CN107869155A - 平行地震法确定基桩长度的检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

基于平行地震法确定基桩长度的检测装置，包括激振锤、主机、钻孔设备、扶正下钻设备和触发器，触发器放置在所述基桩的承台上，主机与触发器连接有数据线路组，其特征在于，所述钻孔设备包括钻体，所述钻体的底端设置有钻头、顶端安装有电机，所述钻体内安装有电机带动旋转的螺旋杆，所述螺旋杆与钻头之间安装有碾碎柱子，本发明的有益效果：本发明通过将检测装置布设为一体结构，检测的时候速度快，可随时检测不需要预打孔，减少施工时间，适合推广使用。

Description

平行地震法确定基桩长度的检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种基于平行地震法检测基桩长度检测装置，属于建筑检测技术领域。

背景技术

随着经济建设的快速发展，高楼大厦不断涌现，桩基工程获得了空前发展，桩基础是目前应用最为广泛的基础形式。由于桩基工程施工具有高度隐蔽性，发现质量问题相对较难，工业与民用建筑中的质量事故很多是由于桩基工程的质量问题引起的。

近年来基桩检测技术得到了长足的发展，相关检测标准、规范相继颁布和实施，对保证工程质量起到了良好的作用。但目前常规的基桩检测技术，如静载荷试验、钻芯法、高应变法、低应变法及声波透射法等，均需直接接触基桩桩顶，因而其使用场合受到了一定的限制，一般仅适用于上部建筑结构尚未施工前。

然而，工程建设中经常会遇到对既有建（构）筑物下的基桩长度或完整性发生怀疑而产生矛盾纠纷，或由于既有建筑年代久远，在后续改造工程中缺乏桩长等重要资料时，以及由于发生了地表下沉、地震等其他原因而对桩基造成了后期破坏等情况而需要对既有建筑下的桩基进行检测，但由于此时上部建筑结构已经存在，无法直接接触桩顶，因而常规的基桩检测方法无能为力。

由于目前国内既有建（构）筑物下基桩检测技术的系统研究尚属空白，因此研究一种适应性强、受限制条件少的既有建（构）筑物下的基桩检测新技术，对客观准确地评定工程质量、解决工程建设中的矛盾纠纷以及完善既有建（构）筑物质量评定或危房安全鉴定指标体系等，有着较大的现实意义，也必将推动建筑基桩检测技术的进一步发展。

如一申请号为CN101570974A公开了一种用旁孔透射波法检测既有建筑物基桩质量的方法,它是通过在既有建筑物基桩旁埋设平行于基桩的PVC管,利用工程地震仪沿PVC管深度方向测试经基桩透射过来的地震波,根据检波器所接收到地震波的初至时间和振幅来判断基桩长度和完整性的方法。该测试方法的原理是:地震波在基桩的传播速度远远大于在桩周土,而衰减系数小于桩周土,当检波器远离基桩底端时,接收到的地震波在土壤中传播的距离增大,必然加大初至时间的后延且加速振幅的衰减,同理在基桩缺陷的位置也会出现初至时间的突然增大和振幅的突然衰减,因此可通过对地震波波列初至时间和振幅综合分析,判断基桩长度和完整性。

又如一申请号为CN103255785A公开了一种采用单管纵波法进行基桩质量检测和地质探测的技术，其特征在于在基桩顶面上敲击产生沿桩身向下传播的纵波，通过在声测管中检测纵波的到达时间差，准确测定基桩的纵波波速和桩长，判定桩身混凝土质量；在邻桩的管道或地质钻孔中实测纵波沿被敲击桩身向下并从桩侧土传播的到达时间差，测定基桩长度、桩身质量及扩孔程度；并能测量地质土层的波速、判断桩周地质土层的状况，分析基桩入岩情况。本发明可在既有的低应变、超声波等检测设备基础上，外配或嵌入信号处理器，实现一种新的基桩质量无损检测和地质探测的技术，也是经济、现成的桩基无损检测辅助验证方法，能显著提高桩基质量判定的准确性和服务水平。

上述两个对比文件是预本申请最接近的现有技术，但是其具有的问题如下：预检测比较麻烦，需要打孔，注清水，工序比较繁琐。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的问题，提出了一种基于平行地震法确定基桩长度的检测装置及其检测方法，本发明通过将检测装置布设为一体结构，检测的时候速度快，可随时检测不需要预打孔，减少施工时间。

