CN112922050A - 基桩完整性检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基桩完整性检测方法及装置，该方法包括：将中心测温光缆通过空心管设置在钢筋笼的竖向中心，将外围测温光缆均匀缠绕在钢筋笼上，吊装钢筋笼到桩孔之内并浇筑混凝土，拔出空心管，设置并打开光源，在混凝土初凝时通过各自测温光缆测量温度值，通过控制器记录中心测温光缆测量的所有温度值形成中心温度场以及记录外围测温光缆测量的所有温度值形成外围温度场并计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，比较差值之间是否存在较大波动范围；当存在时，判定基桩的完整性存在缺陷。本发明能够检测基桩的完整性，具有成本低、施工方便、对基桩无损伤以及在低净空条件下检测的优点。

Description

基桩完整性检测方法及装置

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，特别涉及一种基桩完整性检测方法及装置。

背景技术

基桩施工通常需要通过完整性检测来监控其工程质量，其中基桩完整性检测主要是用于检测基桩某一区域的混凝土浇筑是否存在质量缺陷，即判断该区域混凝土浇筑是否存在空腔、夹泥或者其它杂质等缺陷。传统的基桩完整性检测方法分为超声探测法、钻芯法、地震透射层析成像法等，其中超声探测法需有耦合剂充填满探头和被检测结构之间的空隙，以保证充分的声耦合，给施工带来不便，而对有些粗晶粒的结构和焊缝，极易产生杂乱反射波导致检测精度降低；钻芯法会对墙体本身质量造成损伤；地震透射层析成像法所使用的设备昂贵、成像技术复杂。而且上述方法在地上和地下同时施工时，不适用于在低净空条件下进行监控。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供了一种基桩完整性检测方法及装置，以实现成本低、施工方便、不损伤基桩，满足低净空条件下进行基桩完整性检测。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种基桩的完整性检测方法，包括：

提供基桩的钢筋笼；

将中心测温光缆通过空心管设置在基桩的钢筋笼的竖向中心，用于测量浇筑在钢筋笼上的混凝土形成基桩的中心区域温度；

将外围测温光缆均匀环绕缠绕在基桩的钢筋笼上，用于测量浇筑在钢筋笼上的混凝土形成基桩的外围区域的温度；

在土体内施工桩孔；

通过吊装设备将设置有中心测温光缆和外围测温光缆的基桩的钢筋笼吊装到桩孔之内；

对基桩的钢筋笼浇筑混凝土形成钢筋混凝土结构的基桩；

在混凝土凝固之前拔出空心管，留置中心测温光缆在基桩的中心；

设置光源，对准中心测温光缆和外围测温光缆；

打开光源，在混凝土初凝时通过中心测温光缆和外围测温光缆测量基桩各深度位置的温度值；

通过控制器记录中心测温光缆测量基桩中心区域各深度位置的温度值形成中心温度场以及记录外围测温光缆测量基桩外围区域各深度位置的温度值形成外围温度场；

通过控制器计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，比较差值之间是否存在较大波动范围；当存在较大波动范围时，判定该深度区域的基桩的完整性存在缺陷，否则判定该深度区域的基桩的完整性合格。

进一步地，本发明提供的基桩的完整性检测方法，基桩的钢筋笼分段吊装，在每段钢筋笼的中心和外围分别设置段中心测温光缆和段外围测温光缆，通过活动支撑承载暴露于桩口的下段钢筋笼，将相邻段钢筋笼的上段钢筋笼与下段钢筋笼焊接后，将相邻段中心测温光缆相连接并密封设置，以及将相邻段外围测温光缆相连接并密封设置。

