一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法技术

本发明专利技术涉及既有基桩无损检测领域，具体是一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法。通过在基桩外钻挖多个检测孔，从基桩外部构建检测所需的条件。结合裸露基桩部分的可测量数据，通过将跨孔超声检测技术应用在基桩外部构建的检测孔中，获取地下基桩部分的测量数据，最后通过公式计算，获取任一深度位置下的桩径变化，以此快速判断基桩在该深度位置的状态。本方法适用性强，采用桩外钻孔的形式进一步避免了对基桩造成二次损坏。过程方便，能快速实现对地下任一深度位置或深度范围内的基桩检测，并量化反映出该深度位置或深度范围内的桩径变化，从而判断基桩可能存在的缩径、扩径、断裂等问题，为基桩的后续维护、加固或拆除提供有效依据。效依据。效依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法


[0001]本专利技术涉及既有基桩无损检测领域，更具体地，涉及一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法。

技术介绍

[0002]基桩是建筑中起支撑和承重作用的重要结构，由于基桩并非完全外露在地面上，具有较强的隐蔽性。作为保证建筑质量和安全重要的一环，基桩的检测不可或缺。无论是竣工后的质量检测，还是对使用多年的既有基桩进行质量评估。除部分外露的桩头可目视并直接测量外，绝大部分埋藏在地下的基桩部分均存在检测耗时长、难度大、准确率低等问题，极大地影响了既有基桩的有效检测。
[0003]传统的基桩检测技术包括：钻芯法、低应变动测法、高应变检测法和声波透射法。钻芯法会对结构混凝土造成局部损伤，是一种半破损的现场检测手段，而且钻芯法仅是一孔之见，无法完整描述基桩任一深度或任一深度范围的状态；低应变法虽能定位桩径变化区域，但无法量化反映桩径变化。对于多个缺陷形成的应力波往往会相互叠加，干扰检测人员进行准确的判断，且对既有桥梁基桩适用性较差。高应变法只能定性描述基桩缺陷，并受限于检测条件，不适合既有基桩的检测；传统的声波透射法依赖基桩内部预埋的声测管，无法适用于既有基桩，且无法检测基桩直径变化，所以同样无法获取既有基桩基桩任一深度或任一深度范围的状态变化。既有基桩的检测往往因为缺乏检测条件和会对基桩产生破坏，使得传统检测方法无从下手。所以既有基桩的检测技术应对基桩现场检测条件的依赖小，且尽量不要损坏既有基桩，以保证原有的基桩的效用。可见，传统的基桩检测方法均无法在满足上述要求的基础上实现快速准确的检测。
[0004]现有技术对既有基桩缺乏一种有效的检测手段，在不破坏既有基桩的前提下，对地下任一深度下的基桩进行快速量化的检测，以应对由于附近土地施工，局部受到撞击或其他检测需要时，能快速无损地检测既有基桩任一深度下的状态，及时发现既有基桩可能存在的损坏如：缩径、扩径、断裂等问题，并准确判断损坏出现的具体位置和程度，为后续基桩的维护、加固或拆除提供有效依据。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法，用于解决如何无损快速地对既有基桩任一深度或任一深度范围进行量化检测的问题。
[0006]本专利技术采取的技术方案是一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法，包括以下步骤：S1.在基桩四周的地面上钻挖至少三个检测孔，所述任意两个检测孔在同一深度水平面内的连线中，至少一条穿过基桩且至少一条不穿过基桩；同一深度水平面内，穿过基桩的连线为测桩线且形成测桩线的两个检测孔的距离为L；同一深度水平面内，靠近基桩的连线为测土线且形成测土线的两个检测孔的距离为l；同一深度水平面内，测桩线在基桩内的线段
为过桩段，过桩段的长度为D；S2.获取基桩超声波传播速度v
z
、待测深度水平面内的土层超声波传播速度v
t
；在检测孔中与相连的换能器，利用跨孔超声检测设备测得待测深度水平面内的测土线声时t和测桩线声时T；通过公式：D＝v
z
×
(T
×
v
t
‑
L)/(v
t
‑
v
z
)计算获取待测深度水平面内D的长度；S3.自下而上控制换能器进行跨孔超声波检测，通过D的变化，判断基桩截面存在的异常问题和异常所在深度。
[0007]本方法将传统用于检测混凝土质量的跨孔超声检测设备用于既有基桩的缺陷检测中。区别于传统声波透射法需要在基桩内部预埋声测管且只适用于在建基桩，本方法无需依赖在基桩内部设置声测管，而是通过在基桩外附近四周的地面上钻取检测孔。这时，作为检测条件的检测孔的施工范围大，能配合跨孔超声检测设备的需要，也能根据实际环境合理进行位置规避，适应性强。在基桩外钻挖检测孔作为对基桩的检测基础，对基桩本身是无损的，所以无需担心对基桩造成二次损坏，同时对基桩周围土层的影响可以忽略不计，不会影响基桩附近的固定基础。