本发明的具体技术方案如下：

基于平行地震法确定基桩长度的检测装置，包括激振锤、主机、钻孔设备、扶正下钻设备和触发器，触发器放置在所述基桩的承台上，主机与触发器连接有数据线路组，其特征在于，

所述钻孔设备包括钻体，所述钻体的底端设置有钻头、顶端安装有电机，所述钻体内安装有电机带动旋转的螺旋杆，所述螺旋杆与钻头之间安装有碾碎柱子，所述碾碎柱子的顶端设有与螺旋杆的齿轮一相啮合的上行星轮，所述碾碎柱子的底端设有与钻头的齿轮二相啮合下行星轮；所述钻体内设有保护管，所述保护管内放置有检波器，所述检波器与主机连接有数据线路组二；所述激振锤通过引向导管安装在水平横杆上，所述横杆固定架设于基桩上方，所述引向导管和横杆之间安装有脱钩装置，用于调整激振锤的落距。

优选地，所述钻头上面布设有多个导土孔一通入钻体内，所述碾碎柱子的上方还安装有过滤导土隔板。

优选地，所述钻体的顶端还安装有与螺旋杆相通的出土管，所述出土管的开口向下。

优选地，所述扶正下钻设备包括车体，所述车体的一端安装有移动固定套，车体的另一端安装有旋转箱，移动固定套上安装有拉环，所述车体的旋转箱端安装有绞绳机，所述拉环与绞绳机之间连接有钢丝绳，所述钢丝绳的中间段通过安装在车体上的支撑杆撑起。

基于上述装置，本发明还提供了一种基于平行地震法确定基桩长度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）选好检测点，将钻孔设备放在扶正下钻设备上面，通过移动固定套和旋转箱固定住，其中：移动固定套固定套住钻孔设备的上方，旋转箱套住钻孔设备的下端；

2）通过绞绳机带动钢丝绳拉起使钻孔设备垂直立正，松开移动固定套，并启动电机带动钻头下钻设定深度；其中：下钻过程中，土壤通过导土孔一进入钻体并通过过滤导土隔板进入螺旋杆内排出到出土管外；

3)在基桩的承台上放置触发器，并将触发器的数据线路组和检波器的数据线路组二连接主机，在基桩上方架设横杆，将激振锤安装在横杆下方，检测前工作准备完成；

4)检测时先将检波器置于保护管的管口或管底，通过激振方式在工程桩上生成机械波的同时，在保护管内检测振动信号，分析信号采集的质量，若质量不佳则重新采样，否则保存该测点的波形，并且在一个激振‐检波周期后将检波器的高度下降或提升0.5-1m，继续锤击采样，直至检波器下降到管底或上提到管口为止；

5)主机400输出图像，通过对如下评判准则：1、在时间-深度图中初至时间斜率的变化；2、能量的大幅衰减振幅；即对地震波波列的初至时间及振幅的综合分析，判断桩身长度和完整性。

本发明的有益效果：本发明通过将检测装置布设为一体结构，检测的时候速度快，可随时检测不需要预打孔，减少施工时间，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明基于平行地震法确定基桩长度的检测装置的结构示意图；

图2为钻孔设备的结构示意图；

图3为扶正下钻设备的结构示意图；

图4为扶正下钻设备作业时候结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图所示，基于平行地震法确定基桩长度的检测装置，包括激振锤300，激振锤300用来通过激振方式在工程桩上生成机械波 ；所述激振锤300通过引向导管301安装在水平横杆302上，所述横杆302固定架设于基桩100上方，所述引向导管301和横杆302之间安装有脱钩装置303，用于保证激振锤300的落距每次都相同。

主机400、钻孔设备500、扶正下钻设备600和触发器800，触发器800放置在所述基桩100的承台上。

主机400与触发器800连接有数据线路组。其中，钻孔设备500由扶正下钻设备600辅助做到垂直下钻。

钻孔设备500包括钻体501，所述钻体501的底端设置有钻头1、顶端安装有电机12，所述钻体501内安装有电机12带动旋转的螺旋杆5，所述螺旋杆5与钻头1之间安装有碾碎柱子7，所述碾碎柱子7的顶端设有与螺旋杆5的齿轮一6相啮合的上行星轮8，所述碾碎柱子7的底端设有与钻头1的齿轮二502相啮合的下行星轮；所述钻体501设有内保护管，所述保护管内放置有检波器4，所述检波器4与主机400连接有数据线路组二。电机12带动旋转的螺旋杆5旋转从而通过上行星轮8带动碾碎柱子7旋转再而通过下行星轮带动钻头1旋转。

此外，钻头1上面布设有多个导土孔一2通入钻体501内，所述碾碎柱子7的上方还安装有过滤导土隔板9。所述钻体501的顶端还安装有与螺旋杆5相通的出土管11，所述出土管11的开口向下。在下钻时，土体通过导土孔一2进入钻体501并通过过滤导土隔板9进入螺旋杆5内排出到出土管11外，这样钻孔设备500可以快速下钻到达指定深度。