进一步地，本发明提供的基桩的完整性检测方法，所述段中心测温光缆通过分节空心管设置在基桩的相应段钢筋笼的竖向中心。

进一步地，本发明提供的基桩的完整性检测方法，缓慢拔出分节空心管。

进一步地，本发明提供的基桩的完整性检测方法，所述将中心测温光缆通过空心管设置在基桩的钢筋笼的竖向中心的方法包括：

将中心测温光缆沿空心管的长度分布并且设置在所述空心管之内，将空心管竖直设置在基桩的钢筋笼的竖向中心。

进一步地，本发明提供的基桩的完整性检测方法，所述温度场为温度值的集合。

进一步地，本发明提供的基桩的完整性检测方法，当差值之间的波动范围在5至15度时，判定差值之间存在较大波动范围。

为了解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：一种基桩完整性检测装置，包括通过空心管设置在基桩的钢筋笼的竖向中心的中心测温光缆，均匀环绕缠绕在基桩的钢筋笼外围的外围测温光缆，对准所述中心测温光缆和外围测温光缆的光源，所述中心测温光缆和外围测温光缆连接有控制器，所述控制器用于比较同一深度区域中心测温光缆测量基桩中心区域各深度位置的温度值形成中心温度场的各中心温度值与外围测温光缆测量基桩外围区域各深度位置的温度值形成外围温度场的各外围温度值之间的差值，以判断该深度区域的基桩的完整性是否合格。

进一步地，本发明提供的基桩完整性检测装置，所述控制器为微处理器或者带有微处理器的设备。

进一步地，本发明提供的基桩完整性检测装置，所述测温光缆为光纤传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的基桩完整性检测方法及装置，打开光源后，通过中心测温光缆测量浇筑在钢筋笼上的混凝土形成的基桩竖向中心区域的温度，通过外围测温光缆测量浇筑在钢筋笼上的混凝土形成基桩外围区域的温度，通过控制器计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，然后比较差值之间的波动范围是否较大，从而判断基桩的完整性是否存在缺陷，即判断混凝土浇筑的完整性是否存在缺陷。其是利用了混凝土在凝固时自身水化热产生的温度，计算中心区域混凝土的温度与外围区域混凝土的温度的差值，然后比较差值，由于中心区域的中心温度值至少为一个，而外围区域的外围温度值存在于基桩的周身，故通过中心温度值与各外围温度值的差值比较，判断差值之间是否存在较大波动范围，从而判断基桩的完整性是否存在缺陷。

本发明提供的基桩完整性检测方法及装置，空心管用于保护中心测温光缆在混凝土浇筑时不变形，不位移，以保证测量数据的准确性。拔出空心管是为了直接测量基桩中心区域的温度，从而保证测量的准确性。其中光源用于对第一、二测温光缆提供光信号。

本发明提供的基桩完整性检测方法及装置，包括两根测温光缆、光源和控制器，其结构简单。与超声探测法相比，无需在混凝土浇筑时填充耦合剂，具有施工方便的优点。与钻芯法相比，无需对墙体进行钻孔，不会造成墙体结构损伤。与地震透射层析成像法相比，无需采购成像设备，其成本低。

本发明提供的基桩完整性检测方法及装置，控制器占用空间小，无需较大操作空间，并且可以引出在外围，故可以满足低净空条件下对基桩的完整性检测。

本发明提供的基桩完整性检测方法及装置，测温光缆自身带有均匀分布的测温功能，具有不受电磁干扰，耐腐蚀，灵敏度高，使用寿命长，传输距离远等优点。

附图说明

图1是在基桩的钢筋笼上设置中心测温光缆和外围测温光缆的俯视剖面结构示意图；

图2是在基桩的钢筋笼上设置中心测温光缆和外围测温光缆的部分侧视结构示意图；

图3是在上下建筑结构同步施工中分段吊装钢筋笼到桩孔的结构示意图；

图4是基桩完整性检测装置的结构示意图；

图5是拔出空心管的基桩完整性检测装置的结构示意图；

100、基桩完整性检测装置，110、中心测温光缆，120、外围测温光缆，130、控制器，140、空心管，150、光源；200、基桩，210、钢筋笼，220、混凝土；230、梁柱节点，300、土体；310、桩孔，400、活动支撑；500、吊装设备，600、上部建筑结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