[0008]本方法所需的检测基础结构简单，施工方便，能快速实现对地下某一深度范围内的基桩检测。结合本申请采用的算法，利用声时的变化和对比，基桩裸露部分的尺寸测定，可以精确量化地判断某一地下深度范围内的D的变化，而D信息无疑量化地反映了在不同深度同一位置上基桩截面两点的变化，从而反映缩径、扩径、断裂等问题的程度，为后续基桩的维护、加固或拆除提供有效依据。本技术方案中，进一步限定同一深度水平面内测桩线与测土线的长度一致，检测孔竖直向下。测桩线与测土线的长度一致能缩小同一土层内的声时差异，使测取的土层速度与实际土层状态更加接近。检测孔的设置通过竖直向下钻挖，这种设置容易快速确认深度，而且竖直的检测孔在换能器上下的过程中更容易实现发射器和接收器的同步连续扫描。
[0009]本技术方案中对步骤S2进行了进一步的限定，在检测孔中设置跨孔超声检测设备前，还包括步骤：S21.钻挖检测孔终孔后，在检测孔中埋放套管，所述套管的内径大于超声波换能器的外径且套管竖直向下；S22.埋入套管后，在套管外壁与检测孔的孔壁之间填充混凝土，使套管外壁与各个土层紧密相连；S23.所述套管内注满清水，并持续维持套管内满水状态。既有基桩地下部分的检测深度不一，特别是需要对较深的位置进行检测，检测孔精度和尺寸的一致性受加工设备和土层结构的影响很大，越深，保持一致性的难度越大。若检测孔的一致性不足，会导致跨孔超声检测设备连接的换能器与检测孔的结合不够紧密。由于跨孔超声检测设备的换能器需要上下运动，在运动的过程中容易破坏检测孔的孔壁，所以检测孔的尺寸无法与换能器的尺寸形成紧配合，或通过填充的方式增加换能器与土层的接触，避免了跨孔超声检测设备的检测超声波在空气中被极大衰减，保证了跨孔超声检测设备的准确性和量程。
[0010]管套与检测孔之间可以通过混凝土完全填充消除两者之间的缝隙，超声波穿透套管后能直接传递到土层中，减少声波的衰减。进一步，在套管中加入清水，消除超声波与管套之间的空气层降低超声波在空气传播过程中的衰减，。由于换能器上下移动，管套中的清水不可避免的被带出或减少。为了保持最佳的效果，套管内需要保持满水状态，而满水的状态同时也在一定程度上对换能器进行了保护，减少了可能出现的设备摩擦。
[0011]本技术方案中对检测孔的深度作出了进一步的限定，所述检测孔的深度为基桩的待检测区域最深位置下延至少5米。确定检测的深度后进行3米至8米的下延有助于节省时
间和准确测量。因为实际判断基桩需要检测深度的依据一般是影响源所在土层的位置，或者是基桩下沉量等因素。由于土层下的基桩具有隐蔽性，在某一位置受到影响后不可避免地会引起其附近相连的位置发生变化。延长深度，一方面不是盲目地增加检测的范围导致耗费工时，另一方面能全面有效地反映某一问题对基桩的整体影响，并防止了断裂分离导致的异常。检测孔孔深的下延避免了检测孔二次钻挖导致的时间损耗，是定量和适量的深度增加，使检测位置的上下范围被完整覆盖，从而更能准确反映基桩的在某一深度范围下的准确状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在基桩四周的地面上钻挖至少三个检测孔，所述任意两个检测孔在同一深度水平面内的连线中，至少一条穿过基桩且至少一条不穿过基桩；同一深度水平面内，穿过基桩的连线为测桩线且形成测桩线的两个检测孔的距离为L；同一深度水平面内，靠近基桩的连线为测土线且形成测土线的两个检测孔的距离为l；同一深度水平面内，测桩线在基桩内的线段为过桩段，过桩段的长度为D；S2.获取基桩超声波传播速度v
z
、待测深度水平面内的土层超声波传播速度v
t
；在检测孔中设置跨孔超声检测设备，利用跨孔超声检测设备测得待测深度水平面内的测土线声时t和测桩线声时T；通过公式：D＝v
z
×
(T
×
v
t
‑
L)/(v
t
‑
v
z
)计算获取待测深度水平面内D的长度；S3.控制跨孔超声检测设备竖直上下运动，通过D的变化，判断基桩截面存在的异常问题和异常所在深度。2.根据权利要求1所述的一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法，其特征在于，同一深度水平面内测桩线与测土线的长度一致，检测孔竖直向下。3.根据权利要求1所述的一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，在检测孔中设置跨孔超声检测设备前，还包括步骤：S21.钻挖检测孔终孔后，在检测孔中埋放套管，所述套管的内径大于超声波换能器的外径且套管竖直向下；S22.埋入套管后，在套管外壁与检测孔的孔壁之间填充混凝土，使套管外壁与各个土层紧密相连；S23.所述套管内注满清水，并持续维持套管内满水状态。4.根据权利要求1所述的一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法，其特征在于，所述检测孔的深度为基桩的待检测区域最深处下延至少5米。5.根据权利要求1所述的一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法，其特征在于，所述测桩线过基桩某一截面的圆心。6.根据权利要求1所述的一种基于桩外跨孔的无损基桩检测方法，其特征在于，所述步骤S2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇平，邓桂萍，汤小明，刘启林，杨文强，桑治国，毕博文，
申请(专利权)人：广东交科检测有限公司，
类型：发明
国别省市：