CN108168422B - 一种地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法，该检测装置包括套管、测试腔体、升降机、首部空压机、尾部空压机和位置传感器；所述测试腔体通过该活塞分为二个空腔，且该二个空腔分别与首部空压机和尾部空压机相连通，所述首部空压机和尾部空压机的增压分别对应所述活塞沿水平方向的两个相反运动方向，并带动所述测杆伸出或缩回所述测试腔体；所述位置传感器设置于所述测试腔体，并检测所述活塞的水平位置回传回地面。本发明提供了一种地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法，有效消除了现有技术的超声波检测方法由于不同土质对波速的影响不同而造成的测量误差，适用范围更广，测量结果更为可靠。

Description

一种地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种垂直度检测装置，特别是涉及一种地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法。

背景技术

地下连续墙是一种常用的基坑工程维护结构，随着施工环境的复杂化，如果对施工质量控制不当，地下连续墙垂直度会发生偏斜过大的问题。后期在基坑开挖过程中容易造成墙体渗水、基坑变形过大等工程隐患，进一步产生极大的经济损失和社会影响。因此对于地下连续墙垂直度控制十分必要。我国有关规范均对垂直度进行了要求。采用设备仪器对垂直度进行检测是保障垂直度的重要措施之一。

目前使用较多的检测方法为超声波检测。超声波检测方法是将超声波探头下放到钻孔内，在连续下放的过程中，沿水平方向发射超声波脉冲，通过计算接受反射脉冲的时间获得探头和地下连续墙的间距，并计算出腔体的垂直度偏斜量。然而这种方法对于均质地层使用形较好，对于非均质地层，不同的土层将会影响超声波的波速，使得不同土层所测量的数据具有不同的偏差，无法得出正确的测量结果。

因此，仍旧缺少一种有效的地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供了一种地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法，有效消除了现有技术的超声波检测方法由于不同土质对波速的影响不同而造成的测量误差，适用范围更广，测量结果更为可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地下连续墙垂直度检测装置，包括套管、测试腔体、升降机、首部空压机、尾部空压机和位置传感器；所述套管沿铅直方向设置于所述地下连续墙的侧方，所述测试腔体通过所述升降机在所述套管内沿竖直方向移动；

所述测试腔体设有一可沿水平方向运动的活塞，该活塞一体连接有延伸至测试腔体外部的测杆；所述测试腔体通过该活塞分为二个空腔，且该二个空腔分别与首部空压机和尾部空压机相连通，所述首部空压机和尾部空压机的增压分别对应所述活塞沿水平方向的两个相反运动方向，并带动所述测杆伸出或缩回所述测试腔体；所述位置传感器设置于所述测试腔体，并检测所述活塞的水平位置回传回地面。

作为一种优选，所述位置传感器包括电阻条、二条电缆和万用表，所述电阻条贴设于所述测试腔体的内侧，并使电阻条沿活塞运动方向设置；所述万用表通过所述二条电缆测量电阻条一端与活塞位置之间的电阻。

作为一种优选，所述测杆与测试腔体的接缝处通过密封胶进行密闭。

作为一种优选，所述套管的内侧在三个不同方向设有导向轨道，相应的，所述测试腔体沿三个不同方向设有可与该导向轨道滑动配合的凸条。

作为一种优选，所述首部空压机和尾部空压机分别设有压力表。

作为一种优选，所述测杆具有锥形尖端，且该锥形尖端采用高硬度材料制成。

作为一种优选，所述套管和测试腔体均采用高强度钢材制成。

一种地下垂直墙垂直度检测方法，采用上述技术方案所述的底下垂直墙垂直度检测装置，并包括以下步骤：

步骤1，对测杆伸出距离与位置传感器所测得数据的对应关系进行标定，并得出对应关系；

步骤2，在地下连续墙的侧方沿铅垂方向钻设测量孔，并将套管放置于该测量孔中；

步骤3，取测量间隔h0，将测试腔体通过升降机以测量间隔依次下放取点测量，每一个测量点在尾部空压机增压并使测杆的位置稳定后，读取位置传感器的测量数据，再将尾部空压机关闭，将首部空压机开启，并使测杆退回套管中；

