分析确定地下桩贯入长度及其存在的无损测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种确定地下桩的贯入长度及其存在的无损测量方法以及实施该方法的无损测量装置的锤。无损测量装置的锤包括施加冲击的钢主体、与钢主体相连接的把手以及测量所施加冲击的冲击力的应变片。无损测量方法包括形成插入空间部分的挖掘步骤，将圆柱管放入插入空间部分的圆柱管插入步骤，将接收器放入圆柱管的接收器插入步骤以及测量和分析由锤敲击产生的冲击力信号的分析步骤。当顺序地以预定间距提升放入圆柱管中的接收器时，在接收器顺序提升的预定间距中顺序地敲击建筑物的侧边，与此同时分析器接收并分析和测量由锤敲击建筑物的侧边产生的冲击力信号以及水平弹性波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种确定地下桩的贯入长度及其存在的无损测量方法，以及该方法所使用的无损测量装置。具体地说，本专利技术涉及一种适用于在桩顶部存在建筑结构从而导致无法实现桩的检测的区域，对桩的贯入长度及存在的损坏进行分析的无损测量方法，该方法是根据建筑结构的状态，通过水平或垂直用锤敲击建筑物产生水平弹性波，在邻近预测桩存在的侧面区域埋设具有中空部分的PVC管，将能够接收水平弹性波的接收器放入PVC管的中空部分中，对由锤敲击产生的水平弹性波以及由泥土产生的水平弹性波进行接收和分析，从而确定地下桩的贯入长度及其存在。此外，本专利技术还涉及一种无损测量装置的锤，无论从任意方向敲击包含桩水平头的建筑结构或建筑结构的侧边或表面，其也能够产生水平弹性波，测量所产生的冲击力并向深处传送水平弹性波。
技术介绍
通常来说，随着工业的发展，桥梁，港口以及住宅等随着时代的进步变得越来越大、越来越高。这样的大型建筑物必须要有埋设在其地下的桩来支撑它们。这类桩包括现场浇注桩、大尺径现场浇注桩、打入桩、预制预应力混凝土桩(PC)、预张离心高强度混凝土桩(PHC)、钢管桩等等。通常将这类桩埋入到地面下的岩石层中。但是，在将这类桩埋入到地面下的岩石层或者进行混凝土浇注的过程中，打入桩、预制预应力混凝土桩(PC)、预张离心高强度混凝土桩(PHC)、钢管桩可能会出现变形或者断裂。进一步地说，现场浇注桩的深处的底端由于地下水的影响会出现蜂窝状或者外表面断裂。为了获悉所出现的上述问题而所采取的方法包括静态和动态荷载测试方法、冲击弹性波测试方法、空对空声速记录测试方法、水平弹性波测试方法等等。而所有这些测试方法所涉及的都是一种对在其上不存在建筑结构物的地下桩实施整个测试的无损测试方法。下面举例对上述四种传统测试方法中的冲击弹性测试进行简要说明。如图1所示，通过用锤1，即弹性波产生单元，垂直敲击桩2的顶端3产生弹性波4。将接收水平弹性波4的地音探测器5水平安装在桩2的顶端3，并与产生弹性波4的锤1在同一线上。地音探测器5接收来自弹性波4到达桩2底端的返回波，从而确定桩2的贯入长度。然而，上述方法是一种为了检测如上所述的在其上方不存在建筑结构物的桩而构造的方法。如果在桩的上方存在建筑结构物，那就不可能通过用锤敲击桩的顶部而产生弹性波。为什么当桩的上方存在建筑物时不能够使用这种锤，原因将在如下关于无损测试装置的锤的描述中具体地阐述。由于地下桩的变形或者断裂、地下水的影响在桩的底部所产生的蜂窝状或者外表面的断裂，桥梁、港口、房屋等在桩上部的大型建筑物就会产生不均匀沉降，从而导致建筑物出现问题，因此，确定桩即建筑物的基础部分的贯入长度及其存在就很必要了。但是，直到现在，还没有分析建筑物下部的桩的存在，过程损坏以及类似问题的方法来解决这些问题。鉴于上述问题，检测建筑物载荷能力以及评估桩的存在和损坏的方法包括通过挖掘桩或者建筑物的周围，从而直观的检查桩是否存在损坏以及损坏的位置的方法；通过钻探近建筑物下部设置沉降计和倾角计确定建筑物的连续沉降和倾角的方法。然而，后一种方法并不能测定桩存在。在上述方法中，前一种方法是通过建筑物周边的挖掘从而进行直观的检查，但是所存在的问题是，在实际操作中不容易实现建筑物底部的挖掘，并且即使进行挖掘，还需要大型的挖掘机和为了解决挖掘所带来的建筑物安全问题而调动的大型设备，这些都将导致消耗大量的时间和金钱。另外，后一种方法所存在的问题是，尽管能够了解上层建筑物的连续沉降和倾角，但是导致沉降和倾斜的确切原因并不能分析得出，并且这种方法也将消耗大量的测量时间和金钱。