CN110514663A - 一种混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法 - Google Patents

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许清风
肖顺
王卓琳
高润东
王明谦
冷予冰
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    • G—PHYSICS
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination

Abstract

本发明一种混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，包括以下步骤：S1、钻孔；S2、内窥镜三维成像；S3、缺陷深度计算：缺陷深度计算包括以下步骤：缺陷深度计算为将最后一次所测得的缺陷深度值、多个孔道的间距、第一个孔道中心至梁底面的距离相叠加，得到柱构件顶部混凝土缺陷的总深度。本发明能够清晰有效地检测出内部混凝土的施工缺陷，并可准确测量出缺陷深度；采用钻孔结合内窥镜的方法对钢管混凝土柱顶部混凝土缺陷进行检测，操作简单方便；结果清晰直观，并可为后续对混凝土缺陷的整治修复创造条件。

Description

一种混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法
技术领域
本发明属于土木工程钢-混凝土组合结构施工缺陷检测领域，具体为一种基于钻孔与内窥镜的柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，可有效检测并准确评估柱构件顶部混凝土缺陷程度。
背景技术
柱构件主要承受轴向压力作用，内部混凝土的浇筑质量对其力学性能影响重大。实际工程施工中由于振捣不充分或混凝土流动性差等原因，时常出现柱构件顶部混凝土浇筑不密实、空洞、塌陷等问题，给钢管混凝土结构的安全性带来了很大隐患。由于外部钢管的包裹，无法直接观察到内部混凝土的质量情况，而现有的红外热成像技术、超声波法、压电技术等方法并不直观且准确性有待提高，因此目前如何对钢管混凝土柱顶部混凝土缺陷进行直观准确地检测是一个关键的技术难题，业界对此十分关注，迫切希望提出有效的解决方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，包括钻孔、内窥镜三维成像及缺陷深度测量、缺陷深度计算。该方法通过空心圆柱形钻头与实心螺旋式钻头钻孔，无需提前预埋检测元件，简单易行，能够较好地适用于柱构件的内部混凝土缺陷检测。
本发明采取以下技术方案：
一种混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，包括以下步骤：S1、钻孔，钻孔包括以下步骤：a.在梁底面向下5-15mm处的柱构件表面标记出钻孔点圆心位置；b.将钻芯机钻头圆心对准柱构件表面所标注的钻孔点圆心；c.开启钻芯机，钻头行进方向始终与柱构件表面保持垂直，先采用空心圆柱形钻头将外部钢管钻透，再改换实心螺旋式钻头继续钻取内部混凝土，直至深度达到柱构件直径或边长的一半；d.测量钻孔孔道的内径；S2、内窥镜三维成像：内窥镜三维成像包括以下步骤：a.开启内窥镜，选用具有前视与侧视功能的探头，伸入钻孔孔道内部，观察内部混凝土缺陷总体情况；b.改换具有三维立体相位扫描测量功能的探头，对内部缺陷进行三维成像，并向下测量缺陷深度；c.若向下测量的缺陷深度超出内窥镜测量探头的有效测量深度范围，应在原孔道正下方40-60mm处重新钻孔、测量；重复步骤a-c，直至内窥镜测量探头可清晰测绘出缺陷最底部情况；d.记录最后一次所测量的缺陷深度值；S3、缺陷深度计算：缺陷深度计算包括以下步骤：缺陷深度计算为将最后一次所测得的缺陷深度值、多个孔道的间距、第一个孔道中心至梁底面的距离相叠加，得到柱构件1顶部混凝土缺陷的总深度。
优选的，所述S1中，a.在梁底面向下10mm处的柱构件1表面标记出钻孔点圆心位置。
优选的，所述实心螺旋式钻头有效工作长度不小于柱构件1直径或边长的一半；所述空心圆柱形钻头的壁厚不超过1.3mm，端头不小于20mm范围内为金刚石砂材料。
优选的，步骤S2中，c.若向下测量的缺陷深度超出内窥镜测量探头的有效测量深度范围取50mm，应在原孔道正下方50mm处重新钻孔、测量。
优选的，所述柱构件1是钢管混凝土柱。
优选的，所述柱构件1截面呈方形或圆形。
本发明的有益效果在于：
1)能够清晰有效地检测出内部混凝土的施工缺陷，并可准确测量出缺陷深度。
2)采用钻孔结合内窥镜的方法对钢管混凝土柱顶部混凝土缺陷进行检测，操作简单方便；
3)结果清晰直观，并可为后续对混凝土缺陷的整治修复创造条件。
附图说明
附图1是本发明提供的钻孔示意图；
附图2是本发明提供的内窥镜量测示意图。
