CN209144879U - 基桩检测设备及具有检测设备的支撑基础 - Google Patents

基桩检测设备及具有检测设备的支撑基础 Download PDF

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刘建磊
唐连成
孟宪洪
唐永康
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China Shenhua Energy Co Ltd
China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
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Shuohuang Railway Development Co Ltd
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China Shenhua Energy Co Ltd
China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
Railway Engineering Research Institute of CARS
Shuohuang Railway Development Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及建筑物基桩检测领域,公开了一种基桩检测设备及具有检测设备的支撑基础,所述基桩检测设备包括用于产生激振的激振器(1)、信号采集装置(2)以及检测装置(3),所述信号采集装置包括安装部(21)、设置在安装部(21)的顶部且用于采集所述激振器在基桩上产生的反射波信号的传感器(22)和固定在安装部的底部且沿远离所述安装部的方向延伸的支脚(23),所述检测装置与所述传感器连接以获取所述反射波信号而对所述基桩进行分析。本实用新型提供的基桩检测设备及具有检测设备的支撑基础,能够检测既有建筑物的基桩质量且检测结果准确度较高、操作方便。

Description

基桩检测设备及具有检测设备的支撑基础
技术领域
本实用新型涉及建筑物基桩检测领域,具体地涉及一种基桩检测设备及具有检测设备的支撑基础。
背景技术
用于支撑建筑物的基桩是桥梁、码头等工程中常见的基础结构。因早期施工以及地震和泥石流等地质灾害的影响而导致的荷载变动,不仅会对上部的既有建筑物(即桥梁、码头等)造成损伤,同时也会损伤下部的基桩,为了保证满足使用安全要求,需对基桩质量进行检测评估。
常规基桩质量检测方法包括单桩静载荷试验、低应变反射波法、声波透射法、钻孔取芯法四类,该些检测方法通常要求基桩的桩顶为自由端(即桩顶未设置建筑物等结构),或者一般仅适用于对露出地面或水面的基桩(如高桩承台)的部分进行检测,而对于基桩上设置有建筑物且基桩大都设置在地下或水下的既有建筑物的基桩,常规检测方法不方便检测或者无法检测位于地下或水下部分的基桩的内部情况,如果强行采用上述检测方法(例如钻孔取芯法,即从结构上钻取芯样,评定结构质量的一种检测方法)进行检测,则花费人力物力较大,操作十分不方便,并且对于较长的基桩,操作难度加大,同时检测结果的准确度较低。
因此,存在设计一种能够检测既有建筑物的基桩质量且检测结果准确度较高、操作方便的基桩检测设备的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的不方便检测既有建筑物的基桩质量且检测结果准确度较低的问题,提供一种基桩检测设备,该基桩检测设备能够检测既有建筑物的基桩质量且检测结果准确度较高、操作方便。
本实用新型的另一目的是为了提供一种具有检测设备的支撑基础,所述检测设备为上述的基桩检测设备。
为了实现上述目的,本实用新型一方面提供一种基桩检测设备,所述基桩检测设备包括用于产生激振的激振器、信号采集装置以及检测装置,所述信号采集装置包括安装部、设置在所述安装部的顶部且用于采集所述激振器在基桩上产生的反射波信号的传感器和固定在安装部的底部且沿远离所述安装部的方向延伸的支脚,所述检测装置与所述传感器连接以获取所述反射波信号而对所述基桩进行分析。
在上述技术方案中,当采用如上所述的基桩检测设备检测既有建筑物的基桩的质量时,可先从承台的顶部加工沿竖直方向延伸至基桩内部的孔体,将粘结剂放入孔体的底部,之后放入信号采集装置,在支脚与粘结剂连接牢固后,使用激振器对承台进行激振,传感器可采集激振沿基桩的桩身产生的反射波信号并反馈给检测装置进行分析和处理来获得基桩的质量情况,从而实现了对既有建筑物的基桩进行检测,操作方便,省时省力,有利于降低检测成本,并且可滤掉基桩上部建筑物的影响,能够避免干扰误差,同时传感器的支脚能够通过粘结剂可靠固定在孔体的底部,另外,常规新建基桩检测时通常利用波在其他基桩中传播速度的平均值,该平均值与波在该基桩上实际传播的速度有差异,本申请中通过从孔体中取出的芯部不仅可测量获得承台的高度、观察承台与基桩的连接状态,还可在取出的芯部的基桩部分测量波在其中传播的实际波速,从而使基桩的检测结果的准确度较高,例如,基桩长度等于波传播的时间乘以波速,由于波速为波在基桩中传播的实际波速,这有助于更准确地获得基桩的长度。