请参考图1至图5，本发明实施例提供一种基桩的完整性检测方法，可以包括以下步骤：

步骤701，请参考图1至图2，提供基桩200的钢筋笼210。

步骤702，请参考图1至图2，将中心测温光缆110通过空心管140设置在基桩200的钢筋笼210的竖向中心，用于测量浇筑在钢筋笼210上的混凝土形成基桩200的中心区域温度。

步骤703，请参考图1至图2，将外围测温光缆120均匀环绕缠绕在基桩200的钢筋笼210上，用于测量浇筑在钢筋笼210上的混凝土形成基桩200的外围区域的温度。其中步骤702和步骤703的施工顺序可以互换。

步骤704，请参考图3，在土体300内施工桩孔310。其中桩孔310可以通过钻孔灌注桩成孔。

步骤705，请参考图3，通过吊装设备500将设置有中心测温光缆110和外围测温光缆120的基桩200的钢筋笼210吊装到桩孔310之内。其中吊装设备500包括但不限于超重机、吊车等。

步骤706，请参考图4，对基桩200的钢筋笼210浇筑混凝土220形成钢筋混凝土结构的基桩200。

步骤707，请参考图4至图5，在混凝土220凝固之前拔出空心管140，留置中心测温光缆110在基桩200的竖向中心。

步骤708，请参考图4至图5，设置光源150，对准中心测温光缆110和外围测温光缆120。其中光源150可以独立设置，可以为一个，也可以为多个。光源150也可以连接下述控制器130，通过控制器130控制其打开或者关闭。其中光源150的设置可以在混凝土220浇筑之后，拔出空心管140之前或者之后进行。

步骤709，请参考图5，打开光源150，在混凝土220初凝时通过中心测温光缆110和外围测温光缆120测量基桩200各深度位置的温度值。

步骤710，请参考图5，通过控制器130记录中心测温光缆110测量基桩200中心区域各深度位置的温度值形成中心温度场以及记录外围测温光缆120测量基桩200外围区域各深度位置的温度值形成外围温度场。其中温度场为温度值的集合。

步骤711，请参考图5，通过控制器130计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，比较差值之间是否存在较大波动范围；当存在较大波动范围时，判定该深度区域的基桩200的完整性存在缺陷，即不合格，否则判定该深度区域的基桩200的完整性合格。

例如：在计算20米至25米区域深度时，中心测温光缆110的中心温度场至少为一个中心温度值，而外围测温光缆120的外围温度场至少为4个以上外围温度值时，通过中心温度值分别减4个外围温度值得到4个差值，比较4个差值之间的波动范围，当存在较大波动范围时，判定该深度区域的基桩完整性存在缺陷。当然，中心温度场的中心温度值也可以为2个以上。则每个中心温度值分别与每个外围温度值计算差值。其中外围温度场的温度值包括但不限于4个，其可以是3至20个，甚至更多。

请参考图3，本发明实施例提供的基桩200的完整性检测方法，基桩200的钢筋笼210分段吊装，在每段钢筋笼210的中心和外围分别设置段中心测温光缆110和段外围测温光缆120，通过活动支撑400承载暴露于桩口的下段钢筋笼210，将相邻段钢筋笼210的上段钢筋笼210与下段钢筋笼210焊接后，将相邻段中心测温光缆110相连接并密封设置，以及将相邻段外围测温光缆120相连接并密封设置。也就是说，中心测温光缆110和外围测温光缆120均由多段连接而成。相邻段测温光缆之间可以通过转接件连接并密封。

请参考图3，本发明实施例提供的基桩200的完整性检测方法，所述段中心测温光缆110通过分节空心管140设置在基桩200的相应段钢筋笼210的竖向中心。分节空心管140具有便于装配各段钢筋笼210的中心测温光缆110的作用。为了便于拔出，也可以将相邻的空心管140进行熔接。当然也可以分节拔出。本发明实施例优先启用分节拔出空心管140的方案，其占用空间小，适用于低净空的条件。其中拔出分节空心管140需要缓慢拔出，以保证混凝土填充密实并防止快速拔出时中心测温光缆出现位置大角度偏移现象。

