CN209941758U

CN209941758U - 预制管桩焊接缝质量检测装置

Info

Publication number: CN209941758U
Application number: CN201920400484.7U
Authority: CN
Inventors: 李振亚; 高玉峰
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2029-03-27

Abstract

本实用新型公开了一种预制管桩焊接缝质量检测装置，包括橡胶皮套、注水细软管以及加压装置；橡胶皮套，具有若干个，一一对应地套接在每条焊接缝的外侧；且橡胶皮套的上、下两端均通过密封圈对应地紧密箍扎在相邻的两节预制管桩上；注水细软管，具有若干条，各条注水细软管的长度与各条焊接缝所处的深度位置一一匹配；各注水细软管，下端包裹在对应位置处的焊接缝外侧所套接的橡胶皮套内，上端则通过预制管桩外壁设置的走管通道延伸至地表面后，通过连接管道a与加压装置连接；连接管道a上安装有液压表。由此可知，本实用新型可针对不同深度的多个焊接缝分别进行检测，避免焊接缝之间的相互干扰；无需清孔作业，检测效率高、费用低。

Description

预制管桩焊接缝质量检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种预制管桩焊接缝质量检测装置及检测方法。

背景技术

预制管桩因桩身质量可靠、运输方便、施工速度快、单位承载力造价低等优点而在土木工程中得到广泛应用。受吊装、运输及沉桩机械等条件限制，单节预制管桩长度一般不大，工程中常将多节预制管桩焊接在一起使用。工人的焊接技术及现场作业条件都会影响焊接质量，锤击沉桩对桩的冲击很大，尤其是穿越不均匀土层时可能造成焊接缝位置处的开裂；另外，沉桩过程中的挤土效应也可能导致焊接缝的质量受损甚至是脱焊。焊接缝的质量缺陷会使桩的承载力尤其是水平承载力降低甚至成为废桩，因此，对焊接缝质量进行检测控制对于保证建构筑物的安全具有重要意义。

目前，常用的管桩焊接缝质量检测方法是低应变反射波法，通过测试焊接缝位置的低应变反射信号判断焊接缝的质量，但该方法存在若干问题：首先，由于焊接缝位置处的截面积明显小于桩身正常位置处的截面积，导致该位置在焊接质量完好的情况下也会有反射信号，且反射信号的幅值同时受到桩周土性质的影响，因此，难以根据反射信号幅值的大小判定焊接缝质量问题的严重程度；其次，一般情况下，管桩的节数会超过两节，即存在深度不等的多个焊接缝，深部位置的焊接缝会因上部焊接缝的干扰或者自身所处深度过大而导致反射信号难以分辨，无法对其质量进行评估。最近，工程中开始采用孔中摄像法进行管桩质量的判别，将摄像头自桩顶沿管桩空腔下放，在此过程中通过置于地表的电脑实时观察管桩内壁的质量情况，该方法相对低应变反射波法更为直观，但也存在若干问题：其一是清孔困难，孔中摄像法需将管桩桩孔内的土体和水清理干净，作业量大，效率低下，对于地下水位丰富的情况，孔内水积聚过快，无法进行检测；其二，管桩焊接作业是在端头板外侧预留的缝隙中进行，管桩连接处内侧并未焊接，其本身即存在缝隙，而孔中摄像拍摄到的又是内侧缝隙，不能用于判定外侧焊接缝的质量。

实用新型内容

为缓解现有预制管桩焊接缝质量检测存在的不足，本实用新型提出一种新的预制管桩焊接缝质量检测装置。该检测装置在每条焊接缝的外侧，均套接橡胶套，并根据不同深度位置处的焊接缝，配置对应长度的注水细软管，并将注水细软管与地面上的带有液压表的加压装置连接，通过往焊缝位置处的橡胶皮套内加压注水，然后施加一定压力之后读取液压表读数，并根据液压表读数的变化来判断焊缝质量。