优选地,沿着所述安装部的周缘间隔设置有多个支脚。
优选地,每个所述支脚的远离所述安装部的端部设置有弯折部。
优选地,多个所述支脚的所述弯折部均向内弯折或者均向外弯折。
优选地,所述支脚的数量为3个-6个;和/或所述支脚的长度为9cm-10cm。
优选地,所述传感器的底部固定有磁性件,所述传感器通过所述磁性件吸附在所述安装部上。
优选地,所述检测装置包括与所述传感器连接的用于分析所述反射波信号的处理器和与所述处理器相连的用于显示所述反射波信号的波形图的显示界面。
本实用新型第二方面提供一种具有检测设备的支撑基础,所述支撑基础包括基桩和设置在所述基桩的顶部的用于支撑建筑物的承台,所述支撑基础上设置有从所述承台的顶面延伸至所述基桩的内部的孔体,所述检测设备为上述的基桩检测设备,所述基桩检测设备的所述信号采集装置通过粘结剂设置在所述孔体的底部,所述基桩检测设备的所述激振器用于激振所述承台。
优选地,所述粘结剂为快硬水泥。
优选地,所述孔体的深度的取值范围为50cm-100cm;和/或所述孔体的直径的取值范围为5cm-10cm,所述安装部为圆形板体,所述圆形板体的直径的取值范围为4cm-9cm。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本实用新型优选实施方式的具有检测设备的支撑基础的结构示意图;
图2是本实用新型优选实施方式的基桩检测设备的信号采集装置的结构示意图。
附图标记说明
1 激振器 2 信号采集装置
21 安装部 22 传感器
23 支脚 3 检测装置
10 建筑物 20 承台
30 基桩 W 弯折部
H 孔体
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右;“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
本实用新型一方面提供一种基桩检测设备,所述基桩检测设备包括用于产生激振的激振器1、信号采集装置2以及检测装置3,所述信号采集装置2包括安装部21、设置在安装部21的顶部且用于采集所述激振器1在基桩上产生的反射波信号的传感器22和固定在安装部21底部且沿远离所述安装部21的方向延伸的支脚23,所述检测装置3与所述传感器22连接以获取所述反射波信号而对所述基桩进行分析。其中,激振器1可为激振力棒或其他激振装置,例如激振锤;传感器22可为加速度传感器。
如图1和图2所示,当采用如上所述的基桩检测设备检测既有建筑物10的基桩30的质量时,可先从承台20的顶部加工沿竖直方向延伸至基桩30内部的孔体H,将粘结剂放入孔体H的底部,之后放入信号采集装置2,在支脚23与粘结剂连接牢固后,使用激振器1对承台20进行激振,传感器22可采集激振沿基桩30的桩身产生的反射波信号并反馈给检测装置3进行分析和处理来获得基桩20的质量情况,从而实现了对既有建筑物的基桩30进行检测,操作方便,省时省力,有利于降低检测成本,并且可滤掉基桩30上部建筑物的影响,能够避免干扰误差,同时传感器22的支脚23能够通过粘结剂可靠固定在孔体H的底部,另外,常规新建基桩检测时通常利用波在其他基桩中传播速度的平均值,该平均值与波在该基桩上实际传播的速度有差异,本申请中通过从孔体H中取出的芯部不仅可测量获得承台20的高度、观察承台20与基桩30的连接状态,还可在取出的芯部的基桩部分测量波在其中传播的实际波速,从而使基桩的检测结果的准确度较高,例如,基桩长度等于波传播的时间乘以波速,由于波速为波在基桩中传播的实际波速,这有助于更准确地获得基桩的长度。
为了保证信号采集装置2的支脚23通过粘结剂能够可靠固定在孔体H的底部,优选地,沿着所述安装部21的周缘间隔设置有多个支脚23。更优选地,多个支脚23可等间隔设置,以使安装部21受力均匀。
为了增强支脚23和粘结剂之间的连接强度,如图2所示,优选地,每个所述支脚23的远离所述安装部21的端部设置有弯折部W。
并且,为了使信号采集装置2受力均匀,优选地,多个所述支脚23的所述弯折部W均向内弯折或者均向外弯折。如图2所示,支脚23的数量为3个且3个支脚23的弯折部W均向内弯折。这样也方便操作人员取放信号采集装置2。
在保证支脚23与粘结剂的连接强度满足使用要求的前提下,为了减轻重量,支脚23的数量应当适当,优选地,所述支脚23的数量为3个-6个,并且为了使传感器22尽量靠近孔体H的底部,支脚23的长度不宜太长,优选地,所述支脚23的长度为9cm-10cm。当支脚23的端部弯折形成有弯折部W时,“支脚23的长度”是指沿着支脚23未折弯部分的延伸方向的长度。
为了使传感器22与安装部21可拆卸连接,以便在检测完毕后将传感器22从孔体中取出,优选地,所述传感器22的底部固定有磁性件,所述传感器22通过所述磁性件吸附在所述安装部21上。具体地,可以直接拉动连接传感器22和检测装置3的电线将传感器22从孔体H中取出,但为了避免损坏电线,优选地,在将信号采集装置2放入孔体H之前可在传感器22上绑扎绳体,在检测完毕后,可拉动该绳体使传感器22从安装部21脱离并从孔体H中取出,而支脚23和安装部21部可留在孔体H内,从而使传感器22可被回收利用,有利于进一步降低检测成本。
