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user: 3. 工程应用 1) 施工勘察中的应用 ① 醴陵市五彩台北城项目，位于醴陵市国瓷路与醴泉路交汇处，设计采用大口径嵌岩桩基础类型。根据场地前期勘察资料，场地地处岩溶地区，岩溶极其发育，工程地质条件异常复杂，少部分桩位基岩持力层起伏变化大，一期两栋楼房进行了桩底探岩，成桩后经钻芯法检测，仍发现了15%的桩底有岩溶，只能进行后期处理，耽误了工期，耗费了大量的工程费用。 经前车之鉴，通过业主、勘察、监理等有关单位讨论，对该项目二期11#、13#栋桩位采用钻探+管波探测法进行施工阶段勘察工作；11#、13#栋实施了152个探岩孔，且均进行了管波探测；成果表明：经管波探测发现有岩溶而未被钻探揭露的钻孔有16个，占比为10.5%；成桩后经钻芯法检测，未发现桩底有岩溶；该方法大大提升了施工勘察对基桩施工的指导作用；典型实例如下： 11-1钻孔柱状图(图5)显示：在标高25.22 m~21.49 m、20.52 m~19.91 m为溶洞，其他段为较完整中风化灰岩；采用管波探测法进行探测对比，成果解释如下表1： 图5. 11-1钻孔柱状与管波探测解译对比图 Table 1 11-1 borehole tube wave detection results tabl 序号 标高 管波信号特征 管波解释结果 工程判定与分类 1 25.32 m~21.62 m 首波极弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量极弱、波列不可见，管波传播极不稳定。 岩溶发育 溶蚀裂隙极发育、溶洞； 不宜作为桩端持力层 2 21.62 m~20.62 m 首波清晰，声时呈轻微蠕动变化、波幅能量稍弱、管波传播稳定。 节理裂隙发育 岩质较硬、较完整、节理裂隙相对发育；宜作为桩端持力层 3 20.62 m~19.92 m 首波极弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量极弱、波列不可见，管波传播极不稳定。 岩溶发育 溶蚀裂隙极发育、溶洞； 不宜作为桩端持力层 4 19.92 m~17.62 m 首波清晰，声时呈轻微蠕动变化、波幅能量稍弱、管波传播稳定。 节理裂隙发育 岩质较硬、较完整、节理裂隙相对发育；宜作为桩端持力层 表1. 11-1钻孔管波探测成果表 因此，管波探测成果图在标高25.32 m~21.62 m、20.62 m~19.92 m岩溶特征反映明显，异常位置与钻孔柱状吻合。 11-23钻孔柱状图(图6)显示37.43 m~31.93 m为较完整中风化灰岩；而采用管波探测法进行探测对比，发现下段有岩溶发育，具体成果解释如下表2： 图6. 11-23钻孔柱状与管波探测解译对比图 Table 2 11-23 Borehole tube wave detection results tabl 序号 标高 管波信号特征 管波解释结果 工程判定与分类 1 37.43 m~32.93 m 首波清晰，声时呈轻微蠕动变化、波幅能量稍弱、管波传播稳定。 节理裂隙发育 岩质较硬、较完整、节理裂隙相对发育；宜作为桩端持力层 2 32.93 m~31.93 m 首波极弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量极弱、波列不可见，管波传播极不稳定。 岩溶发育 溶蚀裂隙极发育、溶洞； 不宜作为桩端持力层 表2. 11-23钻孔管波探测成果表 综上，管波探测图在标高32.93 m~31.93 m位置岩溶特征反映明显，表明上述位置的钻孔旁侧有溶洞发育，不宜作为桩端持力层。 ② 株洲市北环路(云龙大道–迎宾大道)新建工程，位于株洲市云龙示范区云龙大道旁，桥梁基础设计采用大口径嵌岩桩基础；根据勘察资料，场地地处岩溶地区，岩溶极其发育，工程地质条件异常复杂，因此采用钻探+管波探测法进行施工阶段勘察工作；典型实例如下： ZK72号钻孔柱状图(图7)显示：标高8.23 m~6.73 m、3.23 m~1.83 m为溶洞，半充填；其他段为较完整中风化灰岩；采用管波探测法进行探测对比，成果解释如下表3： 图7. ZK72钻孔柱状与管波探测解译对比图 Table 3 ZK72 borehole tube wave detection results tabl 序号 标高 管波信号特征 管波解释结果 工程判定与分类 1 10.53 m~9.13 m 首波清晰，声时呈轻微蠕动变化、波幅能量稍弱、管波传播稳定。 节理裂隙发育 岩质较硬、较完整、节理裂隙相对发育；宜作为桩端持力层 2 9.13 m~6.13 m 首波极弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量极弱、波列不可见，管波传播极不稳定。 