为实现上述的技术目的，本实用新型将采取如下的技术方案：

一种预制管桩焊接缝质量检测装置，用于检测相邻两节预制管桩之间的焊接缝质量；包括橡胶皮套、注水细软管以及加压装置；其中：

橡胶皮套，具有若干个，一一对应地套接在每条焊接缝的外侧；上、下两端均通过密封圈对应地紧密箍扎在相邻的两节预制管桩上；

注水细软管，具有若干条，各条注水细软管的长度与各条焊接缝所处的深度位置一一匹配；

各注水细软管，下端包裹在对应位置处的焊接缝外侧所套接的橡胶皮套内，上端则依次通过各预制管桩外壁所设置的走管通道延伸至地表面后，再通过连接管道a与加压装置连接；连接管道a上安装有液压表。

进一步地，预制管桩具有n节，从下到上依次为第1节预制管桩、第2节预制管桩……第n节预制管桩，其中，n≥2；

所述的各节预制管桩中，从第2节预制管桩开始，至第n节预制管桩的外壁，均布置有软管节段；

相邻的两节预制管桩中，处于上方的预制管桩的外壁所具有的软管节段的数量，均比处于下方的预制管桩的外壁所具有的软管节段的数量至少多一根；

所述的各节预制管桩中，处于最上方的那节预制管桩外围所具有的各软管节段上端，延伸至地表面后，通过连接管道a与加压装置连接；

各注水细软管，均由待测焊接缝上方的各预制管桩外壁所布置的软管节段对应地顺序串接而成。

进一步地，从第2节预制管桩开始，至第n节预制管桩的外壁，均沿各预制管桩的桩身通长设有开口槽；

每一预制管桩外壁所布置的软管节段，均置于该预制管桩外壁所设置的开口槽内，并通过在开口槽的槽口埋填砂浆层封堵；

橡胶皮套的上端通过密封圈a绑扎在第n节预制管桩的砂浆层外围，而橡胶皮套的下端通过密封圈b绑扎在第n-1节预制管桩的砂浆层外围；

所述的软管节段的两端，均分别对应地伸出开口槽处于长度方向的两端布置，并分别对应地包裹在相邻的两个橡胶皮套内。

进一步地，所述的砂浆层为环氧树脂砂浆层。

进一步地，软管节段在各节预制管桩外壁布置的数目N＝n-1，n≥2。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有如下的有益效果：

检测装置简单，检测方法直观；可针对不同深度的多个焊接缝分别进行检测，避免焊接缝之间的相互干扰；无需清孔作业，检测效率高、费用低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型所述预制管桩焊接缝质量检测装置的剖面图。

图2是本实用新型所述预制管桩焊接缝质量检测装置的剖面图(注水状态)。

图中：第1节预制管桩1、第2节预制管桩2、第3节预制管桩3、第一道焊接缝4、钢套箍5、第二道焊接缝6、软管节段a7、环氧树脂砂浆层8、橡胶皮套a9、密封圈b10、橡胶皮套b11、软管节段b12、软管节段c13、地表面14、液压表15、加压装置16、水17。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

如图1、图2所示，本实用新型所述的预制管桩焊接缝质量检测装置，用于检测相邻两节预制管桩之间的焊接缝质量；包括橡胶皮套、注水细软管以及加压装置；其中：橡胶皮套，具有若干个，一一对应地套接在每条焊接缝的外侧；上、下两端均通过密封圈对应地紧密箍扎在相邻的两节预制管桩上；注水细软管，具有若干条，各条注水细软管的长度与各条焊接缝所处的深度位置一一匹配；各注水细软管，下端包裹在对应位置处的焊接缝外侧所套接的橡胶皮套内，上端则依次通过各预制管桩外壁所设置的走管通道延伸至地表面后，再通过连接管道a与加压装置16连接；连接管道a上安装有液压表15。

各注水细软管，均由待测焊接缝上方的各预制管桩外壁所布置的软管节段对应地顺序串接而成，具体地，预制管桩具有n节，分别为第1节预制管桩1、第2节预制管桩2……第n节预制管桩；第1节预制管桩1、第2节预制管桩2……第n节预制管桩从下到上依次通过焊接缝拼接，其中，n≥2。

