超聲法在鉆孔灌注樁樁底巖溶探測的應(yīng)用實(shí)例

李斌 孟慶生

摘要：在巖溶地區(qū)大橋樁基施工中，面臨最大的問題就是樁底存在巖溶及溶洞頂板的穩(wěn)定性問題。在未探明樁底溶洞發(fā)育的情況下進(jìn)行樁基施工，極易發(fā)生漏漿、樁基沉降等嚴(yán)重事故。目前，在樁底溶洞探測的方法常見有：高密度電法、地質(zhì)雷達(dá)法、地震波法、人工釬探法等。對于鉆孔或沖孔工藝成孔的樁基來說，由于護(hù)壁泥漿的影響，上述方法均無法較好實(shí)施，而本公司引進(jìn)基于超聲波技術(shù)的探測設(shè)備卻在此類工程背景下取得了理想的效果。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注;巖溶探測;樁基施工

1.工程概況

蔣家林大橋位于貴州中北部黔北山地高原地帶，屬綏陽縣洋川鎮(zhèn)所轄。附近海拔854.1～889.8m，相對高差35.7m，軸線通過段地面高程在854.0～868.7m之間，相對高差14.7m。地貌類型屬溶蝕型低山地貌。大橋上跨綏陽幸福大道，植被不發(fā)育，交通條件較好。主墩基礎(chǔ)由68根基礎(chǔ)組成，0號墩和13號墩采用采取5X2行列式布置，1號墩至12號墩采用4X1行列布置，采用沖孔工藝施工。

由于場區(qū)巖溶發(fā)育，為確保施工安全，要求對主墩68根樁基礎(chǔ)在成孔后完成樁底巖溶探測工作。

2.原理及方法

2.1探測原理

超聲成像技術(shù)是在樁底泥漿中利用聲納探測設(shè)備發(fā)射脈沖彈性波，當(dāng)波遇到樁基底部一定范圍內(nèi)的溶洞、溶蝕裂隙、軟弱夾層等不良地質(zhì)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射回波，設(shè)備局接收反射回波并根據(jù)波形特性分析推測樁底的不良地質(zhì)體的分布及發(fā)育情況，基本原理如圖2-1和圖2-2所示。

若遇到的溶洞頂板為弧形，其回波形態(tài)也呈現(xiàn)弧形形態(tài)，若為不規(guī)則頂板，則呈現(xiàn)的錯(cuò)亂的波形形態(tài)，如圖2-3所示。

2.2 測線布置

本次探測工作面為樁孔底部，物探測線布置平面示意圖如圖3.3所示。數(shù)據(jù)采樣間隔為0.02ms，采樣時(shí)長為5ms，發(fā)射探頭為儀器自帶的大功率高頻水下超磁同步震源，接收檢波器為4個(gè)水聲高頻與發(fā)射探頭相匹配，見附圖3.1。

3.探測結(jié)果及驗(yàn)證

經(jīng)數(shù)據(jù)處理，綜合成果圖分析，推斷：5-3號、5-4號孔底以下2-4m處，反射波形出現(xiàn)明顯異常，推測為巖溶發(fā)育。反射圖見圖3.1、圖3.2。

結(jié)合探測結(jié)果，隨即安排對兩孔加深沖孔深度，在沖擊至3.1米時(shí)擊穿溶洞，發(fā)現(xiàn)的洞高約1米左右。

4.結(jié)束語

基于超聲波法的探測儀作為一種樁底物探的新裝備在本項(xiàng)目探測實(shí)踐中，經(jīng)驗(yàn)證取得了理想的效果。本方法不依賴于超前鉆孔，是一種快速無損的檢查方法，尤其適用于因成孔后泥漿護(hù)壁或地下水發(fā)育而不能采用常規(guī)方法的情況下，可以逐根完成普查?，F(xiàn)場探測效率高對施工影響較小，具有明顯的應(yīng)用特點(diǎn)。

但本設(shè)備還存在諸如無法識(shí)別巖溶豎向高度、體積笨重、波速反演計(jì)算等多個(gè)方面存在缺陷和不足，需要進(jìn)行繼續(xù)深入的研究。

【參考文獻(xiàn)】

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