扶正下钻设备600包括车体25，所述车体25的一端安装有移动固定套 22，车体25的另一端安装有旋转箱28，移动固定套 22上安装有拉环20，所述车体25的旋转箱28端安装有绞绳机16，所述拉环20与绞绳机16之间连接有钢丝绳19，所述钢丝绳19的中间段通过安装在车体25上的支撑杆撑起。

基于上述装置，本发明还提供了一种基于平行地震法确定基桩长度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）选好检测点，将钻孔设备500放在扶正下钻设备600上面，通过移动固定套 22和旋转箱28固定住，其中：移动固定套 22固定套住钻孔设备500的上方，旋转箱28套住钻孔设备500的下端；

2）通过绞绳机16带动钢丝绳19拉起使钻孔设备500垂直立正，松开移动固定套 22，并启动电机12带动钻头1下钻设定深度；其中：下钻过程中，土壤通过导土孔一2进入钻体501并通过过滤导土隔板9进入螺旋杆5内排出到出土管11外；

3)在基桩100的承台上放置触发器800，并将触发器800的数据线路组和检波器4的数据线路组二连接主机400，在基桩上方架设横杆302，将激振锤300安装在横杆下方，检测前工作准备完成；

4)检测时先将检波器置于保护管的管口或管底，通过激振锤300在工程桩上生成机械波的同时，在保护管内检测振动信号，分析信号采集的质量，若质量不佳则重新采样，否则保存该测点的波形，并且在一个激振‐检波周期后将检波器4的高度下降或提升0.5-1m，继续锤击采样，直至检波器下降到管底或上提到管口为止；

5)主机400输出图像，通过对如下评判准则：1、在时间-深度图中初至时间斜率的变化；2、能量的大幅衰减振幅；即对地震波波列的初至时间及振幅的综合分析，判断桩身长度和完整性。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述检波器4与主机400通过无线连接，所述检波器4上增加无线发射模块41，所述触发器800内也增加有无线发射模块二，在主机400内部安装相应的无线接收模块，

基于上述装置，本发明还提供了一种基于平行地震法确定基桩长度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）选好检测点，将钻孔设备500放在扶正下钻设备600上面，通过移动固定套 22和旋转箱28固定住，其中：移动固定套 22固定套住钻孔设备500的上方，旋转箱28套住钻孔设备500的下端；

2）通过绞绳机16带动钢丝绳19拉起使钻孔设备500垂直立正，松开移动固定套 22，并启动电机12带动钻头1下钻设定深度；其中：下钻过程中，土壤通过导土孔一2进入钻体501并通过过滤导土隔板9进入螺旋杆5内排出到出土管11外；

3)在基桩100的承台上放置触发器800，并将触发器800的数据线路组和检波器4的数据线路组二连接主机400，在基桩上方架设横杆，将激振锤300安装在横杆下方，检测前工作准备完成；

4)检测时先将检波器置于保护管的管口或管底，通过激振锤300在工程桩上生成机械波的同时，在保护管内检测振动信号，分析信号采集的质量，若质量不佳则重新采样，否则保存该测点的波形，并且在一个激振‐检波周期后将检波器4的高度下降或提升0.5-1m，继续锤击采样，直至检波器下降到管底或上提到管口为止；

5)主机400输出图像，通过对如下评判准则：1、在时间-深度图中初至时间斜率的变化；2、能量的大幅衰减振幅；即对地震波波列的初至时间及振幅的综合分析，判断桩身长度和完整性。

实施例3：

如图所示，基于平行地震法确定基桩长度的检测装置，包括激振锤300，激振锤300用来通过激振方式在工程桩上生成机械波 ；所述激振锤300通过引向导管301安装在水平横杆302上，所述横杆302固定架设于基桩100上方，所述引向导管301和横杆302之间安装有脱钩装置303，用于保证激振锤300的落距每次都相同。

主机400、钻孔设备500、扶正下钻设备600和触发器800，触发器800放置在所述基桩100的承台上。

主机400与触发器800连接有数据线路组。其中，钻孔设备500由扶正下钻设备600辅助做到垂直下钻。

钻孔设备500包括钻体501，所述钻体501的底端设置有钻头1、顶端安装有电机12，所述钻体501内安装有电机12带动旋转的螺旋杆5，所述螺旋杆5与钻头1之间安装有碾碎柱子7，所述碾碎柱子7的顶端设有与螺旋杆5的齿轮一6相啮合的上行星轮8，所述碾碎柱子7的底端设有与钻头1的齿轮二502相啮合的下行星轮；所述钻体501内设有保护管，所述保护管内放置有检波器4，所述检波器4的有数据线路组二缠绕在提升装置401上，数据线组二的终端与主机400。所述提升装置401内设有一个控制模块，所述控制模块通过无线装置连接主机。电机12带动旋转的螺旋杆5旋转从而通过上行星轮8带动碾碎柱子7旋转再而通过下行星轮带动钻头1旋转。

