DBJT45-樁底聲吶反射波探測技術(shù)規(guī)程

UDC廣西壯族自治區(qū)工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)UDC廣西壯族自治區(qū)工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)DBPDBJ/T3PDBJ/T3樁底聲吶反射波探測技術(shù)規(guī)程TechnicalRegulationsforsonarReflectedwavemethodofpilebottomdetection（征求意見稿）2023-X-X發(fā)布2023-X-X發(fā)布 2023-X-X實施廣西壯族自治區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布制訂說明《樁底聲吶反射波探測技術(shù)規(guī)程》DBJ/T45-XXX-2022

經(jīng)廣西壯族自治區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳2022年X月X日以桂建標(biāo)【2022】XX號公告批準(zhǔn)、發(fā)布。為便于廣大勘察、檢測、設(shè)計、施工、科研、學(xué)校等單位有關(guān)人員在使用本標(biāo)準(zhǔn)時能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《樁底聲吶反射波探測技術(shù)規(guī)程》編制組按章、節(jié)、條順序編制了本標(biāo)準(zhǔn)的條文說明，對條文規(guī)定的目的、依據(jù)以及執(zhí)行中需注意的有關(guān)事項進(jìn)行了說明。但是，本條文說明不具備與標(biāo)準(zhǔn)正文同等的法律效力，僅供使用者參考。在使用中如發(fā)現(xiàn)本條文說明有不妥之處，請將意見函寄廣西交科集團(tuán)有限公司（地址：南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)新康西路158號，郵編：530001）。目次1總則 212術(shù)語和符號 232.1術(shù)語 233基本規(guī)定 244儀器設(shè)備 255現(xiàn)場探測 265.2樁基礎(chǔ)現(xiàn)場探測 265.3淺基礎(chǔ)現(xiàn)場探測 266數(shù)據(jù)處理與解譯 277探測成果報告 311總則1.1.1本條闡明了制定本規(guī)程的目的。隨著科技進(jìn)步，目前提出的一種聲吶反射波探測方法，經(jīng)過大量工程實例驗證，該探測方法針對樁底和淺基礎(chǔ)持力層完整性探測效果顯著，該方法具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，它具有易解釋、精度高、異常明顯、分辨能力強(qiáng)、工期短、儀器設(shè)備投資少、探測費(fèi)用低等優(yōu)點，但現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程未對該方法進(jìn)行明確及詳細(xì)規(guī)定，本規(guī)程在國內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的基礎(chǔ)上，針對樁底和淺基礎(chǔ)聲吶反射波探測法，從應(yīng)用階段、探測精度、參數(shù)設(shè)置、資料處理及解釋原則等環(huán)節(jié)上給出規(guī)程性結(jié)論，供勘察技術(shù)人員選擇及物探技術(shù)人員參考，可提高勘察精度及可信度，為樁基及淺基礎(chǔ)工程的勘察、設(shè)計和施工提供依據(jù)。1.1.2本條規(guī)定了本規(guī)程適用于房屋建筑和市政等基礎(chǔ)設(shè)施工程勘察，公路、鐵路、港口、石油、化工等行業(yè)可根據(jù)實際需要參照使用。采用聲吶反射波探測技術(shù)，針對性地解決基礎(chǔ)設(shè)施的樁底及淺基礎(chǔ)持力層中軟弱夾層、巖溶裂隙發(fā)育帶、溶洞等不良地質(zhì)體的發(fā)育和分布情況。