请参考图1至图2，本发明实施例提供的基桩200的完整性检测方法，所述将中心测温光缆110通过空心管140设置在基桩200的钢筋笼210的竖向中心的方法包括：

将中心测温光缆110沿空心管140的长度分布并且设置在所述空心管140之内，将空心管140竖直设置在基桩200的钢筋笼210的竖向中心。

进一步地，本发明实施例提供的基桩200的完整性检测方法，当差值之间的波动范围在5至15度时，判定差值之间存在较大波动范围。其中波动范围为5至15度仅为其中一组示例，不同的深度区域，不同的环境温度可能其波动范围不同。

请参考图4，本发明实施例还提供一种基桩完整性检测装置100，包括通过空心管140设置在基桩200的钢筋笼210的竖向中心的中心测温光缆110，均匀环绕缠绕在基桩200的钢筋笼210外围的外围测温光缆120，对准所述中心测温光缆110和外围测温光缆120的光源150，所述中心测温光缆110和外围测温光缆120连接有控制器130，所述控制器130用于比较同一深度区域中心测温光缆110测量基桩200中心区域各深度位置的温度值形成中心温度场的各中心温度值与外围测温光缆120测量基桩200外围区域各深度位置的温度值形成外围温度场的各外围温度值之间的差值，以判断该深度区域的基桩200的完整性是否合格。

请参考图4，本发明实施例提供的基桩完整性检测装置100，所述控制器130为微处理器或者带有微处理器的设备。控制器130可以是计算机。

本发明实施例提供的基桩完整性检测装置100，所述测温光缆为光纤传感器。

本发明实施例提供的基桩完整性检测方法及装置，打开光源150后，通过中心测温光缆110测量浇筑在钢筋笼210上的混凝土220形成的基桩200竖向中心区域的温度，通过外围测温光缆120测量浇筑在钢筋笼210上的混凝土220形成基桩200外围区域的温度，通过控制器130计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，然后比较差值之间的波动范围是否较大，从而判断基桩200的完整性是否存在缺陷，即判断混凝土220浇筑的完整性是否存在缺陷。其是利用了混凝土220在凝固时自身水化热产生的温度，计算中心区域混凝土220的温度与外围区域混凝土220的温度的差值，然后比较差值，由于中心区域的中心温度值至少为一个，而外围区域的外围温度值存在于基桩200的周身，故通过中心温度值与各外围温度值的差值比较，判断差值之间是否存在较大波动范围，从而判断基桩200的完整性是否存在缺陷。

本发明实施例提供的基桩完整性检测方法及装置，空心管140用于保护中心测温光缆110在混凝土220浇筑时不变形，不位移，以保证测量数据的准确性。拔出空心管140是为了直接测量基桩200中心区域的温度，从而保证测量的准确性。其中光源150用于对第一、二测温光缆提供光信号。

本发明实施例提供的基桩完整性检测方法及装置，包括两根测温光缆、光源150和控制器130，其结构简单。与超声探测法相比，无需在混凝土220浇筑时填充耦合剂，具有施工方便的优点。与钻芯法相比，无需对墙体进行钻孔，不会造成墙体结构损伤。与地震透射层析成像法相比，无需采购成像设备，其成本低。

本发明实施例提供的基桩完整性检测方法及装置，控制器130占用空间小，无需较大操作空间，并且可以引出在外围，故可以满足低净空条件下对基桩200的完整性检测。

本发明实施例提供的基桩完整性检测方法及装置，测温光缆自身带有均匀分布的测温功能，具有不受电磁干扰，耐腐蚀，灵敏度高，使用寿命长，传输距离远等优点。

本发明实施例提供的基桩完整性检测方法及装置，能适应复杂恶劣的施工现场环境、可操作性强、适应低净空条件下分段安装的施工条件，能够满足桩柱一体结构的基桩的完整性检测需求。通过比较中心及外围测温光缆的温差判断混凝土浇筑是否存在介质夹杂，即判断混凝土浇筑是否均匀。

