基于平行地震法確定基樁長度的檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】基于平行地震法確定基樁長度的檢測裝置，包括激振錘（300）、主機（400）、鉆孔設備（500）、扶正下鉆設備（600）和觸發(fā)器（800），觸發(fā)器（800）放置在所述基樁（100）的承臺上，主機（400）與觸發(fā)器（800）連接有數(shù)據(jù)線路組，其特征在于，所述鉆孔設備（500）包括鉆體（501），所述鉆體（501）的底端設置有鉆頭（1）、頂端安裝有電機（12），所述鉆體（501）內(nèi)安裝有電機（12）帶動旋轉的螺旋桿（5），所述螺旋桿（5）與鉆頭（1）之間安裝有碾碎柱子（7），本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過將檢測裝置布設為一體結構，檢測的時候速度快，可隨時檢測不需要預打孔，減少施工時間，適合推廣使用。
【專利說明】
基于平行地震法確定基樁長度的檢測裝置及其檢測方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于平行地震法檢測基粧長度檢測裝置，屬于建筑檢測技術領 域。
【背景技術】
[0002] 隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，高樓大廈不斷涌現(xiàn)，粧基工程獲得了空前發(fā)展，粧基礎 是目前應用最為廣泛的基礎形式。由于粧基工程施工具有高度隱蔽性，發(fā)現(xiàn)質量問題相對 較難，工業(yè)與民用建筑中的質量事故很多是由于粧基工程的質量問題引起的。
[0003] 近年來基粧檢測技術得到了長足的發(fā)展，相關檢測標準、規(guī)范相繼頒布和實施，對 保證工程質量起到了良好的作用。但目前常規(guī)的基粧檢測技術，如靜載荷試驗、鉆芯法、高 應變法、低應變法及聲波透射法等，均需直接接觸基粧粧頂，因而其使用場合受到了一定的 限制，一般僅適用于上部建筑結構尚未施工前。
[0004] 然而，工程建設中經(jīng)常會遇到對既有建(構)筑物下的基粧長度或完整性發(fā)生懷疑 而產(chǎn)生矛盾糾紛，或由于既有建筑年代久遠，在后續(xù)改造工程中缺乏粧長等重要資料時，以 及由于發(fā)生了地表下沉、地震等其他原因而對粧基造成了后期破壞等情況而需要對既有建 筑下的粧基進行檢測，但由于此時上部建筑結構已經(jīng)存在，無法直接接觸粧頂，因而常規(guī)的 基粧檢測方法無能為力。
[0005] 由于目前國內(nèi)既有建(構)筑物下基粧檢測技術的系統(tǒng)研究尚屬空白，因此研究一 種適應性強、受限制條件少的既有建(構)筑物下的基粧檢測新技術，對客觀準確地評定工 程質量、解決工程建設中的矛盾糾紛以及完善既有建(構)筑物質量評定或危房安全鑒定指 標體系等，有著較大的現(xiàn)實意義，也必將推動建筑基粧檢測技術的進一步發(fā)展。
[0006] 如一申請?zhí)枮镃N103953076A公開了一種土木工程粧基工程質量檢測領域的基于 旁孔透射波拐點法的既有工程粧粧底深度確定方法，通過在粧側鉆探孔后在探孔內(nèi)檢波， 并根據(jù)不同深度信號沿深度生成時間-深度信號圖，通過在時間-深度信號圖中確定拐點， 并對拐點深度通過拐點深度修正公式修正后得到粧底深度。本發(fā)明不受上部結構對波形的 影響，檢測方便，確定拐點位置簡單而直觀。與現(xiàn)有旁孔透射波法基于兩線交點確定粧底深 度的方法相比，旁孔透射波拐點法對鉆孔深度要求較低，只需超過待測粧2~3m即可，減小 了探孔孔深要求，節(jié)省成本，對于無工程經(jīng)驗的技術人員也具有較好的可操作性，較好解決 了目前既有工程粧難以確定粧底深度的難題。
[0007] 又如一申請?zhí)枮镃N103898931A公開了一種基于鉆孔雷達的基粧三維檢測裝置及 基粧三維檢測方法，所述檢測裝置包括基于鉆孔雷達的基粧三維檢測裝置，基于內(nèi)設通孔 的基粧，所述通孔沿基粧軸向方向延伸，包括鉆孔雷達、牽引模塊和中央控制模塊，所述鉆 孔雷達包括相互連接的井中天線和雷達主機，所述雷達主機與中央控制模塊連接，所述檢 測方法包括定位井中天線、三維掃描探測、移位探測、傳輸數(shù)據(jù)、生成三維圖像等步驟，采用 本發(fā)明所述的技術方案可以實現(xiàn)對基粧完整性、粧底沉渣厚度和鋼筋籠長度的檢測，并可 以得到三維圖像，讓探測人員直觀地看到基粧及基粧外圍的情況。