此外，钻头1上面布设有多个导土孔一2通入钻体501内，所述碾碎柱子7的上方还安装有过滤导土隔板9。所述钻体501的顶端还安装有与螺旋杆5相通的出土管11，所述出土管11的开口向下。在下钻时，土体通过导土孔一2进入钻体501并通过过滤导土隔板9进入螺旋杆5内排出到出土管11外，这样钻孔设备500可以快速下钻到达指定深度。

扶正下钻设备600包括车体25，所述车体25的一端安装有移动固定套 22，车体25的另一端安装有旋转箱28，移动固定套 22上安装有拉环20，所述车体25的旋转箱28端安装有绞绳机16，所述拉环20与绞绳机16之间连接有钢丝绳19，所述钢丝绳19的中间段通过安装在车体25上的支撑杆撑起。

基于上述装置，本发明还提供了一种基于平行地震法确定基桩长度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）选好检测点，将钻孔设备500放在扶正下钻设备600上面，通过移动固定套 22和旋转箱28固定住，其中：移动固定套 22固定套住钻孔设备500的上方，旋转箱28套住钻孔设备500的下端；

2）通过绞绳机16带动钢丝绳19拉起使钻孔设备500垂直立正，松开移动固定套 22，并启动电机12带动钻头1下钻设定深度；其中：下钻过程中，土壤通过导土孔一2进入钻体501并通过过滤导土隔板9进入螺旋杆5内排出到出土管11外；

3)在基桩100的承台上放置触发器800，并将触发器800的数据线路组和检波器4的数据线路组二连接主机400，在基桩上方架设横杆302，将激振锤300安装在横杆下方，检测前工作准备完成；

4)检测时先将检波器置于保护管的管口或管底，通过激振锤300在工程桩上生成机械波的同时，在保护管内检测振动信号，分析信号采集的质量，若质量不佳则重新采样，否则保存该测点的波形，并且在一个激振‐检波周期后，控制模块接收信息，控制提升装置401启动将检波器4的高度下降或提升0.5-1m，继续锤击采样，直至检波器下降到管底或上提到管口为止；

5)主机400输出图像，通过对如下评判准则：1、在时间-深度图中初至时间斜率的变化；2、能量的大幅衰减振幅；即对地震波波列的初至时间及振幅的综合分析，判断桩身长度和完整性。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.平行地震法确定基桩长度的检测装置，包括激振锤（300）、主机（400）、钻孔设备（500）、扶正下钻设备（600）和触发器（800），触发器（800）放置在所述基桩（100）的承台上，主机（400）与触发器（800）连接有数据线路组，其特征在于，

所述钻孔设备（500）包括钻体（501），所述钻体（501）的底端设置有钻头（1）、顶端安装有电机（12），所述钻体（501）内安装有电机（12）带动旋转的螺旋杆（5），所述螺旋杆（5）与钻头（1）之间安装有碾碎柱子（7），所述碾碎柱子（7）的顶端设有与螺旋杆（5）的齿轮一(6)相啮合的上行星轮（8），所述碾碎柱子（7）的底端设有与钻头（1）的齿轮二（502）相啮合的下行星轮；所述钻体（501）内设有保护管，所述保护管内放置有检波器（4），所述检波器（4）与主机（400）连接有数据线路组二；所述检波器（4）的有数据线路组二缠绕在提升装置（401）上，数据线组二的终端与主机（400）；

所述提升装置（401）内设有一个控制模块，所述控制模块通过无线装置连接主机；

所述激振锤（300）通过引向导管（301）安装在水平横杆（302）上，所述横杆（302）固定架设于基桩（100）上方，所述引向导管（301）和横杆（302）之间安装有脱钩装置（303），用于调整激振锤（300）的落距；

所述扶正下钻设备（600）包括车体（25），所述车体（25）的一端安装有移动固定套（22），车体（25）的另一端安装有旋转箱（28），移动固定套 （22）上安装有拉环（20），所述车体（25）的旋转箱（28）端安装有绞绳机（16），所述拉环（20）与绞绳机（16）之间连接有钢丝绳（19），所述钢丝绳（19）的中间段通过安装在车体（25）上的支撑杆撑起。

2.如权利要求1所述基于平行地震法确定基桩长度的检测装置，其特征在于，所述钻头（1）上面布设有多个导土孔一（2）通入钻体（501）内，所述碾碎柱子（7）的上方还安装有过滤导土隔板（9）。

3.如权利要求1所述基于平行地震法确定基桩长度的检测装置，其特征在于，所述钻体（501）的顶端还安装有与螺旋杆（5）相通的出土管（11），所述出土管（11）的开口向下。