1.1.3本規(guī)程是樁底和淺基礎(chǔ)底部聲吶探測技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在實際工作中除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國家、行業(yè)和廣西壯族自治區(qū)現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2術(shù)語和符號2.1術(shù)語2.1.1聲吶反射波探測法是在樁基和淺基礎(chǔ)底部泥漿等水環(huán)境中，利用聲吶設(shè)備發(fā)射聲吶彈性波，當(dāng)彈性波遇到底部一定范圍內(nèi)的溶洞、溶蝕裂隙、軟弱夾層等不良地質(zhì)體時，會產(chǎn)生回波，通過接收回波并根據(jù)回波特性分析基礎(chǔ)底部不良地質(zhì)體分布情況的一種物探探測方法?？捎糜谌芏?、軟弱夾層、裂隙帶等探測，評價樁基持力層完整性以及有基巖出露的淺基礎(chǔ)底部持力層完整性，是解決構(gòu)筑物樁基和淺基礎(chǔ)持力層探測難、探測成本高兩大難題的有效途徑。3基本規(guī)定3.0.1本條是探測應(yīng)用能否成功的一個基本條件和共性要求，也是決定采用探測方法與否的判斷準(zhǔn)則，開展探測工作前首先要充分分析工作條件是否具備，對于探測方法的應(yīng)用條件則在后面現(xiàn)場探測章節(jié)中詳細(xì)規(guī)定。物性差異是探測工作的前提條件，探測方法的應(yīng)用主要基于目標(biāo)地質(zhì)體和周邊介質(zhì)物性差異的前提下進(jìn)行的。聲吶反射波探測法主要是利用探測目標(biāo)體和周邊介質(zhì)的波阻抗差異來追蹤目標(biāo)。3.0.2框圖3.0.2是聲吶反射波探測法應(yīng)遵循的探測工作程序。探測工作是根據(jù)委托方的要求或勘察、探測方案的要求確定探測內(nèi)容。當(dāng)探測獲取的信號信息不完整、不全面或不準(zhǔn)確等，不滿足分析需要時，應(yīng)重新進(jìn)行探測。3.0.4本條規(guī)定了聲吶反射探測方案應(yīng)在收集資料、現(xiàn)場踏勘和進(jìn)行必要的方法試驗后編寫，并對探測方案的內(nèi)容作了規(guī)定，提出的探測方案內(nèi)容為一般情況下包含的內(nèi)容，制定探測方案要考慮的因素較多，如探測對象的特殊性、受探測工程所在地區(qū)的試驗設(shè)備能力、場地局限性等，某些情況下還應(yīng)包括場地處理、清孔等要求。3.0.5實際實施探測時，由于不可預(yù)知的原因，如委托要求、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的變化，都可能使原探測方案中的測點布設(shè)數(shù)量和位置發(fā)生變化，需根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整。3.0.6~3.0.8對現(xiàn)場探測數(shù)據(jù)質(zhì)量要求進(jìn)行了規(guī)定。4儀器設(shè)備4.0.2儀器設(shè)備是獲得可靠探測信息和提高工作效率的保證，是確保測試順利進(jìn)行的必備條件。故需對儀器設(shè)備精心使用和愛護(hù)，做到定期檢驗校正，經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，使其保持良好性能狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)進(jìn)行檢修，直至自校合格后才能重新投入使用。由于現(xiàn)場探測工作的環(huán)境較差，使用期間仍可能由于使用不當(dāng)或環(huán)境惡劣等造成儀器設(shè)備的受損或探測參數(shù)發(fā)生變化，因此現(xiàn)場探測前還應(yīng)加強(qiáng)對儀器、配套設(shè)備的檢查或模擬測試。4.0.4本條規(guī)定了聲吶反射波探測儀必須具有的功能。