一种运用电磁感应来检测旋喷桩径的处理方法与流程

1.本发明涉属于地基处理领域中旋喷桩施工质量监测技术方面，尤其是指一种运用电磁感应来检测旋喷桩径的处理方法。


背景技术：

2.高压旋喷桩是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成水泥土加固体。
3.随着国家大量建设高速公路、高层建筑、特大桥，这些建设都涉及到桩基工程，而在这些桩基工程中，高压旋喷桩应用极其广泛，其质量检测也是十分重要。旋喷桩桩径对桩的承载力影响巨大，决定着工程的质量。旋喷桩相较于其他桩，桩径不易控制且不易检测的特点尤为突出。
4.此外，工程中的每一根桩都必须被检测到，以此来保证安全。但实际上，都是按某种比例抽检。因此如果能整体检测一个区域的桩就能更好地控制桩的质量。另外，由于工期普遍缩短，而桩是各种建筑物的基础，任何后续工作必须在桩基检测合格后才能进行，所以某些时候需要快速准确的检测桩基。由于现有的桩基检测方法会破坏桩体，降低桩的强度，难以满足要求。
5.因此，为了实时监测旋喷法的成桩质量，需要研发一种旋喷桩施工过程中的新型监测技术，基于此，本发明提出一种运用电磁感应来检测旋喷桩径的处理方法。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种运用电磁感应来检测旋喷桩径的处理方法。
7.一种运用电磁感应来检测旋喷桩径的处理方法，包括以下步骤：
8.s1：提取参数建立空间直角坐标系；从瞬变电磁仪采集系统中提取感应电动势、时间点等电磁特征参数，并以旋喷桩体在地表上的中心为坐标原点建立空间直角坐标系，进而可得在任一时间点瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置坐标，并提取钻头轨迹坐标；
9.s2：确定旋喷桩体边界的有效感应电动势；识别并提取旋喷桩体边界的有效感应电动势；由于旋喷中的动态切削过程，旋喷桩体水平截面的感应电动势在旋喷时呈现逐渐增加的趋势，当旋喷作用达到最大桩径时，感应电动势不再增加；因此，按时间点次序将感应电动势从大到小依次排列，选取感应电动势最大的一组数据；此外，还要获取每一时间节点对应的瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置坐标；
10.s3：确定旋喷桩体的有效视电阻率；基于步骤2的瞬变电磁仪采集器中心空间位置坐标，通过建立视电阻率与半空间电阻率之间的关系方程即可计算出瞬变电磁仪采集器周边的桩土视电阻率模型；根据旋喷桩体的视电阻率模型，设定检测区域的视电阻率高于桩周土体视电阻率的25％则认定为旋喷桩体，按此标准可在旋喷桩体的视电阻率模型中确定
旋喷桩体的最大边界s1；
11.s4：拟定旋喷桩体边界；基于步骤2中的最大感应电动势，可计算出旋喷桩体的直径，进而可获得最大感应电动势及其对应的时间节点、在该时间节点瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置；在步骤1空间直角坐标系下，计算从中心坐标原点到某一时间节点的线段x，然后在瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置上，将线段x的一端点放到起点位置，则另一端点即为旋喷桩体的边界点，重复以上步骤，得出旋喷桩体的边界s2，其与旋喷桩体的最大边界s1的并集，即为旋喷桩体的拟定边界s3；
12.s5：排除无效旋喷桩体边界点；旋喷桩体的边界应处于引孔边界外侧，且处于旋喷极限喷射边界内侧，进而对旋喷桩径的拟定边界s3进行识别，排除无效旋喷桩体边界点；最终获得旋喷边界上有效的空间坐标数据；
13.s6：确定有效桩径结果；将旋喷边界上有效的空间坐标数据整合，即确定空间条件下有效的旋喷桩径结果。
14.在本发明的一个实施例中，s1中所述瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置坐标和钻头轨迹坐标中的数据精度为2mm。
15.在本发明的一个实施例中，s4中所述旋喷桩径的拟定边界s3上的空间坐标数据以及旋喷边界上有效的空间坐标数据应达到设定的数据密度，在垂直方向每米应至少包含3000个旋喷桩径的拟定边界s3上的空间坐标数据，且在垂直方向每米应至少包含2000个旋喷边界上有效的空间坐标数据。
16.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
