一种孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法与流程

本发明涉及桩基工程，尤其涉及一种孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法。

背景技术：

1、钻孔灌注桩是指采用不同的成孔方案，在土、砂、石中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋笼骨架悬吊于井孔中，浇筑混凝土形成的桩基础，钻孔灌注桩的施工质量与地质条件息息相关。我国是世界上碳酸盐分布面积最大且岩溶发育最典型的区域之一，在岩溶地区进行钻孔灌注桩施工时，如果不查明地下的不良地质体（岩溶形态和地貌特征）发育情况，会造成塌孔、地面沉降、埋钻、周围建筑开裂等严重事故。

2、目前，应用最广泛的地质勘察手段有钻孔取芯、地质雷达和瞬变电磁法等方法；其中，钻孔取芯成本高，仅能探测钻孔位置的地质情况，探测范围有限，存在“一孔之见”，若要扩大探测范围，则要增加钻孔数量、钻孔宽度，钻芯取芯成本高，工期长；地质雷达虽然可以扩大探测范围，但其最大探测深度只有30m，探测深度有限，对于更深的地质探测则无法实现。

3、瞬变电磁法是一种时间域电磁感应方法，其原理是：在发送回线上供一个电流脉冲方波，在方波后沿下降的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡（衰减）过程，该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向掌子面传播，由接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况。瞬变电磁法具有成本低、操作简便、探测深度大、对含水含泥溶洞等具有很强的敏感性且不易收到外部干扰等特点，被广泛应用于隧道超前地质预报、防渗墙质量检测、矿井含水断层探测、地下溶腔探测、地下管线探测和隧道塌陷区探测等领域。然而，传统的瞬变电磁探测为单一的探测形式，探测过程中容易受到干扰，对于钻孔灌注桩的地质探测，无法在探测的同时验证探测结果，无法保证钻孔灌注桩的施工质量。

4、因此，提高钻孔灌注桩施工区域地质探测结果的准确性，对于提高桩基的施工质量、降低安全风险、缩短工期具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，采用孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩施工之前进行逐孔探测，能够降低钻孔灌注桩的施工安全风险，保证施工质量，缩短工期，节约成本。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

3、一种孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，包括以下步骤：

4、步骤一、获取钻孔灌注桩施工区域的地质资料，在施工区域内标定y1桩位置，在y1桩范围内钻设一个一定深度的y1钻孔，获取y1钻孔资料；

5、步骤二、在y1钻孔周围布设测线；

6、步骤三、在测线上布置测点；

7、步骤四、设定瞬变电磁采集的参数，进行数据采集；

8、步骤五、对采集的数据进行分析；

9、步骤六、对分析结果进行验证，若分析结果与验证结果一致，在其他待施工区域采用步骤一到步骤五相同的方式进行孔-瞬变电磁法探测，根据探测结果进行钻孔灌注桩施工。

10、优选地，所述步骤二具体为：在y1钻孔周围的地面上平行布设多条测线，对每条测线进行编号，每条测线的长度相同，相邻测线之间的间隔相同或不同。

11、优选地，多条测线的布置方式为：在y1桩所在位置布置一条或多条测线，在y1钻孔所在位置或靠近y1钻孔位置布置一条或多条测线，在y1桩的一侧靠近y1桩所在位置布置一条或多条测线，在y1桩的另一侧远离y1桩所在位置布置一条或多条测线。

12、优选地，所述步骤三在测线上布置测点时，在每条测线上均匀布置多个测点，对每个测点进行编号，每条测线的两端均布置有测点，相邻测点之间的间距为0.5~1m。

13、优选地，所述步骤五具体为：分别对每条测线上各个测点位置采集的数据进行整合，得到每条测线的多测道剖面图；分别对每条测线上各个测点位置采集的数据进行成像，得到每条测线的视电阻率图；对所有采集的数据进行视深度三维成像，得到视深度三维立体图。

14、优选地，所述步骤六对分析结果进行验证的具体步骤为：根据y1钻孔标定的瞬变电磁探测结果，在y1桩位置进行冲孔打桩，获取桩孔不同深度位置的渣样，将获取的渣样与瞬变电磁探测结果进行比对，判断瞬变电磁探测结果与实际位置的渣样是否一致；若一致，对其进行进一步验证；若不一致，改进探测方式，在其他位置进行重复探测，以获得准确的探测数据或者结束探测。

15、优选地，所述进一步验证步骤为：在桩孔底部进行声呐探测，探测桩底以下的地质情况；探测时，在桩底泥浆中通过声呐探测设备发射声呐弹性波，当声呐在桩底或桩间一定范围内遇到不良地质体时，产生声呐回波，通过仪器数据采集系统将回波数据信号储存，并通过专用处理软件进行实测波形回放及计算，然后根据声呐回波的特性判定不良地质体的类型。