如图2所示，在传统的无损测试装置中，通过施加冲击产生水平弹性波的锤1包括产生水平弹性波的钢质体10、测量在钢质体10中产生水平弹性波的力的柱状件11、连接到钢质体10上的把手12、附加在钢质体10的一侧用来保护对于冲击敏感的柱状件11的硬橡胶13、安装在钢质体10和把手12中用来传输由柱状件11测得的力的信号的电缆14以及耦接在为了向分析器15传递信号而与分析器15连接的电缆16的一端的连接装置(未示出)上的电缆终端17。如此构造的锤1仅能够实施与一个方向相关的待测桩或者建筑物的测量，这是因为鉴于柱状件11的特性，柱状件仅能够测量一个方向上的力。如果想确定地下桩的贯入长度，只有在桩的顶部不存在建筑物时是可行的，但是，当桩的顶部存在建筑物时，确定桩的贯入长度就不可行了。也就是说，如上所述，为了确定地下桩的贯入长度，必须用锤敲击桩的上部。因此，在桩的上方存在建筑物的情况下，仅能用锤敲击建筑物的顶部，这就使准确确定桩的贯入长度不可行了。并且，如果用锤敲击建筑物的侧边，那就不是在确定埋在建筑物的底部的桩的贯入长度及其存在，而是确定建筑物侧边的厚度。关于确定桩的贯入长度或其存在的阐述表明桩存在的检测不是仅利用一个锤就可以实现的，而是要利用一个由锤、接收器、分析器而组成的无损测试装置才能实现。上述解释仅是为了对
技术实现思路
的全面解释而作出的。此外，虽然用来确定地下桩的贯入长度及其存在的锤仅能够通过测量无方向的力才能够完全的发挥它的性能，但是它采用了价格昂贵的柱状件以及为了保护柱状件而附加在钢质体也就是施加冲击的一侧的硬橡胶。这就削弱了锤在冲击操作中远距离发射高质量的弹性波的力量。进一步说，因为分析比较深的桩需要相当大的力的冲击，这就可能损坏对冲击灵敏的柱状件。更进一步，在柱状件损坏的情况下，柱状件是不可修复的，因此必须更换整个锤。专利技术概述本专利技术是为了解决现有技术中提到的问题而设计的，因此，本专利技术的目的是提供一种为了能够远距离向深处发射水平弹性波而完全由钢制成的无损测量装置，该装置能够利用具有完全无方向性应变片的锤无论是冲击建筑物的侧边、表面还是桩的顶端都能够检测桩的贯入长度及其存在，该装置包括能够接收由锤产生的水平弹性波信号的接收器以及用来分析由锤产生的冲击力信号和由接收器接收到的水平弹性波信号的分析器。本专利技术的另一个目的是提供一种具有当安装在锤中的应变片损坏时能够方便的更换用来安装/拆除应变片的嵌入空间部分的无损测量装置的锤，其中在锤的嵌入空间部分内表面具有螺纹，并且具有与螺纹啮合的啮合螺栓，为了防止由于冲击造成的损坏，应变片从实施冲击的另一侧装入并用环氧膜塑封装。本专利技术的另一个目的是提供一种通过利用上述的由锤、接收器和分析器组成的无损测量装置确定和分析地下桩的贯入长度及其存在的无损测量方法，该方法包括以下步骤形成插入空间部分的挖掘步骤，以便在与待测的地下桩相隔一预定距离的地点，插入具有中空部分的圆柱管，深度超过地下桩顶部；将圆柱管放入插入空间的圆柱管插入步骤；将能够接收水平弹性波的接收器放入圆柱管的接收器插入步骤；用锤敲击桩顶部建筑物侧边的锤敲击步骤；测量和分析由于用锤敲击建筑物的侧边产生的冲击力信号和水平弹性波信号的分析步骤。本专利技术的另一个目的是提供一种确定和分析地下桩的贯入长度及其存在的无损测量方法，包括以下步骤操作开始信号输入步骤(a)，为了在桩可能存在区域的建筑物的顶部产生水平弹性波，由用户利用锤在建筑物顶端施加力产生输入操作开始信号；水平弹性波接收步骤(b)，在步骤(a)中对可能埋入桩的上层建筑产生水平弹性波输入，并由接收器接收水平弹性波；以及图像输出显示步骤(c)，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用无损测量装置确定和分析地下桩的贯入长度及其存在的无损测量方法，其中，所述无损测量装置包括施加冲击并且具有测量所施加冲击的冲击力的传感器的锤，接收由锤的冲击所产生的水平弹性波的接收器，和接收传感器检测到的由于锤冲击所产生的冲击力信号以及接收器接收到的水平弹性波并对其进行测量分析的分析器，所述方法包括：形成插入空间部分的挖掘步骤，以便在与被测的地下桩相隔一预定距离处形成深度超过地下桩顶部的容纳具有中空部分的圆柱管；将圆柱管放入插入空间部分的圆柱管插入步骤； 将能够接收水平弹性波的接收器放入圆柱管的接收器插入步骤；用锤敲击桩顶部建筑物侧边的锤敲击步骤；及测量和分析用锤敲击建筑物的侧边产生的冲击力信号和水平弹性波的分析步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金胜，
申请(专利权)人：金胜，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]