水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法及装置

技术领域

本发明涉及桩基施工技术领域，具体是涉及到一种水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法及装置。

背景技术

由于地质环境多样，对提高建筑工程地基基础的安全性也提出了较高的要求。在建筑工程施工中，一旦发生地基基础不规则沉降，不仅会对建筑企业造成严重的经济损失，而且会对现场施工人员的生命财产安全构成威胁。

受地层土质、管桩质量、原材料强度、沉桩方法和土层孔隙度等因素影响，桩基基础质量难以得到有效地控制。预制管桩和水泥土桩质量是桩基施工的主控项目，针对于预制管桩以及水泥土桩多数采取静载试验、低应变法、高应变和钻芯法进行抽样质量检测，其所需的检测设备多样、工序繁琐。

发明内容

本发明提供一种水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法及装置，解决了现有的质量检测方法检测设备多样、工序繁琐的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法，水泥土搅喷复合桩包括预制管桩和水泥土桩，所述方法包括：采用微震法对水泥土搅喷复合桩进行检测，获取参数数据；根据所述参数数据应用预设的预测模型进行预测，获取所述水泥土搅喷复合桩的可能的预测结果；基于所述可能的预测结果分别对所述预制管桩和所述水泥土桩进行分析和加权统计，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量。

可选的，所述参数数据包括：所述预制管桩的波长、频率和幅值、所述水泥土桩的波长、频率和幅值。

可选的，所述采用微震法对水泥土搅喷复合桩进行检测之前，包括：分别对所述预制管桩和所述水泥土桩的不同破坏形式和破坏位置进行试验，收集参数数据；对所述预制管桩和所述水泥土桩的不同破坏形式进行组合，形成第一数据集；基于所述预制管桩和所述水泥土桩的破坏形式的各种组合，确定与各种组合对应的参数数据，形成第二数据集；确定所述第一数据集与所述第二数据集之间的映射关系，建立所述预测模型。

可选的，所述预制管桩的破坏形式包括：横向裂纹、纵向裂纹、局部破碎、整体破碎；所述水泥土桩的破坏形式包括：缩颈、凸起、夹泥。

可选的，所述分别对所述预制管桩和所述水泥土桩的不同破坏形式和破坏位置进行试验，收集参数数据，包括：微震传感器固定在所述预制管桩桩身，对所述预制管桩的不同破坏形式和破坏位置进行试验，收集包括所述预制管桩的波长、频率和幅值的第一参数数据；微震传感器固定在所述水泥土桩桩身，对所述水泥土桩的不同破坏形式和破坏位置进行试验，收集包括所述水泥土桩的波长、频率和幅值的第二参数数据。

可选的，所述确定所述第一数据集与所述第二数据集之间的映射关系，建立所述预测模型，包括：采用级比生成算子对所述第一数据集和所述第二数据集中的数据进行深度学习和训练，确定所述第一数据集中所述预制管桩和所述水泥土桩的不同破坏形式组合与所述第二数据集中的参数数据的映射关系，建立G(1,6)灰色预测模型，得到所述预测模型。

可选的，所述基于所述可能的预测结果分别对所述预制管桩和所述水泥土桩进行分析和加权统计，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量，包括：对所述可能的预测结果进行统计分析，分别单独评价所述预制管桩和所述水泥土桩的破坏形式，并进行加权统计；根据所述预制管桩和所述水泥土桩的破坏形式的加权统计结果确定出现频率最高的破坏形式组合，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种应用于前述的水泥土搅喷复合桩桩身质量检测系统的地图切换方法，所述水泥土搅喷复合桩包括预制管桩和水泥土桩，装置包括：数据获取单元，用于采用微震法对水泥土搅喷复合桩进行检测，获取参数数据；模型预测单元，用于根据所述参数数据应用预设的预测模型进行预测，获取所述水泥土搅喷复合桩的可能的预测结果；质量检测单元，用于基于所述可能的预测结果分别对所述预制管桩和所述水泥土桩进行分析和加权统计，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量。

