应用超声波ct技术检测桩基后压浆质量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用超声波CT技术检测粧基后压浆质量的方法，属于桥梁粧基检测领域。
【背景技术】
[0002]粧基后压浆技术是指在灌注粧成粧并达到一定强度后，通过预先埋置在粧周或粧身内的压浆管，使用高压注浆栗将能够起到胶结固化作用的浆液压入粧端土层和粧周土体中，从而粧底沉渣、粧端持力层和粧周泥皮利用浆液的渗透、填充、压密、劈裂和固结等作用，改变原土体的物理性质和力学状态，使粧端土和粧侧土的强度得到提髙，在不同程度上提高粧端阻力和粧侧摩擦力，进而减小粧的沉降量，提高粧的承载力。粧基后压浆技术通过向粧端和粧侧的土体注入能够起到胶结固化作用的浆液，加强、固化粧端和粧侧的土体，可有效减少粧长，提高灌注粧承载力，减少粧身沉降量，缩短工期、降低灌注粧的工程造价等优点，粧基后压浆技术优势明显，应用前景好，近些年在交通、建筑、水利等领域得到了广泛应用。
[0003]然而由于粧基属于隐蔽工程，粧基后压浆施工质量好坏难以判断，地质条件多变复杂，注浆过程中预先设定的浆液配方、注浆压力、压浆量在压浆工序实施后，其具体压浆效果的评定难度很大，到目前主要是通过测量单粧极限承载力来评定粧是否满足设计要求，该方法只能随机抽取一部分进行代表性检测，无法适用于大量粧基后压浆质量检测的工程应用，且无法直接对压浆效果进行评价，只能间接的反映压浆效果。在现有检测手段中，针对粧身底部和粧周土体中浆液的加固效果，目前尚未有较好的质量检测方法。
【发明内容】
[0004]为了克服现有粧基后压浆施工质量检测方法存在的上述缺陷，本发明提供一种可对粧基后压浆技术的压浆效果、浆液在土体中的分布情况进行检测，从而为评价粧基后压浆的效果提供检测数据的应用超声波CT技术检测粧基后压浆质量的方法。
[0005]本发明采用的技术方案是:
[0006]应用超声波CT技术检测粧基后压浆质量的方法，其特征在于:包括如下步骤:
[0007](1)、浆液配置、确定注浆压力、注浆速度以及注浆量:配置好的浆液需要满足灌浆设计强度；
[0008](2)、注浆前:将超声波CT检测装置的发射探头和接收探头分别放置在相邻粧基中预留的测试孔中，测试孔的预留深度均等于或大于灌注粧高度；所述的测试孔为检测管或钻孔；
[0009](3)、注浆前检测:先将发射探头固定在检测管或钻孔中的某个位置，然后按照要求间距即一个侧孔深度移动接收探头，接收探头接收发射探头发射的信号并将信号传输给地表仪器；当接收探头完成一个测孔深度的移动后，再将发射探头下移到另一个位置并重复前一个位置的操作步骤，直到发射探头完成整个检测管或钻孔的移动；通过发射探头和接收探头的移动配合得到若干条射线，每条射线记录了整个侧孔深度的参数特性，得到的参数特性能反映沿射线方向介质的参数情况，当测量区域中某点附近有数条射线通过时，即可通过层析成像算法求得该点的物性参数，将结果进行层析化处理得到参数的等值线图，通过等值线图可以分析剖面的地质情况；
[0010](4)、注浆前检测结束后，进行注浆:在压力作用下注浆栗将浆液通过预埋在粧身和粧周中的注浆管压入粧端土层和粧周土体中；
[0011](5)、注浆结束经养护加固后进行注浆后检测，注浆后检测的检测方式与上述步骤(3)的注浆前检测的检测方式相同；根据注浆前、后检测得到的参数曲线的对比分析，通过差值变化情况来反映出检测对象剖面的注浆效果，可以分辨出浆液对土体加固的范围。
[0012]所述的步骤(5)中注浆结束后，在加固土体与未加固土体之间形成第一和第二界面；其中，第一界面为灌注粧与原状土之间的界面，根据第一界面的高度可以得到浆液沿粧身的上返高度h;第二界面为原状土与原状土泥浆混合物之间的界面，根据第二界面的位置可以得到浆液在粧底扩散深度Η以及浆液在粧周原状土中的扩散宽度d ;根据注浆前、后检测得到的参数曲线的对比分析，通过差值变化情况来得到上返高度h、扩散深度Η和扩散宽度d，从而可以分析出浆液在沉渣、粧侧和粧端土体中的分布状态，从而可以评价注浆对粧侧摩阻力的改善效果、对粧底沉渣的加固改善效果以及对粧端承载力的改善效果。
[0013]本发明中，计算机断层扫描(简称CT)是根据在物体外部的测量数据，依照一定的物理和数学关系反演物体内部物理量的分布，最后由计算机以图像形式展现。超声波CT技术是在两个钻孔中分别发射和接收超声波，检测从发射源通过测试剖面到达接收点的物理参数，利用声波波速、振幅进行层析处理，用层析成像算法反演测试剖面上电磁波物性参数分布规律，再利用特定声波物性参数与材料的相关性，得到检测对象内部结构的图像。粧基后压浆在浆液注入后，粧端和粧周一定范围内的土体强度和密度必然会发生一定变化，因而可以利用声学参数的差异来反映浆液的分布状况。具体如下:
[0014]1、在粧基后压楽过程中，粧端以上一定高度内的泥皮土和泥皮土外围的土体在一定宽度范围内得到加固，浆液固结后土体参与粧的承载，改善了粧-土界面条件，提高了粧侧阻力，采用超声波CT技术可以检测浆液在粧周的分布范围和上返高度，从而评价注浆对粧侧摩阻力的改善效果；
[0015]2、在粧基后压浆过程中，粧基压浆注入的浆液与粧底的沉渣混合固化，凝结成一个强度高、化学性能稳定的结石体，采用超声波CT技术可以检测浆液在粧底沉渣的分布情况，从而评价注浆对粧底沉渣的加固改善效果；
[0016]3、粧基压浆注入的浆液在粧端持力层中扩散和渗透，使得粧端持力层的强度得到明显提高，从而提高粧端阻力，采用超声波CT技术可以检测浆液在粧端持力层的分布范围，从而评价注浆对粧端承载力的改善效果。
[0017]本发明的有益效果体现在:
[0018]采用超声波CT技术对粧基后压浆质量进行检测，通过信号图像重建可以得到物体的清晰均匀的高分辨率声成像，能提供直观的图像，检测范围大，可以直接对粧身周围土体浆液扩散宽度和浆液上返高度检测、粧底沉渣区域加固与粧端原状土层浆液分布检测，从而可以评价注浆对粧侧摩阻力的改善效果、对粧底沉渣的加固改善效果以及对粧端承载力的改善效果。
【附图说明】
[0019]图1为本发明超声波CT技术实施示意图一。
[0020]图2为本发明超声波CT技术实施示意图二。
[0021]图3为本发明超声波CT技术实施示意图三。
[0022]图4为本发明超声波CT技术实施示意图四。
[0023]图5为本发明超声波CT技术实施局部俯视图。
【具体实施方式】
[0024]参照图1至图5，应用超声波CT技术检测粧基后压浆质量的方法，包括如下步骤:
[0025](1)、浆液配置、确定注浆压力、注浆速度以及注浆量:配置好的浆液需要满足灌浆设计强度；
[0026](2)、注浆前:将超声波CT检测装置的发射探头11和接收探头12分别放置在相邻粧基中预