步骤4，通过位置传感器的测量数据与测杆伸出长度的对应关系，计算获得不同测量点的测杆伸出长度，并判定地下连续墙的垂直度。

本发明的有益效果是：

实现了地下连续墙垂直度的有效检测。该检测装置及其检测方法通过位置传感器多个位置取点，再通过拟合的方式求得地下连续墙的垂直度，测量结果精准可靠。有效消除了现有技术的超声波检测方法由于不同土质对波速的影响不同而造成的测量误差，适用范围更广，测量结果更为可靠。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的整体立面图；

图2是本发明的测试腔体的立面图；

图3是本发明的测试腔体的平面图。

具体实施方式

实施例：

参见图1至图3所示，本发明的一种地下连续墙垂直度检测装置，包括套管3、测试腔体4、空压机(首部空压机5和尾部空压机6)、压力表(首部压力表7和尾部压力表7)、管道、阀门(包括首部阀门11和尾部阀门12)、电缆13和万用表14，其中套管3用钢管制成，外侧直径为0.5m，壁厚为5mm，具有较高的刚度和强度，套管3一侧呈开口状，开口宽度约为3cm，套管3内壁上分布有三个凹槽，用以与测试腔体4的凸条44咬合；测试腔体4由高强钢材制成，由腔体41、活塞45、电阻片42、测杆43和凸条44组成，腔体41呈长方体，活塞45位于腔体41内部，电阻片42黏贴在腔体41的内侧顶部，面积与腔体41顶部内侧的等同，腔体41一侧预留有孔洞，供测杆43穿过，腔体41顶部也预留有四个孔洞，其中两个供两根电缆13穿过，另外两个供管道穿过，测杆43固定在活塞45的中心位置，与活塞45平面垂直，活塞45与腔体41、测杆43与腔体41之间的密封性良好，测杆43上涂抹有黄油，避免地下水渗透到腔体41内，凸条44固定安装在腔体41外侧的三个方向处；空压机、阀门、万用表14和压力表均位于地表以上，空压机用以向测试腔体4内施加空气压力，压力表测试腔体4内的气压；空压机有两台，分别用以向测试腔体4两端送入气体，与测试腔体4之间通过两条管道相连；与测试腔体4尾部连接的空压机(简称尾部空压机6)用以将活塞45和测杆43从测试腔体4内推出，与测试腔体4首部连接的空压机(简称首部空压机5)用以将活塞45和测杆43拉回；管道为能够承受一定气压的气管，用以向测试腔体4内传送气压和释放气压，连接尾部空压机6和首部空压机5的管道分别称为尾部管道10和首部管道9；阀门安装在管道的地面以上部分，分别用以控制管道的关闭与开通状态，连接尾部管道10和首部管道9的阀门分别称为尾部阀门12和首部阀门11；电阻片42连接有一条电缆13，活塞45背对测杆43的位置处连接有一条电缆13，这两条电缆13通过测试腔体4的顶部孔洞穿出；压力表测试腔体4体的气压大小，连接尾部管道10和首部管道9的压力表分别称为尾部压力表8和首部压力表7；万用表14用以测试两条电缆13之间的电阻，即测试腔体4内电阻片42的电阻。