为了使检测装置3能够分析传感器22采集的反射波信号和对分析结果进行显示,优选地,所述检测装置3包括与所述传感器22连接的用于分析所述反射波信号的处理器和与所述处理器相连的用于显示所述反射波信号的波形图的显示界面。其中,所述处理器可包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、模拟电路和数字电路中的至少一者。并且,从波形图中可以获得基桩的长度、基桩的桩身的平均强度及基桩的强度缺陷的具体位置等信息。
本实用新型第二方面提供一种具有检测设备的支撑基础,所述支撑基础包括基桩30和设置在所述基桩30的顶部的用于支撑建筑物10的承台20,所述支撑基础上设置有从所述承台20的顶面延伸至所述基桩30的内部的孔体H,所述检测设备为上述的基桩检测设备,所述基桩检测设备的所述信号采集装置2通过粘结剂设置在所述孔体H的底部,所述基桩检测设备的所述激振器1用于激振所述承台20。由于该具有检测设备的支撑基础中的检测设备为上述的基桩检测设备,因此具有上文关于基桩检测设备的所有或至少部分的技术效果,更具体的技术方案的细节和效果可参照上文。
其中,为了使承台20与基桩30连接牢固,基桩30的顶部可嵌入承台0-30cm。并且,为了使信号采集装置2中的支脚23能够与粘结剂牢固连接,优选地,所述粘结剂为快硬水泥。这样水泥强度增加较快,可以缩短牢固连接支脚23的时间,一般仅需一两个小时就可进行测试,如果采用普通水泥,可能需要几天时间。当然,粘结剂也可根据实际工作需要选择其他材料,例如黄油。
为了使传感器22能够位于基桩30内的合适位置,优选地,所述孔体H的深度的取值范围为50cm-100cm。当传感器22通过粘结剂固定在孔体H的底部后,若检测结果不理想,需要改变传感器22的位置时,可增加孔体H的深度,向下继续取芯至合适的位置后再固定信号采集装置2,也可灌注快干水泥来减小孔体H的深度,此时原来的支脚23和安装部21无需移动,等到合适位置后,可再使用新的支脚23和安装部21。
考虑到孔体H的内壁可能不光滑,为了避免影响后续操作,例如使用海绵将孔体H内的碎屑取出时钩挂海绵,或将信号采集装置2放入孔体H内时触碰信号采集装置2,优选地,所述孔体H的内部设置有管道,所述信号采集装置2位于所述管道的内部。其中,所述孔体H的直径的取值范围可为5cm-10cm,所述安装部21可为圆形板体,所述圆形板体的直径的取值范围可为4cm-9cm,所述管道的外径的取值范围为4.5cm-9.5cm。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容,均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基桩检测设备,其特征在于,所述基桩检测设备包括用于产生激振的激振器(1)、信号采集装置(2)以及检测装置(3),所述信号采集装置(2)包括安装部(21)、设置在所述安装部(21)的顶部且用于采集所述激振器(1)在基桩上产生的反射波信号的传感器(22)和固定在安装部(21)的底部且沿远离所述安装部(21)的方向延伸的支脚(23),所述检测装置(3)与所述传感器(22)连接以获取所述反射波信号而对所述基桩进行分析。
2.根据权利要求1所述的基桩检测设备,其特征在于,沿着所述安装部(21)的周缘间隔设置有多个支脚(23)。
3.根据权利要求2所述的基桩检测设备,其特征在于,每个所述支脚(23)的远离所述安装部(21)的端部设置有弯折部(W)。
4.根据权利要求3所述的基桩检测设备,其特征在于,多个所述支脚(23)的所述弯折部(W)均向内弯折或者均向外弯折。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基桩检测设备,其特征在于:
所述支脚(23)的数量为3个-6个;和/或
所述支脚(23)的长度为9cm-10cm。
6.根据权利要求1所述的基桩检测设备,其特征在于,所述传感器(22)的底部固定有磁性件,所述传感器(22)通过所述磁性件吸附在所述安装部(21)上。
7.根据权利要求1所述的基桩检测设备,其特征在于,所述检测装置(3)包括与所述传感器(22)连接的用于分析所述反射波信号的处理器和与所述处理器相连的用于显示所述反射波信号的波形图的显示界面。
8.一种具有检测设备的支撑基础,其特征在于,所述支撑基础包括基桩(30)和设置在所述基桩(30)的顶部的用于支撑建筑物(10)的承台(20),所述支撑基础上设置有从所述承台(20)的顶面延伸至所述基桩(30)的内部的孔体(H),所述检测设备为根据权利要求1-7中任一项所述的基桩检测设备,所述基桩检测设备的所述信号采集装置(2)通过粘结剂设置在所述孔体(H)的底部,所述基桩检测设备的所述激振器(1)用于激振所述承台(20)。
9.根据权利要求8所述的具有检测设备的支撑基础,其特征在于,所述粘结剂为快硬水泥。
10.根据权利要求8或9所述的具有检测设备的支撑基础,其特征在于:
所述孔体(H)的深度的取值范围为50cm-100cm;和/或
所述孔体(H)的直径的取值范围为5cm-10cm,所述安装部(21)为圆形板体,所述圆形板体的直径的取值范围为4cm-9cm。
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