橡胶皮套的上端通过密封圈a绑扎在第n节预制管桩外围，而橡胶皮套的下端通过密封圈b10绑扎在第n-1节预制管桩外围；

所述的各节预制管桩中，从第2节预制管桩2开始，至第n节预制管桩的外壁，均布置有软管节段；相邻的两节预制管桩中，处于上方的预制管桩的外壁所具有的软管节段的数量，均比处于下方的预制管桩的外壁所具有的软管节段的数量至少多一根，同时，处于下方的预制管桩的外围所具有的各软管节段，上端均与处于上方的预制管桩的外围所具有的同等数量的软管节段一一对应连接，而处于上方的预制管桩的外围相对于处于下方的预制管桩的外围所多出的软管节段的下端敞口设置，并包裹在橡胶皮套内；则各注水细软管由待测焊接缝上方的各预制管桩外壁所布置的软管节段顺序串接而成。

所述的各节预制管桩中，处于最上方的那节预制管桩外围所具有的各软管节段上端，延伸至地表面14后，通过连接管道a与加压装置16连接；连接管道a上安装有液压表15。

所述的各节预制管桩中，从第2节预制管桩2开始，至第n节预制管桩的外壁，均沿各预制管桩的桩身通长设有开口槽；

每一预制管桩外壁所布置的软管节段，均置于该预制管桩外壁所设置的开口槽内，并通过在开口槽的槽口埋填砂浆层(环氧树脂砂浆层8)封堵；由此可知，砂浆层与开口槽槽底之间存在间隙，形成了预制管桩外壁所设置的走管通道。

橡胶皮套的上端通过密封圈a绑扎在第n节预制管桩的砂浆层外围，而橡胶皮套的下端通过密封圈b10绑扎在第n-1节预制管桩的砂浆层外围；

由此可知，本实用新型的技术构思是：在每条焊接缝的外侧，均套接橡胶套，并根据不同深度位置处的焊接缝，配置对应长度的软管节段，并将软管节段与地面上的带有液压表15的加压装置16连接，通过往焊缝位置处的橡胶皮套内加压注水17，然后施加一定压力之后读取液压表15读数，并根据液压表15读数的变化来判断焊缝质量。

根据上述的检测装置，本实用新型可以提供一种检测方法，具体包括以下步骤：

(1)准备n节预制管桩，并对各预制管桩进行编号，依次为第1节预制管桩1、第2节预制管桩2、第3节预制管桩3……第n节预制管桩，其中，n≥2；

(2)除第1节预制管桩1以外的各预制管桩，均沿桩身通长开设一条开口槽；

(3)在各预制管桩的开口槽中埋设软管节段，并采用环氧树脂砂浆层8封堵，同时软管节段的两端均伸出开口槽布置；软管节段在各节预制管桩外壁布置的数目N＝n-1，n≥2；

(4)采用静压或锤击的方法将第1节预制管桩1沉桩至预定位置后，在第1节预制管桩1的桩头上套接橡胶皮套，接着用密封圈b10将橡胶皮套下端紧密绑扎在第1节预制管桩1的外围，然后将橡胶皮套上端翻套至第1节预制管桩1上；

(5)将第2节预制管桩2置于第1节预制管桩1上方，并通过焊接的方式将第2节预制管桩2与第1节预制管桩1拼接；

(6)焊接作业完成后，将橡胶皮套上端翻过来套在第2节预制管桩2的桩端，并用密封圈b10紧密绑扎，此时封装在第2节管桩内的软管节段的下端则包裹在该橡胶皮套内；

(7)将第2节预制管桩2沉桩至预定位置后，在第2节预制管桩2的桩头上套接橡胶皮套，接着用密封圈b10将橡胶皮套下端紧密绑扎在第2节预制管桩2的外围，然后将橡胶皮套上端翻套至第2节预制管桩2上；