基于同一发明构思，本发明实施例还提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述的方法。

基于同一发明构思，本发明实施例还提出了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行前述的方法。

从上面所述可以看出，本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明提供的一种水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法及装置，水泥土搅喷复合桩包括预制管桩和水泥土桩，方法包括：采用微震法对水泥土搅喷复合桩进行检测，获取参数数据；根据所述参数数据应用预设的预测模型进行预测，获取所述水泥土搅喷复合桩的可能的预测结果；基于所述可能的预测结果分别对所述预制管桩和所述水泥土桩进行分析和加权统计，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量，能够高效、精准且快速地检测桩身存在的潜在质量问题，具有良好的推广和应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例中一种水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法的流程示意图；

图2为本发明实例中一种水泥土搅喷复合桩桩身质量检测系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中电子设备示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本发明实施例实施了一种水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法，如图1所示，水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法包括：

步骤S11：采用微震法对水泥土搅喷复合桩进行检测，获取参数数据。

在本发明实施例中，参数数据包括：所述预制管桩的波长、频率和幅值、所述水泥土桩的波长、频率和幅值。

在步骤S11之前，对预制管桩和水泥土桩进行数据标定。可选的，首先分别对所述预制管桩和所述水泥土桩的不同破坏形式和破坏位置进行试验，收集参数数据。预制管桩的破坏形式包括：横向裂纹、纵向裂纹、局部破碎、整体破碎。水泥土桩的破坏形式包括：缩颈、凸起、夹泥。具体地，微震传感器固定在所述预制管桩桩身，对所述预制管桩的不同破坏形式和破坏位置进行试验，收集包括所述预制管桩的波长、频率和幅值的第一参数数据；微震传感器固定在所述水泥土桩桩身，对所述水泥土桩的不同破坏形式和破坏位置进行试验，收集包括所述水泥土桩的波长、频率和幅值的第二参数数据。令波长、频率、幅值分别采用字母λ、f、D表示，预制管桩的不同破坏形式对应的第一参数数据分别为：横向裂纹(λ11、f11、D11)、纵向裂纹(λ12、f12、D12)、局部破碎(λ13、f13、D13)、整体破碎(λ14、f14、D14)。水泥土桩的不同破坏形式对应的第一参数数据分别为：缩颈(λ21、f21、D21)、凸起(λ22、f22、D22)、夹泥(λ23、f23、D23)。

然后对所述预制管桩和所述水泥土桩的不同破坏形式进行组合，形成第一数据集；基于所述预制管桩和所述水泥土桩的破坏形式的各种组合，确定与各种组合对应的参数数据，形成第二数据集。对预制管桩的不同破坏形式和水泥土桩的不同破坏形式进行自由组合，将自由组合的结果形成第一数据集A，包括：横向裂纹+缩颈、横向裂纹+凸起、横向裂纹+夹泥、纵向裂纹+缩颈……等12种组合方式，分别编号为A1、A2、A3……A12。对各自由组合的结果对应的破坏形式的波长、频率和幅值进行组合，形成第二数据集B，包括：λ11、f11、D11、λ21、f21、D21，λ11、f11、D11、λ22、f22、D22，λ11、f11、D11、λ23、f23、D23，……λ14、f14、D14、λ23、f23、D23等12种组合方式，分别编号为B1、B2、B3……B12。

最后确定所述第一数据集与所述第二数据集之间的映射关系，建立所述预测模型。可选的，采用级比生成算子对所述第一数据集和所述第二数据集中的数据进行深度学习和训练，确定所述第一数据集中所述预制管桩和所述水泥土桩的不同破坏形式组合与所述第二数据集中的参数数据的映射关系，建立G(1，6)灰色预测模型，得到所述预测模型。确定第一数据集中各自由组合的结果与第二数据集中参数数据之间的映射关系，建立数据库，数据库中一个映射为一个数据。采用级比生成算子对数据库内的数据进行识别和转化，建立G(1，6)灰色预测模型，得到预测模型。G(1，6)模型中，第一数据集A中一个自由组合的结果对应第二数据集B中6个未知数，也可以通过对6个参数的监测反推第一数据集A中的自由组合的结果，A＝f(λ1x、f1x、D1x、λ2y、f2y、D2y)，x＝1、2、3、4，y＝1、2、3。

在本发明实施例中，级比生成算子是常见的几种灰色生成类型之一。设序列X

为序列X

时，序列X

在步骤S11中，采用微震法对现场的水泥土搅喷复合桩进行检测，对检测桩体中预制管桩和水泥土桩的波长、频率和幅值数据进行采集，获取参数数据。具体应用微震传感器收集预制管桩以及水泥土桩在破坏模式下产生的弹性波，进而获取参数数据。本发明实施例可以对水泥土搅喷复合桩进行多次检测，获取多个参数数据。

