基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置及方法，包括加速度传感器、预埋管、气囊固定装置、充气管、止气阀、充气装置、配重块、带刻度的传感器引线以及数据采集处理装置。本装置所采用的加速度传感器包括一个桩顶传感器和一个孔中传感器，桩顶传感器放置在桩顶，孔中传感器则通过预埋管件向桩内吊放，当孔中加速度传感器到达指定位置后，利用气囊固定装置固定其在管中的位置。采用本发明专利技术进行基桩检测时，利用脉冲锤敲击桩顶，对两个测点的振动结果进行分析，以达到测量混凝土波速、检测桩长及桩身缺陷定量化分析的目的。本发明专利技术结合了传统基桩低应变检测法与声波透射法的优点，具有快速、经济、无损等特点。

Low Strain Integrity Testing Device and Method for Pile Top and Hole with Double Measuring Points

【技术实现步骤摘要】
基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置及方法
本专利技术属于测试设备领域，具体涉及一种基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置及方法。
技术介绍
桩基作为最重要的一种基础形式，其质量检测一直受到工程界的关注。在国内的桩基动力检测中，比较常见且具有代表性的是低应变反射波检测法及声波透射法。传统的低应变检测法仅在桩顶放置一个传感器，在检测桩长时，一方面可能出现桩底过深以至于传感器无法接收到桩底反射波，另一方面计算时采用的混凝土波速通常根据经验设置，具有较大误差，导致计算结果与实际情况存在较大差别。声波透射法则在预埋声测管中放置发射端和接收端，通过实测声波在混凝土中传播的声时、波速等对桩身完整性进行检测。该方法存在以下缺点：第一，当声测管外侧出现缺陷甚至主筋外露时，该方法无法检测。第二，当声测管局部包泥、混凝土离析等，会导致局部测点的失效。本专利技术结合了传统低应变检测法和声波透射法的优点，在低应变检测方法的基础上，将一个传感器置于桩顶，再利用预埋管将另一个传感器置于桩体内部，根据传感器引线的下放长度确定该传感器放置深度，结合桩顶传感器和孔中传感器的检测结果，达到更准确的检测待测基桩的混凝土弹性纵波波速、桩长或桩身完整性的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提出一种基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置及方法。本专利技术在传统低应变检测方法的基础上，将一个传感器置于桩顶，再利用预埋管将另一个传感器置于桩体内部，根据传感器引线的下放长度确定该传感器放置深度。结合桩顶传感器和孔中传感器的检测结果，达到更准确的检测待测基桩的混凝土弹性纵波波速、桩长或桩身完整性的目的。本专利技术采取以下技术方案：一种基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其包括桩顶传感器、孔中传感器、预埋管、气囊固定装置、充气管、止气阀、充气装置；至少一条所述的预埋管垂直埋设于混凝土灌注桩的钢筋笼内；所述的桩顶传感器和孔中传感器均为加速度传感器，桩顶传感器固定于混凝土灌注桩的桩顶，孔中传感器位于预埋管中，且孔中传感器上设有用于临时固定的气囊固定装置，所述的气囊固定装置为一个具有充气口的密闭气囊，气囊环绕包裹于孔中传感器外部，其充气口通过充气管连接置于基桩外部的充气装置，且充气管上设有止气阀；所述的桩顶传感器和孔中传感器分别通过传感器引线连接外部的数据采集处理装置。作为优选，所述的孔中传感器下表面悬挂有配重块。作为优选，所述的预埋管有多条，分布于混凝土灌注桩横截面的不同位置。作为优选，所述的预埋管内径需大于孔中传感器的最大外径，但小于孔中传感器和泄气状态下气囊固定装置的最大外径之和。作为优选，所述的传感器引线上设有刻度。作为优选，还包括用于对混凝土灌注桩的桩顶进行敲击的脉冲锤。作为优选，所述的数据采集处理装置为动测仪器。作为优选，所述的充气装置为打气筒或充气泵，充气管与气囊的充气口之间保持完全密闭。本专利技术中，后续为了便于描述，定义缩颈缺陷为桩体中某一位置出现相对于其他位置横截面积缩小的缺陷。