5現(xiàn)場探測5.2樁基礎(chǔ)現(xiàn)場探測5.2.6本條規(guī)定了在探測中發(fā)現(xiàn)異常時必須對樁基持力標(biāo)高進(jìn)行重新設(shè)計，按新設(shè)計標(biāo)高復(fù)測，直至確保樁端以下3倍樁徑且不小于5m內(nèi)無溶洞或軟弱夾層等不良地質(zhì)體的存在。5.3淺基礎(chǔ)現(xiàn)場探測5.3.3本條規(guī)定了在探測中發(fā)現(xiàn)異常時根據(jù)以下情況確定是否重新復(fù)測：1當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時經(jīng)設(shè)計確認(rèn)后仍可達(dá)到原設(shè)計要求時不需復(fù)測。2當(dāng)發(fā)現(xiàn)的異常較大時經(jīng)鉆探驗證后可進(jìn)行注漿等措施處理后宜進(jìn)行復(fù)測。6數(shù)據(jù)處理與解譯6.0.1本條規(guī)定了探測數(shù)據(jù)處理及解釋有哪些具體要求。6.0.2本條為資料處理的主要框架，為了分析波形數(shù)據(jù)并標(biāo)注各通道異常點，有必要對原始采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、微分、反射提取等數(shù)字信號處理，并對信號處理前后的波形進(jìn)行比較。其中反射提取信號處理需要考慮反射系數(shù)參數(shù)，選取合適的反射系數(shù)并進(jìn)行反射提取可以非常明顯地顯示出波形的相位突變，從而找到異常點。6.0.3樁底聲吶反射波探測原理如圖6.0.3所示：圖6.0.3聲吶反射波探測原理圖目標(biāo)體的深度可由下式計算：(6.0.3-1)其中2L=vt(6.0.3-2)聯(lián)合式（6.0.3-1）和式（6.0.3-2）可得式（6.0.3-3）(6.0.3-3)式中：D—發(fā)射探頭的接收檢波器間距；H—目標(biāo)體深度；L—聲波傳播距離的一半；v—巖體速度；t—反射波傳播時間；由此可見，獲取正確的樁底巖體聲波速度是定量解析是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵，有鉆孔的應(yīng)做聲波測井或者獲取巖塊做試件波速測試。6.0.4界面反射系數(shù)可由式6.0.4確定：(6.0.4)式中：R—反射系數(shù)；PR—入射波的聲壓；p—反射波的聲壓；Z1—分界面上層介質(zhì)的波阻抗；Z2—分界面下層介質(zhì)的波阻抗；由此得到的反射系數(shù)R可用于分析樁（槽）底各地層的波阻抗差異，從而判斷樁（槽）底完整、有溶洞、上軟下硬、巖層破碎等情況。且R的絕對值越大說明上下介質(zhì)的波阻抗差異越大。由反射系數(shù)可得表6.0.4中樁（槽）底巖體情況。表6.0.4樁底生聲吶反射信號分析信號特征反射系數(shù)反射系數(shù)反射系數(shù)=0反射系數(shù)=0R＞0R＜0且信號能量強(qiáng)且信號能量弱探測結(jié)果巖體上軟下硬巖體有溶洞巖體完整巖體破碎1當(dāng)樁（槽）底基巖完整時，樁底聲吶探頭接收到的反射波時域曲線在理想狀態(tài)下其形態(tài)呈指數(shù)衰減，振幅均勻衰減,未發(fā)生二次反射，即R=0，且信號能量強(qiáng)，如圖6.0.4-1所示。圖6.0.4-1樁底巖體完整時時域曲線圖樁（槽）底有溶洞發(fā)育時，由于溶洞中的填充物的波阻抗比溶洞頂?shù)幕鶐r要小，所以反射系數(shù)R<0，反射波的相位與入射樁底的反射波相反，在時域曲線上的反映是出現(xiàn)二次反射，在溶洞發(fā)育處疊加了一個反相位的波形，如圖6.0.4-2所示。圖6.0.4-2樁底巖體有溶洞時時域曲線圖3樁（槽）底遇到更堅硬的巖層，出現(xiàn)上軟下硬的情況時，由于下層介質(zhì)密度較大，其波阻抗也較大，所以反射系數(shù)R>0，分界面的反射波相位與入射樁底的反射波相反，在時域曲線上反映為在分界面處疊加了一個正相位的波形，如圖5.1.4-3所示。圖6.0.4-3樁底巖體上軟下硬時時域曲線圖4樁（槽）底巖層極為破碎時，樁（槽）底基巖沒有一個完整清晰的放射面，接收到的反射信號與基巖完整時的信號相比非常微弱，即R=0，且信號能量弱，如圖5.1.4-4所示。圖6.0.4-4樁底巖體破碎時時域曲線圖7探測成果報告