16、优选地，所述步骤四中的参数包括发射频率、叠加次数、线圈长度和采样频率；设定参数后，分别采集每条测线上不同测点位置的电压。

17、优选地，所述y1桩的桩孔深度不小于y1钻孔深度。

18、优选地，所述y1钻孔垂直打入地层。

19、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

20、本发明的孔-瞬变电磁法能够有效探测钻孔灌注桩施工区域的不良地质体情况，为钻孔灌注桩施工提供数据支持，有利于降低钻孔灌注桩的施工安全风险，保证施工质量。

21、本发明的孔-瞬变电磁法将钻探与瞬变电磁探测相结合，能够在对灌注桩进行探测的同时，对钻探进行验证，大大提高了解释的准确性，相比于传统单一的钻探法或瞬变电磁法，本发明的方法为钻孔灌注桩瞬变电磁探测提供了一种“孔-瞬变电磁探测”的解释思路，降低了工程成本，丰富了岩溶地质条件的探测手段。

22、本发明可以采用同点组合方式（框内回线、重叠回线）进行观测，可以与探测目标达到最佳耦合，所得到异常的幅度大，形态简单，受旁侧影响小，提高了对地质体的横向分辨率。

技术特征：

1.一种孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，所述步骤二具体为：在y1钻孔周围的地面上平行布设多条测线，对每条测线进行编号，每条测线的长度相同，相邻测线之间的间隔相同或不同。

3.根据权利要求2所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，多条测线的布置方式为：在y1桩所在位置布置一条或多条测线，在y1钻孔所在位置或靠近y1钻孔位置布置一条或多条测线，在y1桩的一侧靠近y1桩所在位置布置一条或多条测线，在y1桩的另一侧远离y1桩所在位置布置一条或多条测线。

4.根据权利要求2所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，所述步骤三在测线上布置测点时，在每条测线上均匀布置多个测点，对每个测点进行编号，每条测线的两端均布置有测点，相邻测点之间的间距为0.5~1m。

5.根据权利要求2所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，所述步骤五具体为：分别对每条测线上各个测点位置采集的数据进行整合，得到每条测线的多测道剖面图；分别对每条测线上各个测点位置采集的数据进行成像，得到每条测线的视电阻率图；对所有采集的数据进行视深度三维成像，得到视深度三维立体图。

6.根据权利要求1所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，所述步骤六对分析结果进行验证的具体步骤为：根据y1钻孔标定的瞬变电磁探测结果，在y1桩位置进行冲孔打桩，获取桩孔不同深度位置的渣样，将获取的渣样与瞬变电磁探测结果进行比对，判断瞬变电磁探测结果与实际位置的渣样是否一致；若一致，对其进行进一步验证；若不一致，改进探测方式，在其他位置进行重复探测，以获得准确的探测数据或者结束探测。

7.根据权利要求6所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，所述进一步验证步骤为：在桩孔底部进行声呐探测，探测桩底以下的地质情况；探测时，在桩底泥浆中通过声呐探测设备发射声呐弹性波，当声呐在桩底或桩间一定范围内遇到不良地质体时，产生声呐回波，通过仪器数据采集系统将回波数据信号储存，并通过专用处理软件进行实测波形回放及计算，然后根据声呐回波的特性判定不良地质体的类型。

8.根据权利要求2所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，所述步骤四中的参数包括发射频率、叠加次数、线圈长度和采样频率；设定参数后，分别采集每条测线上不同测点位置的电压。

9.根据权利要求6所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，所述y1桩的桩孔深度不小于y1钻孔深度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的孔-瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，其特征在于，所述y1钻孔垂直打入地层。

技术总结
本发明公开了一种孔‑瞬变电磁法在钻孔灌注桩中的检测应用方法，能够对钻孔灌注桩所在区域的不良地质体进行检测和验证，根据检测结果进行钻孔灌注桩施工，能够降低钻孔灌注桩施工的安全风险，保证施工质量，缩短工期，节约成本。该方法包括以下步骤：获取钻孔灌注桩施工区域的地质资料，在施工区域内划设Y1桩施工位置，在Y1桩范围内钻设一个一定深度的Y1钻孔，获取Y1钻孔资料；在Y1钻孔周围布设测线；在测线上布置测点；设定瞬变电磁采集的参数，进行数据采集；对采集的数据进行分析；对分析结果进行验证，若分析结果与验证结果一致，在其他待施工区域采用步骤一到步骤五相同的方式进行孔‑瞬变电磁法探测，根据探测结果进行钻孔灌注桩施工。

技术研发人员：黄有堂,赵学敏,郑洪斌,高祁,黄小妙
受保护的技术使用者：中交第四航务工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15