[0008] 上述兩個對比文件是預本申請最接近的現(xiàn)有技術，但是其具有的問題如下:預檢 測比較麻煩，需要打孔，注清水，工序比較繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術存在的問題，提出了一種基于平行地震法確定基粧長度的 檢測裝置及其檢測方法，本發(fā)明通過將檢測裝置布設為一體結構，檢測的時候速度快，可隨 時檢測不需要預打孔，減少施工時間。
[0010]本發(fā)明的具體技術方案如下：
[0011] 基于平行地震法確定基粧長度的檢測裝置，包括激振錘、主機、鉆孔設備、扶正下 鉆設備和觸發(fā)器，觸發(fā)器放置在所述基粧的承臺上，主機與觸發(fā)器連接有數(shù)據(jù)線路組，其特 征在于，所述鉆孔設備包括鉆體，所述鉆體的底端設置有鉆頭、頂端安裝有電機，所述鉆體 內(nèi)安裝有電機帶動旋轉的螺旋桿，所述螺旋桿與鉆頭之間安裝有碾碎柱子，所述碾碎柱子 的頂端設有與螺旋桿的齒輪一相嚙合的上行星輪，所述碎柱子的底端設有與鉆頭的齒輪二 相嚙合下行星輪;所述鉆體內(nèi)設有保護管，所述保護管內(nèi)放置有檢波器，所述檢波器與主機 連接有數(shù)據(jù)線路組二。
[0012] 優(yōu)先地，所述鉆頭上面布設有多個導土孔一通入鉆體內(nèi)，所述碾碎柱子的上方還 安裝有過濾導土隔板。所述鉆頭的頂端還安裝有與螺旋桿相通的出土管，所述出土管的開 口向下。
[0013] 優(yōu)先地，所述扶正下鉆設備包括車體，所述車體的兩端安裝有移動固定套和旋轉 箱，移動固定套上安裝有拉環(huán)，所述車體的旋轉箱端安裝有絞繩機，所述拉環(huán)與絞繩機之間 連接有鋼絲繩，所述鋼絲繩的中間段通過安裝在車體上的支撐桿撐起。
[0014] 基于上述裝置，本發(fā)明還提供了一中基于平行地震法確定基粧長度的檢測方法， 其特征在于，包括如下步驟：
[0015] 1)選好檢測點，通過將鉆孔設備放在扶正下鉆設備上面，通過移動固定套和旋轉 箱固定住，其中：移動固定套固定套住鉆孔設備的上方，旋轉箱套住鉆孔設備的下端；
[0016] 2)通過絞繩機帶動鋼絲繩拉起使鉆孔設備垂直立正，松開移動固定套，并啟動電 機帶動鉆頭下鉆設定深度;其中：下鉆過程中，土壤通過導土孔一進入鉆體并通過過濾導 土隔板進入螺旋桿內(nèi)排出到出土管外；
[0017] 3)在基粧的承臺上放置觸發(fā)器，并將觸發(fā)器的數(shù)據(jù)線路組和檢波器的數(shù)據(jù)線路組 二連接主機，檢測前工作準備完成；
[0018] 4)檢測時先將檢波器置于保護管的管口或管底，通過激振方式在工程粧上生成機 械波的同時，在測管內(nèi)檢測振動信號，分析信號采集的質量，若質量不佳則重新采樣，否則 保存該測點的波形，并且在一個激振-檢波周期后將檢波器的高度下降或提升〇.5-lm，繼續(xù) 錘擊采樣，直至檢波器上提到管口或管底為止；
[0019] 5)主機400輸出圖像，通過對如下評判準則：1、在時間-深度圖中初至時間斜率的 變化;2、能量的大幅衰減振幅；即對地震波波列的初至時間及振幅的綜合分析，判斷粧身長 度和完整性。
[0020] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過將檢測裝置布設為一體結構，檢測的時候速度快， 可隨時檢測不需要預打孔，減少施工時間，適合推廣使用。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明基于平行地震法確定基粧長度的檢測裝置的結構示意圖；
[0022]圖2為鉆孔設備的結構示意圖；
[0023]圖3為扶正下鉆設備的結構示意圖；
[0024]圖4為扶正下鉆設備作業(yè)時候結構示意圖；
[0025]圖5為24#粧檢測結果圖；
[0026]圖6為17#粧檢測結果圖；
[0027]圖7為166#粧檢測結果圖；
[0028]圖8為171#粧檢測結果圖；
[0029]圖9為鉆孔編號及位置圖；
【具體實施方式】
[0030]如圖所示，基于平行地震法確定基粧長度的檢測裝置，包括激振錘300,激振錘300 用來通過激振方式在工程粧上生成機械波；、主機400、鉆孔設備500、扶正下鉆設備600和觸 發(fā)器800,觸發(fā)器800放置在所述基粧100的承臺上，主機400與觸發(fā)器800連接有數(shù)據(jù)線路 組。其中，鉆孔設備500由扶正下鉆設備600輔助做到垂直下鉆。