(8)将第3节预制管桩3置于第2节预制管桩2上方，并通过焊接的方式将第3节预制管桩3与第2节预制管桩2拼接；

(9)将同等数量的封装在第3节管桩内的软管节段的下端与封装在第2节管桩内的软管节段的上端一一对应连接，然后将第2节预制管桩2的桩头上的橡胶皮套上端翻过来套在第3节预制管桩3的桩端，此时，封装在第3节预制管桩3内，相对于封装在第2预制管桩内所多出的软管节段的下端敞口设置，并包裹在橡胶皮套内；

按照步骤(7)至(9)的方式，依次在第3节预制管桩3的上方拼接第4节预制管桩……第n节预制管桩，直至整根管桩沉桩完成；此时，处于最上方的那一节预制管桩的桩顶伸出若干根软管节段，分别对应不同深度位置的焊缝，将软管节段与地面上的带有液压表15的加压装置16连接，往焊缝位置处的橡胶皮套内加压注水；施加一定压力之后读取液压表15读数，随后，观察液压表15读数的变化，若液压表15读数几乎无变化，表明焊接缝质量完好，若液压表15读数缓慢减小，表明焊接缝有轻微开裂，若加压过程中液压表15读数始终上不去，则表明焊接缝开裂严重。

附图展示的检测装置，是针对三节预制管桩拼接而成的管桩的拼接位置处的焊接缝的检测而提出的。以下将结合附图详细地说明本实用新型具体实施例。

如图1所示，本实施例所述的检测装置包括橡胶皮套a9和橡胶皮套b11、软管节段a7、软管节段b12和软管节段c13、密封圈a、密封圈b10、加压装置16和液压表15。所述的橡胶皮套a9，上、下端均采用密封圈绑扎在预制管桩连接处，并将管桩之间的焊接缝包裹在其中，所述的软管节段a7用环氧树脂砂浆层8密封在管桩桩身外壁的开口槽内，下端口包裹在橡胶皮套a9内，上端口则与上面预制中的软管节段11连接，直至延伸至地表面并连接在加压装置16上；所述的加压装置带有液压表15，能够反映所加液压的大小，并通过液压表15读数的变化反映焊接缝的质量。

首先，在沉桩之前，沿第二节预制管桩2通长(即管桩两端头钢套箍5之间)开设一道开口槽，该开口槽的槽深不影响管桩承载力的发挥，在开口槽内埋设一根软管节段a7，沿第三节预制管桩3通长开设两道开口槽(实际工程中开设一道开口槽即可，此处是为叙述和展示方便)，分别埋设软管节段b12和软管节段c13，并用环氧树脂砂浆层8密封，软管节段的两端均伸出开口槽。

然后，采用静压或锤击的方法完成第一节预制管桩1的沉桩，在焊接第二节预制管桩2之前，将橡胶皮套a9套在第一节预制管桩1的桩头上，用密封圈b10将橡胶皮套a9下端紧密绑扎，并将橡胶皮套a9上端也翻套至第一节预制管桩1上，待第一道焊缝4焊接工作完成后，将橡胶皮套a9上端翻过来套在第二节预制管桩2的桩端，用密封圈a紧密绑扎，并将密封在第二节预制管桩2内的软管节段a7的下端口包裹在橡胶皮套a9内；待第二节预制管桩2沉桩到预定位置后，将橡胶皮套b11套在桩头上，下端用密封圈b10绑扎，第二道焊接缝6焊接作业完成后，将第三节预制管桩3开口槽内的软管节段b12与第二节预制管桩2中的软管节段a7连接，软管节段c13的下端口则待橡胶皮套b11上端被绑扎之后包裹在橡胶皮套b11内，随后，完成第三节预制管桩3的沉桩，此时，软管节段b12和软管节段c13的上端口均伸出地表面14；