从基桩顶部向底部的方向看，缩颈缺陷顶部位置的横截面积从上到下突然缩小，因此此位置称为缩颈处；同理，颈缺陷底部位置的横截面积从上到下突然扩大，因此此位置称为扩颈处。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述任一方案所述检测装置的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测方法，用于检测基桩的混凝土波速、桩长及桩身完整性，其步骤如下：1)将桩顶传感器固定在混凝土灌注桩的桩顶位置，再利用传感器引线将孔中传感器吊放到预埋管中，桩顶传感器和孔中传感器的高度差为z；利用充气装置对气囊固定装置进行充气，使气囊膨胀并压紧于预埋管内壁，然后关闭止气阀，使孔中传感器固定于预埋管的管壁上；2)利用脉冲锤对混凝土灌注桩的桩顶进行敲击，通过数据采集处理装置采集桩顶传感器和孔中传感器的响应数据；3)计算桩顶传感器和孔中传感器对本次敲击的振动响应时间差Δt0，得到该混凝土灌注桩中混凝土波速为4)计算孔中传感器在本次敲击后接收到的入射波及桩底反射波的时间差Δt1，得到桩的总长为5)根据本次敲击采集的桩顶传感器和孔中传感器反射波特征判断桩身的完整性：若桩顶传感器和孔中传感器均只接收到桩底反射波时，判断当前基桩中不存在缺陷，桩身完整；若桩顶传感器或孔中传感器除接收到桩底反射波外，还接收到桩身缺陷的特征反射波时，判断当前基桩中存在缺陷，桩身不完整；6)对于存在缩颈缺陷的混凝土灌注桩，根据孔中传感器的反射波特征，进一步判断缩颈缺陷所处的位置：若孔中传感器只接收到扩颈处的特征反射波而没有接收到缩颈处的特征反射波，则判断当前孔中传感器所处位置即为缺陷所处的位置；若孔中传感器能够接收到缩颈处和扩颈处的特征反射波，则判断缺陷所处的位置位于孔中传感器下方；若孔中传感器既没有接收到缩颈处的特征反射波也没有接收到扩颈处的特征反射波，则判断缺陷所处的位置位于孔中传感器上方；7)根据步骤6)的判断结果，若孔中传感器不在缺陷所处的位置，则打开止气阀使气囊固定装置泄气后，将孔中传感器朝缺陷所处的位置移动，然后再次重复步骤2)～6)，直至确定缺陷所处的位置。作为优选，对于存在缺陷的混凝土灌注桩，基于桩顶传感器和孔中传感器接收到的入射波及反射波振动幅值，根据一维波动理论进一步判断缺陷的严重程度。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：1.本专利技术结合了传统基桩低应变检测法与声波透射法的优点，在低应变检测方法的基础上，将一个传感器置于桩顶，再利用预埋管将另一个传感器置于桩体内部，根据传感器引线的下放长度确定该传感器放置深度，结合桩顶传感器和孔中传感器的检测结果，达到更准确的检测待测基桩的混凝土弹性纵波波速、桩长或桩身完整性的目的。本专利技术具有快速、经济、无损等特点。2.本专利技术相比于传统的低应变检测法，能够较精确地检测桩身混凝土波速，且更易接收到深处的反射波，例如长桩的桩底反射波、深缺陷的特征反射波。3.本专利技术相比于声波透射法，能够检测到预埋管(声测管)外侧出现的缺陷，且不易受到局部缺陷的影响。附图说明图1为基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置的纵剖面示意图图2为基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置的俯视示意图；图3为孔中传感器及气囊固定装置细部图；其中，1.桩顶传感器，2.孔中传感器，3.预埋管，4.气囊固定装置，5.配重块，6.桩，7.传感器引线，8.数据采集处理装置，9.充气管，10.止气阀，11.充气装置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。如图1和2所示，为本专利技术一个实施例中的一种基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，该装置包括桩顶传感器1、孔中传感器2、预埋管3、气囊固定装置4、充气管9、止气阀10和充气装置11。本专利技术在传统基桩低应变检测的基础上，利用预埋管3将一个传感器2置于桩体内部，可根据传感器引线7的下放长度确定传感器2放置深度。