具体实施时，首先在实验室里获取活塞45移动到不同位置，即测杆43伸出套管3不同距离x时的电阻值m，利用这两组数据，根据最小二乘法拟合出两者的经验关系式，x＝f(m)，根据此式，只要测出了电阻值就可计算出探杆伸出套管3的距离。利用此装置在现场对地下连续墙1垂直度进行实测时，将该装置运输到工地现场。在地下连续墙1一侧采用大口径钻机垂直钻取一直径为0.5m的钻孔2，钻孔2靠近地下连续墙1的边缘离地下连续墙1的最近距离为0.3m，将该套管3压入钻孔2中，套管3开口朝向地下连续墙1方向，深度与地下连续墙1的等同，若套管3长度不够，则采用连接的方法；将测试腔体4的凸条44卡入到套管3的凹槽内，并且下放至套管3底部；关闭首部阀门11，打开尾部阀门12，启动尾部空压机6，此时活塞45在气压作用下逐渐移动，将测杆43从套管3内推出，万用表14测得的电阻逐渐变大，当测杆43端部顶到地下连续墙1时，测杆43不会再移动，此时电阻不再变化，此时由稳定的电阻值计算出测杆43从套管3中的伸出量，即得到地下连续墙1到钻孔2最近边缘的距离x₁，即测杆43的伸出量x₁，然后关闭尾部空压机6，将气体从测试腔体4释放出来，关闭尾部阀门12，打开首部阀门11，启动首部空压机5，将活塞45和测杆43推至测试腔体4的尾部，当电阻值不再减小时，表明已推至尾部；然后将测试腔体4上提一定间距(如0.5m、1.0m)，同样进行上述步骤，关闭首部阀门11、启动尾部空压机6、测试电阻、计算测杆43伸出量x₂、关闭尾部空压机6、释放气体、关闭尾部阀门12，打开首部阀门11、启动首部空压机5、拉回活塞45和测杆43；依此方法，测得测试腔体4在不同深度h_i时的测杆43的伸出量为x_i，绘制h_i与x_i的关系曲线，能够进一步计算得到地下连续墙1的垂直度。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种地下连续墙垂直度检测装置及其检测方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种地下连续墙垂直度检测装置，其特征在于：包括套管、测试腔体、升降机、首部空压机、尾部空压机和位置传感器；所述套管沿铅直方向设置于所述地下连续墙的侧方，所述测试腔体通过所述升降机在所述套管内沿竖直方向移动；

所述测试腔体设有一可沿水平方向运动的活塞，该活塞一体连接有延伸至测试腔体外部的测杆；所述测试腔体通过该活塞分为二个空腔，且该二个空腔分别与首部空压机和尾部空压机相连通，所述首部空压机和尾部空压机的增压分别对应所述活塞沿水平方向的两个相反运动方向，并带动所述测杆伸出或缩回所述测试腔体；所述位置传感器设置于所述测试腔体，并检测所述活塞的水平位置回传回地面。

2.根据权利要求1所述的一种地下连续墙垂直度检测装置，其特征在于：所述位置传感器包括电阻条、二条电缆和万用表，所述电阻条贴设于所述测试腔体的内侧，并使电阻条沿活塞运动方向设置；所述万用表通过所述二条电缆测量电阻条一端与活塞位置之间的电阻。

3.根据权利要求1所述的一种地下连续墙垂直度检测装置，其特征在于：所述测杆与测试腔体的接缝处通过密封胶进行密闭。

4.根据权利要求1所述的一种地下连续墙垂直度检测装置，其特征在于：所述套管的内侧在三个不同方向设有导向轨道，相应的，所述测试腔体沿三个不同方向设有可与该导向轨道滑动配合的凸条。

5.根据权利要求1所述的一种地下连续墙垂直度检测装置，其特征在于：所述首部空压机和尾部空压机分别设有压力表。

6.根据权利要求1所述的一种地下连续墙垂直度检测装置，其特征在于：所述测杆具有锥形尖端，且该锥形尖端采用高硬度材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种地下连续墙垂直度检测装置，其特征在于：所述套管和测试腔体均采用高强度钢材制成。

8.一种地下垂直墙垂直度检测方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的地下连续墙垂直度检测装置，并包括以下步骤：

步骤1，对测杆伸出距离与位置传感器所测得数据的对应关系进行标定，并得出对应关系；

步骤2，在地下连续墙的侧方沿铅垂方向钻设测量孔，并将套管放置于该测量孔中；

步骤3，取测量间隔h0，将测试腔体通过升降机以测量间隔依次下放取点测量，每一个测量点在尾部空压机增压并使测杆的位置稳定后，读取位置传感器的测量数据，再将尾部空压机关闭，将首部空压机开启，并使测杆退回套管中；

步骤4，通过位置传感器的测量数据与测杆伸出长度的对应关系，计算获得不同测量点的测杆伸出长度，并判定地下连续墙的垂直度。

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