0~10米；

6）探测精度：

≥5cm；

7）高精度三维探测姿态传感器；

8）军工级元器件，4G固态电子盘存贮器

9）、彩屏显示，8寸800×640液晶屏、触摸屏控制

10）直流12伏电池供电

11）主机体积：

210×180×60mm重量：

2.5kg.

5、桩底地层围岩探测类型有：

、桩底地层围岩完整；

、桩底地层围岩裂隙发育；

、桩底地层围岩破碎；

、桩底地层围岩存在溶洞（充填、不充填）。

6、桩底溶洞探测波形数据分析归纳：

1）桩底地层围岩完整——探测波形数据频率较高，波形规则、衰减正常。

2）桩底地层围岩裂隙发育——探测波形数据频率高，波形基本规则、衰减较正常，出现较弱的高频反射信号。

3）桩底地层围岩破碎——探测波形数据频率偏低，波形不规则、衰减不正常，出现较强的乱反射信号。

4）桩底地层围岩溶洞（充填（夹泥）、不充填）——探测波形数据频率较低，波形不规则、衰减不正常，出现较强的低频反射信号和较强同向轴反射波形。

二、桩底溶洞探测图例

1、桩底地层围岩完整类型波形图

2、桩底地层围岩裂隙发育类型波形图

3、桩底地层围岩破碎类型波形图

4、桩底地层围岩溶洞类型波形图

5、桩底地层围岩探讨论内容

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