基于电磁感应效应的桥梁桩体直径检测试验.pdf
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1、中国新技术新产品2024 NO.1(下)-83-工 程 技 术我国地下空间的利用程度逐渐提高,对止水围护结构的标准也更严格。在地下工程中,经常通过高压旋喷混凝土连续成桩组成基坑止水帷幕来实现地下水阻断1-2。该技术通过高压喷射混凝土混合物形成一种紧密的混凝土桩墙,可以有效地阻止外界水源进入基坑内部,提高地下结构的防水隔水能力。由于其具有适用范围广、环保性高、灵活性好、经济合理、止水效果好以及噪声小等优点,因此在工程实践中得到广泛应用3。但是,在实际桩体施工的过程中,受施工机械、地下水条件以及土层性质等因素的影响,会出现桩体偏位、赋水、桩体断裂以及桩身部分位置存在孔洞与变径、夹泥或缩颈等问题,使
2、桩间发生渗水,最终导致止水帷幕失去隔水作用,严重影响工程结构的承载性能,存在较大的安全隐患。为了实时、动态以及精准地检测桩体直径,本文基于电磁感应技术,通过物理模型试验,分析了不同探测深度、不同探测方位的电磁感应信号变化规律,为类似工程提供借鉴。1 检测技术原理和信息处理方式1.1 电磁感应探测原理以电磁感应原理为基础,与瞬变电磁法相结合的人工源电磁探测法为电磁感应探测技术。该技术的具体实现方法是通过接地线源或不接地回线朝地下产生 1 个电磁场,使地下导体形成涡旋电流;涡旋电流电磁场的间隙内会再次形成一个磁场。当第一个磁场消失时,第二个磁场不会马上消失。利用接地电极或线圈对二次磁场进行观测,同
3、时分析时间与磁场间的关系,得到导体的空间形态电性分布结构。这种探测技术具有灵敏度高、分辨率高以及受地质体影响小等特点,因此,其广泛应用在工程领域中。在工程中经常采用电磁感应探测技术检测桩的具体情况,例如桩身是否完整、桩身信息变化等,当导体电阻率不同时,其表现的电磁感应响应信号规律也不同。通过分析被监测体电磁感应信号的变化情况来达到动态、实时监测隐蔽工程的目的。1.2 检测信号处理理论脉冲涡流检测法(PEC 检测方法)是一种无损检测方法,其用于检测金属材料或构件的内部缺陷。基于电磁感应原理,向被检测材料或构件施加一个交变的磁场,使其产生涡流。然后根据涡流的分布和变化来判断内部缺陷的位置和大小。该
4、研究通过该方法来处理和分析获取的检测信号。2 桩径检测模型试验权庄河大桥工程位于济南市东部,起自历城区彩石街道规划春晖路,向东至大东环昌家庄互通顺接章丘南环路,跨越历城、高新和章丘三区,全长 9.015km,规划为城市主干路,红线宽 37m。场地内地质复杂,存在软弱地层和砂土层,针对该项目地质条件复杂的情况,为保证基础稳定并保障安全,采用高压旋喷混凝土桩对地基进行加固。本文以该高压旋喷混凝土桩为研究对象,对其进行室内试验。2.1 模型桩的制作预制 3 种不同直径的独立模型桩,并在桩体中心部位留出 1 个孔道洞,洞口直径 100mm,用于安装电磁仪探测管,模型桩的养护时间为 3d。3 种直径桩分
5、别定义如下:1 号桩(D=400mm)、2 号桩(D=600mm)、3 号桩(D=800mm)、桩长均为 2m。模型桩所用混凝土材料配合比为铁磁性粉状易磁材料:普通硅酸盐水泥砂土=2kg 180kg 600kg,注意在配制的过程中要保证易磁材料均匀分布。2.2 试验方案这次共制定 2 种检测方案,检测信号的仪器为六通道巷孔瞬变电磁仪,图 1 为模型桩示意图。具体的 2 种方案如下:保持探测方位不变,以探测深度为变量,具体步骤为将正东方向(方位 A)设置为初始探测方向,当试验时,首先将探头 1 号通道对准该方向,即对准方位 A,其次沿着逆时针方向连续旋转 5 次探头,旋转角度为 60,分别标记为
6、方位 BF,最后每旋转一次后采集一次电磁感应信号。保持探测深度不变,以探测方位为变量,具体步骤为起始深度(0mm)设置为模型桩底面向上 500mm 的位置,以这个部位为基础分别向上垂直提升探测管 100mm,整个过程共提升6 次,每次提升后对电磁感应信号进行采集,总提升高度为100mm600mm。基于电磁感应效应的桥梁桩体直径检测试验于娟李鹤(济南通达公路工程有限公司,山东 济南 250200)摘 要:高压旋喷混凝土桩是地基防渗和加固工程中的常用手段,桩径的控制是影响桩身整体质量的关键因素之一。传统检测技术不能实时、有效地检测桩径。为了动态精准地检测桩体直径,本文以采用高压旋喷混凝土桩进行地基
7、加固的工程项目为背景,基于电磁感应技术,通过物理模型试验分析桩体在不同工况下的电磁感应信号变化趋势。结果表明,桩径大小会对感应信号响应造成较大的影响;桩体探测深度与探测方位不会对电磁感应信号响应造成较大影响;采用电磁感应检测技术能够获取桩体施工过程中各方位、各深度相对应的实时浆液扩散范围和桩径信息,以达到隐蔽工程可视化的目的,提高施工质量。关键词:高压旋喷混凝土桩;地基防渗;电磁感应技术;物理模型试验;电磁感应信号中图分类号:U448文献标志码:A中国新技术新产品2024 NO.1(下)-84-工 程 技 术3 结果分析采用 PEC 信号处理法对最初获取的信号进行去噪处理和取对数处理,除去背景
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