岩溶发育 溶蚀裂隙极发育、溶洞； 不宜作为桩端持力层 3 6.13 m~4.33 m 首波清晰，声时呈轻微蠕动变化、波幅能量稍弱、管波传播稳定。 节理裂隙发育 岩质较硬、较完整、节理裂隙相对发育；宜作为桩端持力层 4 4.33 m~1.83 m 首波极弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量极弱、波列不可见，管波传播极不稳定。 岩溶发育 溶蚀裂隙极发育、溶洞； 不宜作为桩端持力层 表3. ZK72钻孔管波探测成果表 综上：管波探测图在标高9.13 m~6.13 m、4.33 m~1.83 m岩溶特征反映明显，管波确定的岩溶洞高比钻孔柱状确定的要大，表明钻孔旁侧也存在溶洞，溶洞是斜向型。 ZK102号钻孔柱状图(图8)显示：在标高17.94 m~10.35 m为较完整中风化灰岩，而采用管波探测法进行探测对比，发现有岩溶发育，具体成果解释如下表4： 图8. ZK102钻孔柱状与管波探测解译对比图 Table 4 ZK102 borehole tube wave detection results tabl 序号 标高 管波信号特征 管波解释结果 工程判定与分类 1 17.95 m~17.65 m 首波清晰，声时呈轻微蠕动变化、波幅能量稍弱、管波传播稳定。 节理裂隙发育 岩质较硬、较完整、节理裂隙相对发育；宜作为桩端持力层 2 17.65 m~12.05 m 首波清晰，声时变化小、波幅大、能量强、管波传播稳定。 基岩完整 岩质较硬、完整；宜作为桩端持力层 3 12.05 m~10.35 m 首波极弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量极弱、波列不可见，管波传播极不稳定。 岩溶发育 溶蚀裂隙极发育、溶洞； 不宜作为桩端持力层 表4. ZK102钻孔管波探测成果表 综上：管波探测图在17.95 m~17.65 m、12.05 m~10.35 m位置岩溶特征反映明显，表明上述位置的钻孔旁侧有溶洞发育。 2) 基桩检测中的应用 ① 某工程项目18#桩，桩长与桩径分别为27.0 m、0.8 m，灌注混凝土强度等级为C30；基桩钻芯法检测结果为24.2 m~24.8 m、25.7 m~27.0 m段混凝土芯样破碎，后在钻芯孔内采用管波探测法进行检测，检测结果如下表5： Table 5 18 # pile pipe wave test results tabl 序号 自桩顶深度 管波时间剖面图特征 工程解释 基桩完整性分类 1 19.0~24.0 首波清晰，声时变化小、波幅大能量强、无反射波界面。 桩身完整 I 2 24.0~25.0 首波变弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量明显减弱、波列弯曲，有反射波界面 桩身混凝土胶结差、松散或夹泥 III、IV 3 25.0~25.5 首波清晰，声时变化小、波幅大能量强、无反射波界面。 桩身完整 I 4 25.5~27.0 首波变弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量明显减弱、波列弯曲，有反射波界面 桩身混凝土胶结差、松散或夹泥 III、IV 5 27.0~28.2 首波清晰，声时变化小、波幅大能量强、管波传播稳定。 基岩完整 岩质坚硬、完整；宜作为桩端持力层 表5. 18#桩管波检测成果表 综上：管波探测时间剖面图(图9)在24.0 m~25.0 m、25.5 m~27.0 m位置反映为混凝土破碎或严重离析，桩身完整性不满足规范要求，与钻芯法检测相符。 ② 某工程项目45#灌注桩，桩长与桩径分别为4.10 m、0.8 m。钻芯法检测结果为桩身混凝土连续、完整，桩底沉渣厚度为5 cm；后在钻芯孔内采用管波探测法进行对比检测，检测结果如下表6： 综上：管波探测剖面(图10)在3.90 m~4.10 m位置沉渣反映明显，判定该桩桩底沉渣厚度为20 cm (3.90 m~4.10 m)，不满足规范要求。 图9. 管波探测分析成果图 Table 6 45 # pile pipe wave test results tabl 序号 自桩顶深度 管波时间剖面图特征 工程解释 基桩完整性分类 1 3.0~3.9 首波清晰，声时变化小、波幅大能量强、无反射波界面。 桩身完整 Ⅰ 2 3.9~4.1 首波极弱或消失，声时明显延长或不可读、波幅能量极弱、波列明显弯曲或不可见，有明显反射波界面 桩底沉渣 不满足规范要求： 摩擦型桩 < 10 cm 端承型桩 < 5 cm 3 4.1~8.8 首波清晰，声时变化小、波幅大能量强、管波传播稳定。 基岩完整 岩质坚硬、完整；宜作为桩端持力层 表6. 45#桩管波检测成果表 图10. 管波探测分析成果图