17.1，及时调整，可以在线监测正在施工中的旋喷桩桩径，并根据监测结果随时调整施工参数，保证施工质量。2，测量精确，旋喷桩桩径在线监测装置可以沿桩长给出桩径的变化曲线，可以测量出实际值。3，节省时间，以往检测方法无论开挖检测还是钻孔取芯都需要在旋喷桩固接后进行，等待时间长，影响施工工期。4，节省费用，此检测方法无需耗费太多人力或设备，节省成本。
附图说明
18.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
19.图1是本发明用于旋喷桩径检测的电磁感应的数据处理方法的施工流程。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
21.实施例1
22.在本例中，对本发明介绍的一种运用电磁感应来检测旋喷桩径的处理方法进行小规模试验，选取室外场地进行如下操作：
23.如图1所示，一种运用电磁感应来检测旋喷桩径的处理方法，其特征在于，基于瞬变电磁仪对旋喷施工过程的检测数据，采用如下步骤将瞬变电磁仪的采集数据进行处理进而确定旋喷桩径的方法：
24.步骤一：提取参数建立空间直角坐标系；从瞬变电磁仪采集系统中提取感应电动势、时间点等电磁特征参数，并以旋喷桩体在地表上的中心为坐标原点建立空间直角坐标系，进而可得在任一时间点瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置坐标，并提取钻头轨迹坐标；
25.步骤二：确定旋喷桩体边界的有效感应电动势；识别并提取旋喷桩体边界的有效感应电动势；由于旋喷中的动态切削过程，旋喷桩体水平截面的感应电动势在旋喷时呈现逐渐增加的趋势，当旋喷作用达到最大桩径时，感应电动势不再增加；因此，按时间点次序将感应电动势从大到小依次排列，选取感应电动势最大的一组数据；此外，还要获取每一时间节点对应的瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置坐标；
26.步骤三：确定旋喷桩体的有效视电阻率；基于步骤2的瞬变电磁仪采集器中心空间位置坐标，通过建立视电阻率与半空间电阻率之间的关系方程即可计算出瞬变电磁仪采集器周边的桩土视电阻率模型；根据旋喷桩体的视电阻率模型，设定检测区域的视电阻率高于桩周土体视电阻率的25％则认定为旋喷桩体，按此标准可在旋喷桩体的视电阻率模型中确定旋喷桩体的最大边界s1；
27.步骤四：拟定旋喷桩体边界；基于步骤2中的最大感应电动势，可计算出旋喷桩体的直径，进而可获得最大感应电动势及其对应的时间节点、在该时间节点瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置；在步骤1空间直角坐标系下，计算从中心坐标原点到某一时间节点的线段x，然后在瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置上，将线段x的一端点放到起点位置，则另一端点即为旋喷桩体的边界点，重复以上步骤，得出旋喷桩体的边界s2，其与旋喷桩体的最大边界s1的并集，即为旋喷桩体的拟定边界s3；
28.步骤五：排除无效旋喷桩体边界点；旋喷桩体的边界应处于引孔边界外侧，且处于旋喷极限喷射边界内侧，进而对旋喷桩径的拟定边界s3进行识别，排除无效旋喷桩体边界点；最终获得旋喷边界上有效的空间坐标数据；
29.步骤六：确定有效桩径结果；将旋喷边界上有效的空间坐标数据整合，即确定空间条件下有效的旋喷桩径结果。
30.优选地，所述瞬变电磁仪采集器中心所对应的空间位置坐标和钻头轨迹坐标中的数据精度为2mm。
31.优选地，所述旋喷桩径的拟定边界s3上的空间坐标数据以及旋喷边界上有效的空间坐标数据应达到设定的数据密度，在垂直方向每米应至少包含3000个旋喷桩径的拟定边界s3上的空间坐标数据，且在垂直方向每米应至少包含2000个旋喷边界上有效的空间坐标数据。
32.在室外场地上采用本发明的旋喷桩径检测的电磁感应的处理方法，数据采集完整，能通过方程模拟出桩径的大小，进而指导施工，且开挖后进行成桩质量检验，检验结果与理论计算结果吻合较好。
33.本发明旋喷桩径检测的电磁感应的处理方法，将电磁感应理论应用到旋喷桩径监测方面，对旋喷桩的成桩直径进行实时监测，并根据监测结果随时调整施工参数，保证施工质量。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。