图中，1—柱构件；2—钢管；3—混凝土；4—钢管混凝土柱顶部缺陷；5—梁试件；6—钻头；7—钻芯机；8—探头；9—工业内窥镜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例：
某圆形钢管混凝土柱直径为500mm，柱顶部混凝土存在塌陷，如附图1与附图2所示，利用本发明提供的一种基于钻孔与内窥镜的钢管混凝土柱顶部混凝土缺陷的检测方法，对混凝土缺陷程度进行检测。具体步骤如下：
第一步：钻孔
钻孔所用钻芯机7的钻头6的有效工作长度不小于钢管混凝土柱1直径的一半。本实施例中，钻头6的外径为10mm，有效工作长度为270mm。
所述钻孔进一步包括以下步骤：
a.在梁底面向下10mm处的钢管混凝土柱1表面标记出钻孔点圆心位置；
b.将钻芯机7的钻头6圆心对准钢管混凝土柱1表面所标注的钻孔点圆心；
c.开启钻芯机7，钻头6行进方向始终与钢管混凝土柱1表面保持垂直；
d.先采用空心圆柱形钻头6将外部钢管2钻透，再改换实心螺旋式钻头6继续钻取内部混凝土3，直至深度达到钢管混凝土柱1直径的一半；
f.测量钻孔孔道的内径。本实施例中，钻孔孔道的内径为10mm。
第二步：内窥镜三维成像及缺陷深度测量
内窥镜9的探头8的直径不超过钻孔孔道的内径，考虑量测效果可优先选择直径为4mm～6mm的探头；探头8连线长度不小于钢管混凝土柱直径的一半；内窥镜探头8应具备双物镜镜头和三维立体相位扫描测量镜头。本实施例中，内窥镜9的探头8的直径为4mm，探头8的连线长度为800mm，探头8具备双物镜镜头和三维立体相位扫描测量镜头。
所述内窥镜三维成像及缺陷深度测量进一步包括以下步骤：
a.开启内窥镜9，选用具有前视与侧视功能的探头8，伸入钻孔孔道内部，观察内部混凝土缺陷总体情况；
b.改换具有三维立体相位扫描测量功能的探头8，对内部缺陷进行三维成像，并向下测量缺陷深度，超出内窥镜测量探头的有效测量深度范围(保守取50mm)；
c.在原孔道正下方50mm处重新钻孔、测量，重复以上步骤，向下测量缺陷深度为35.2mm；
d.记录最后一次所测量的缺陷深度值为35.2mm。
第三步：缺陷深度计算
所述缺陷深度计算为将最后一次所测得的缺陷深度值、多个孔道的间距(50mm)、第一个孔道中心至梁底面的距离(10mm)相叠加，就得到钢管混凝土柱顶部混凝土缺陷的总深度。本实施例中，缺陷总深度为35.2+50+10＝95.2mm。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，其特征在于:包括以下步骤：
S1、钻孔，钻孔包括以下步骤：a.在梁底面向下5-15mm处的柱构件(1)表面标记出钻孔点圆心位置；b.将钻芯机钻头圆心对准柱构件(1)表面所标注的钻孔点圆心；c.开启钻芯机，钻头行进方向始终与柱构件(1)表面保持垂直，先采用空心圆柱形钻头将外部钢管钻透，再改换实心螺旋式钻头继续钻取内部混凝土，直至深度达到柱构件(1)直径或边长的一半；d.测量钻孔孔道的内径；
S2、内窥镜三维成像：内窥镜三维成像包括以下步骤：a.开启内窥镜，选用具有前视与侧视功能的探头，伸入钻孔孔道内部，观察内部混凝土缺陷总体情况；b.改换具有三维立体相位扫描测量功能的探头，对内部缺陷进行三维成像，并向下测量缺陷深度；c.若向下测量的缺陷深度超出内窥镜测量探头的有效测量深度范围，应在原孔道正下方40-60mm处重新钻孔、测量；重复步骤a-c，直至内窥镜测量探头可清晰测绘出缺陷最底部情况；d.记录最后一次所测量的缺陷深度值；
S3、缺陷深度计算：缺陷深度计算包括以下步骤：缺陷深度计算为将最后一次所测得的缺陷深度值、多个孔道的间距、第一个孔道中心至梁底面的距离相叠加，得到柱构件(1)顶部混凝土缺陷的总深度。
2.如权利要求1所述的混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，其特征在于:所述S1中，a.在梁底面向下10mm处的柱构件(1)表面标记出钻孔点圆心位置。
3.如权利要求1所述的混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，其特征在于:所述实心螺旋式钻头有效工作长度不小于柱构件(1)直径或边长的一半；所述空心圆柱形钻头的壁厚不超过1.3mm，端头不小于20mm范围内为金刚石砂材料。
4.如权利要求1所述的混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，其特征在于:步骤S2中，c.若向下测量的缺陷深度超出内窥镜测量探头的有效测量深度范围取50mm，应在原孔道正下方50mm处重新钻孔、测量。
5.如权利要求1所述的混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，其特征在于:所述柱构件(1)是钢管混凝土柱。
6.如权利要求1所述的混凝土柱构件顶部混凝土缺陷的检测方法，其特征在于:所述柱构件(1)截面呈方形或圆形。
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