本发明不限于上述具体实施方式，显然，上述所描述的实施例是本发明实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本领域的技术人员可以对本发明进行其他层次的修改和变动。如此，若本发明的这些修改和变动属于本发明权利要求书的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变动在内。

Claims (10)

1.一种基桩的完整性检测方法，其特征在于，包括：

提供基桩的钢筋笼；

将中心测温光缆通过空心管设置在基桩的钢筋笼的竖向中心，用于测量浇筑在钢筋笼上的混凝土形成基桩的中心区域温度；

将外围测温光缆均匀环绕缠绕在基桩的钢筋笼上，用于测量浇筑在钢筋笼上的混凝土形成基桩的外围区域的温度；

在土体内施工桩孔；

通过吊装设备将设置有中心测温光缆和外围测温光缆的基桩的钢筋笼吊装到桩孔之内；

对基桩的钢筋笼浇筑混凝土形成钢筋混凝土结构的基桩；

在混凝土凝固之前拔出空心管，留置中心测温光缆在基桩的中心；

设置光源，对准中心测温光缆和外围测温光缆；

打开光源，在混凝土初凝时通过中心测温光缆和外围测温光缆测量基桩各深度位置的温度值；

通过控制器记录中心测温光缆测量基桩中心区域各深度位置的温度值形成中心温度场以及记录外围测温光缆测量基桩外围区域各深度位置的温度值形成外围温度场；

通过控制器计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，比较差值之间是否存在较大波动范围；当存在较大波动范围时，判定该深度区域的基桩的完整性存在缺陷，否则判定该深度区域的基桩的完整性合格。

2.根据权利要求1所述的基桩的完整性检测方法，其特征在于，基桩的钢筋笼分段吊装，在每段钢筋笼的中心和外围分别设置段中心测温光缆和段外围测温光缆，通过活动支撑承载暴露于桩口的下段钢筋笼，将相邻段钢筋笼的上段钢筋笼与下段钢筋笼焊接后，将相邻段中心测温光缆相连接并密封设置，以及将相邻段外围测温光缆相连接并密封设置。

3.根据权利要求2所述的基桩的完整性检测方法，其特征在于，所述段中心测温光缆通过分节空心管设置在基桩的相应段钢筋笼的竖向中心。

4.根据权利要求3所述的基桩的完整性检测方法，其特征在于，缓慢拔出分节空心管。

5.根据权利要求1所述的基桩的完整性检测方法，其特征在于，所述将中心测温光缆通过空心管设置在基桩的钢筋笼的竖向中心的方法包括：

将中心测温光缆沿空心管的长度分布并且设置在所述空心管之内，将空心管竖直设置在基桩的钢筋笼的竖向中心。

6.根据权利要求1所述的基桩的完整性检测方法，其特征在于，所述温度场为温度值的集合。

7.根据权利要求1所述的基桩的完整性检测方法，其特征在于，当差值之间的波动范围在5至15度时，判定差值之间存在较大波动范围。

8.一种基桩完整性检测装置，其特征在于，包括：通过空心管设置在基桩的钢筋笼的竖向中心的中心测温光缆，均匀环绕缠绕在基桩的钢筋笼外围的外围测温光缆，对准所述中心测温光缆和外围测温光缆的光源，所述中心测温光缆和外围测温光缆连接有控制器，所述控制器用于比较同一深度区域中心测温光缆测量基桩中心区域各深度位置的温度值形成中心温度场的各中心温度值与外围测温光缆测量基桩外围区域各深度位置的温度值形成外围温度场的各外围温度值之间的差值，以判断该深度区域的基桩的完整性是否合格。

9.根据权利要求8所述的基桩完整性检测装置，其特征在于，所述控制器为微处理器或者带有微处理器的设备。

10.根据权利要求8所述的基桩完整性检测装置，其特征在于，所述测温光缆为光纤传感器。

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