步骤S12：根据所述参数数据应用预设的预测模型进行预测，获取所述水泥土搅喷复合桩的可能的预测结果。

在本发明实施例中，对多个参数数据应用预设的预测模型进行预测，获取水泥土搅喷复合桩的多个可能的预测结果。

步骤S13：基于所述可能的预测结果分别对所述预制管桩和所述水泥土桩进行分析和加权统计，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量。

在本发明实施例中，预测结果可能出现多个匹配度较高的问题，对多个预测结果进行分析评价，最终确定检验结果。可选的，对所述可能的预测结果进行统计分析，分别单独评价所述预制管桩和所述水泥土桩的破坏形式，并进行加权统计；根据所述预制管桩和所述水泥土桩的破坏形式的加权统计结果确定出现频率最高的破坏形式组合，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量。具体的，首先在所有预测结果进行统计分析，找出出现频率最高的破坏形式，之后单独评价预制管桩的破坏形式，单独评价水泥土桩的破坏形式，根据两种破坏形式对复合桩整体的影响，对两种单独评价结果进行加权统计，对加权后的数据采用G(1,6)模型对破坏形式进行预测，确定最优结果，进而判定复合桩的桩身质量，其中，加权后的数据指的是加权后的波长、频率和幅值。

通过预测可能出现多于一个解的情况，因此，需要对结果进行优化。举例说明，首先是对破坏形式进行加权，假设横向裂纹40％、纵向裂纹10％、局部破碎20％、整体破碎30％，缩颈10％、凸起50％、夹泥40％，例如通过G(1,6)模型确定结果为横向裂纹+缩颈、横向裂纹+凸起、横向裂纹+夹泥，那么从三个结果内进行优选，从单独评价来看横向裂纹和凸起占的比重均较大，因此判定破坏为横向裂纹+凸起。

本发明实施例基于微震法对预制管桩和水泥土桩桩身进行质量检测分析，通过微震传感器收集预制管桩以及水泥土桩在破坏模式下产生的弹性波，并根据收集到数据进行分析处理，确保预制桩以及水泥土桩桩身快速检测并分析出桩身各段的强度，为施工的顺利推进保障。

综上所述，本发明实施例的水泥土搅喷复合桩桩身质量检测方法包括：采用微震法对水泥土搅喷复合桩进行检测，获取参数数据；根据所述参数数据应用预设的预测模型进行预测，获取所述水泥土搅喷复合桩的可能的预测结果；基于所述可能的预测结果分别对所述预制管桩和所述水泥土桩进行分析和加权统计，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量，能够高效、精准且快速地检测桩身存在的潜在质量问题，具有良好的推广和应用价值。

上述对本发明特定实施例进行了描述。在一些情况下，在本发明实施例中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本发明实施例还提供了一种水泥土搅喷复合桩桩身质量检测装置，如图2所示，水泥土搅喷复合桩桩身质量检测装置包括：数据获取单元、模型预测单元和质量检测单元。其中，

数据获取单元，用于采用微震法对水泥土搅喷复合桩进行检测，获取参数数据；

模型预测单元，用于根据所述参数数据应用预设的预测模型进行预测，获取所述水泥土搅喷复合桩的可能的预测结果；

质量检测单元，用于基于所述可能的预测结果分别对所述预制管桩和所述水泥土桩进行分析和加权统计，确定所述水泥土搅喷复合桩的桩身质量。

为了描述的方便，描述以上水泥土搅喷复合桩桩身质量检测系统时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

上述实施例的装置应用于前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一实施例所述的方法。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行如上任意一实施例中所述的方法。

图3示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器301、存储器302、输入/输出接口303、通信接口304和总线305。其中处理器301、存储器302、输入/输出接口303和通信接口304通过总线305实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器301可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本发明方法实施例所提供的技术方案。

存储器302可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器302可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本发明方法实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器302中，并由处理器301来调用执行。

输入/输出接口303用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口304用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。

总线305包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器301、存储器302、输入/输出接口303和通信接口304)之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器301、存储器302、输入/输出接口303、通信接口304以及总线305，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本发明实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本申请旨在涵盖落入本发明实施例的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。