如图2，将软管节段b12与地面上的带有液压表15的加压装置16连接，往第一道焊接缝4位置处的橡胶皮套a9内加压注水17，施加一定压力之后读取液压表15读数，随后，观察液压表15读数的变化，若液压表15读数几乎无变化，表明焊接缝质量完好，若液压表15读数缓慢减小，表明焊接缝有轻微开裂，若加压过程中液压表15读数始终上不去，则表明焊接缝开裂严重。采用类似方法，进行第二道焊接缝6质量的检测。

所述的橡胶皮套为具有一定厚度的两端开口的圆柱形，其内径略小于管桩外径并具有一定弹性，上、下端均采用密封圈绑扎在管桩连接处，并将管桩焊接缝包裹在其中；所述的软管节段用环氧树脂砂浆密封在管桩桩身外壁的开口槽内，其下端口包裹在橡胶皮套内，上端口则与上面管桩中的软管节段连接，直至延伸至地表面，并连接在加压装置上；所述的加压装置带有液压表，能够反映所加液压的大小，并通过液压表读数的变化反映焊接缝的质量。

根据上述的检测装置，本实用新型可以提供一种检测方法，如下：

在沉桩之前，对各节预制管桩分别编号为1、2、3……，对除编号1之外的所有预制管桩，均沿桩身通长(即管桩两端头钢套箍5之间)开一道比较浅的开口槽，该开口槽不影响管桩承载力的发挥，开口槽内分别埋设1根、2根……软管节段，并用环氧树脂砂浆形成的砂浆层封堵，软管节段的两端均伸出开口槽；然后，采用静压或锤击的方法完成第一节(即最下端一节)管桩的沉桩，在焊接第二节预制管桩之前，将橡胶皮套a9套在第一节预制管桩的桩头上，用密封圈b10将橡胶皮套下端紧密绑扎，并将橡胶皮套a9上端也翻套至第一节预制管桩上，待焊接工作完成后，将橡胶皮套a9上端翻过来套在第二节预制管桩的桩端，用密封圈a紧密绑扎，并将密封在第二节预制管桩内的软管节段的下端口包裹在橡胶皮套a9内；待第二节预制管桩沉桩到预定位置后，将橡胶皮套a9套在第二节预制管桩的桩头上，橡胶皮套a9的上端用密封圈a绑扎，焊接作业完成后，将第三节预制管桩开口槽内的两根软管节段(软管节段b12或软管节段c13)中的一根与第二节预制管桩中的软管节段a7连接，另一根的下端口则待橡胶皮套上端被绑扎之后包裹在橡胶皮套内；依次类推，进行各个焊缝位置处橡胶皮套的绑扎及各软管节段的连接，直至整根管桩沉桩完成；此时桩顶伸出若干根软管节段，分别对应不同深度位置的焊缝，将软管节段与地面上的带有液压表的加压装置连接，往焊缝位置处的橡胶皮套内加压注水，施加一定压力之后读取液压表读数，随后，观察液压表读数的变化，若液压表读数几乎无变化，表明焊接缝质量完好，若液压表读数缓慢减小，表明焊接缝有轻微开裂，若加压过程中液压表读数始终上不去，则表明焊接缝开裂严重。

Claims

1.一种预制管桩焊接缝质量检测装置，用于检测相邻两节预制管桩之间的焊接缝质量；其特征在于，包括橡胶皮套、注水细软管以及加压装置；其中：

2.根据权利要求1所述的预制管桩焊接缝质量检测装置，其特征在于，预制管桩具有n节，从下到上依次为第1节预制管桩、第2节预制管桩……第n节预制管桩，其中，n≥2；

3.根据权利要求2所述的预制管桩焊接缝质量检测装置，其特征在于，所述的各节预制管桩中，从第2节预制管桩开始，至第n节预制管桩的外壁，均沿各预制管桩的桩身通长设有开口槽；

4.根据权利要求3所述的预制管桩焊接缝质量检测装置，其特征在于，所述的砂浆层为环氧树脂砂浆层。

5.根据权利要求2所述的预制管桩焊接缝质量检测装置，其特征在于，软管节段在各节预制管桩外壁布置的数目N＝n-1，n≥2。