利用脉冲锤敲击桩顶，桩顶和孔中传感器接收到桩身振动情况并通过引线传到数据采集处理装置，用于对结果进行分析。在检测桩身完整性时，通过改变孔中传感器的放置深度，从而改变其与缺陷的相对位置。当孔中传感器与缺陷的相对位置发生改变时，其接收到的缺陷特征反射波也会不同，再结合桩顶传感器的检测结果，就可以达到定量化分析缺陷所处位置及程度的目的。下面详细描述该检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：包括桩顶传感器(1)、孔中传感器(2)、预埋管(3)、气囊固定装置(4)、充气管(9)、止气阀(10)、充气装置(11)；至少一条所述的预埋管(3)垂直埋设于混凝土灌注桩(6)的钢筋笼内；所述的桩顶传感器(1)和孔中传感器(2)均为加速度传感器，桩顶传感器(1)固定于混凝土灌注桩(6)的桩顶，孔中传感器(2)位于预埋管(3)中，且孔中传感器(2)上设有用于临时固定的气囊固定装置(4)，所述的气囊固定装置(4)为一个具有充气口的密闭气囊，气囊环绕包裹于孔中传感器(2)外部，其充气口通过充气管(9)连接置于基桩外部的充气装置(11)，且充气管(9)上设有止气阀(10)；所述的桩顶传感器(1)和孔中传感器(2)分别通过传感器引线(7)连接外部的数据采集处理装置(8)。

【技术特征摘要】
1.一种基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：包括桩顶传感器(1)、孔中传感器(2)、预埋管(3)、气囊固定装置(4)、充气管(9)、止气阀(10)、充气装置(11)；至少一条所述的预埋管(3)垂直埋设于混凝土灌注桩(6)的钢筋笼内；所述的桩顶传感器(1)和孔中传感器(2)均为加速度传感器，桩顶传感器(1)固定于混凝土灌注桩(6)的桩顶，孔中传感器(2)位于预埋管(3)中，且孔中传感器(2)上设有用于临时固定的气囊固定装置(4)，所述的气囊固定装置(4)为一个具有充气口的密闭气囊，气囊环绕包裹于孔中传感器(2)外部，其充气口通过充气管(9)连接置于基桩外部的充气装置(11)，且充气管(9)上设有止气阀(10)；所述的桩顶传感器(1)和孔中传感器(2)分别通过传感器引线(7)连接外部的数据采集处理装置(8)。2.如权利要求1所述的基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：所述的孔中传感器(2)下表面悬挂有配重块(5)。3.如权利要求1所述的基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：所述的预埋管(3)有多条，分布于混凝土灌注桩(6)横截面的不同位置。4.如权利要求1所述的基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：所述的预埋管(3)内径需大于孔中传感器(2)的最大外径，但小于孔中传感器(2)和泄气状态下气囊固定装置(4)的最大外径之和。5.如权利要求1所述的基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：所述的传感器引线(7)上设有刻度。6.如权利要求1所述的基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：还包括用于对混凝土灌注桩(6)的桩顶进行敲击的脉冲锤。7.如权利要求1所述的基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：所述的数据采集处理装置(8)为动测仪器。8.如权利要求1所述的基桩的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测装置，其特征在于：所述的充气装置(11)为打气筒或充气泵，充气管(9)与气囊的充气口之间保持完全密闭。9.一种利用如权利要求1～8任一所述检测装置的桩顶、孔中双测点低应变完整性检测方法，用于检测基桩的混凝土波速、桩长及桩身完整性，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奎华，谭婕，郑茗旺，刘鑫，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33