[0031]鉆孔設備500包括鉆體501，所述鉆體501的底端設置有鉆頭1、頂端安裝有電機12， 所述鉆體501內(nèi)安裝有電機12帶動旋轉的螺旋桿5，所述螺旋桿5與鉆頭1之間安裝有碾碎柱 子7,所述碾碎柱子7的頂端設有與螺旋桿5的齒輪一 6相嚙合的上行星輪8,所述碎柱子7的 底端設有與鉆頭1的齒輪二502相嚙合下行星輪;所述鉆體501內(nèi)設有保護管，所述保護管內(nèi) 放置有檢波器4,所述檢波器4與主機400連接有數(shù)據(jù)線路組二。電機12帶動旋轉的螺旋桿5 旋轉從而通過上行星輪8帶動碾碎柱子7旋轉再而通過下行星輪帶動鉆頭1旋轉。
[0032]此外，鉆頭1上面布設有多個導土孔一2通入鉆體501內(nèi)，所述碾碎柱子7的上方還 安裝有過濾導土隔板9。所述鉆頭1的頂端還安裝有與螺旋桿5相通的出土管11，所述出土管 11的開口向下。在下鉆時，土體通過導土孔一 2進入鉆體501并通過過濾導土隔板9進入螺旋 桿5內(nèi)排出到出土管11外，這樣鉆孔設備500可以快速下鉆到達指定深度。
[0033]扶正下鉆設備600包括車體25,所述車體25的兩端安裝有移動固定套22和旋轉箱 28,移動固定套22上安裝有拉環(huán)20,所述車體25的旋轉箱28端安裝有絞繩機16,所述拉環(huán)20 與絞繩機16之間連接有鋼絲繩19,所述鋼絲繩19的中間段通過安裝在車體25上的支撐桿撐 起。
[0034]基于上述裝置，本發(fā)明還提供了一種基于平行地震法確定基粧長度的檢測方法， 其特征在于，包括如下步驟：
[0035] 1)選好檢測點，通過將鉆孔設備500放在扶正下鉆設備600上面，通過移動固定套 22和旋轉箱28固定住，其中：移動固定套22固定套住鉆孔設備500的上方，旋轉箱28套住鉆 孔設備500的下端；
[0036] 2)通過絞繩機16帶動鋼絲繩19拉起使鉆孔設備500垂直立正，松開移動固定套22， 并啟動電機12帶動鉆頭1下鉆設定深度;其中：下鉆過程中，土壤通過導土孔一2進入鉆體 501并通過過濾導土隔板9進入螺旋桿5內(nèi)排出到出土管11外；
[0037] 3)在基粧100的承臺上放置觸發(fā)器800,并將觸發(fā)器800的數(shù)據(jù)線路組和檢波器4的 數(shù)據(jù)線路組二連接主機400，檢測前工作準備完成；
[0038] 4)檢測時先將檢波器置于保護管的管口或管底，通過激振錘300在工程粧上生成 機械波的同時，在測管內(nèi)檢測振動信號，分析信號采集的質量，若質量不佳則重新采樣，否 則保存該測點的波形，并且在一個激振-檢波周期后將檢波器4的高度下降或提升0.5-lm， 繼續(xù)錘擊采樣，直至檢波器上提到管口或管底為止；
[0039] 5)主機400輸出圖像，通過對如下評判準則：1、在時間-深度圖中初至時間斜率的 變化;2、能量的大幅衰減振幅；即對地震波波列的初至時間及振幅的綜合分析，判斷粧身長 度和完整性。
[0040] 基于上述裝置和檢測方法應用于寧波某小區(qū)的粧長檢測，如下：該房屋交付使用 后，其中的7號樓地基發(fā)生不均勻沉降（中間大、兩邊小的盆形沉降），導致部分墻體、梁、板 等出現(xiàn)開裂損壞現(xiàn)象。
[0041] 7號樓為六層鋼筋混凝土框架結構，房屋平面呈矩形，東西向對稱，建筑面積 3869m2，東西長47.04m，南北寬12.84m，室內(nèi)外地坪高差0.20m?；A采用Φ 426沉管灌注粧， 粧身砼等級C20,單粧豎向承載力特征值400kN。設計要求粧長由標高、抬架雙控。
[0042]根據(jù)該工程實際情況，首先對7號樓場地工程地質情況進行了鉆孔驗證，在此基礎 上，采用本發(fā)明對7號樓部分基粧的粧長進行了檢測，以查明引起不均勻沉降的主要原因。 [0043]根據(jù)本工程原巖土工程勘察報告，7號樓粧基持力層頂面埋深在15.70m~22.70m 之間（自勘察時孔口高程起算），起伏較大，總體呈"四角埋深淺，中間埋深大"的V字形凹槽 狀，工程地質情況見表1，持力層為粉質粘土層。
[0044] 表5.1 7號樓場地工程地質情況
[0046] 在7號樓場地共布置8個地質驗證鉆探孔，孔口高程為室外地坪高程，鉆孔編號及 位置見圖9，鉆探結果顯示場地土層情況與原巖土工程勘察報告基本一致，其粧基持力層基 本呈中間深、兩邊淺的V字形凹槽。
[0047] 本次平行地震法粧長檢測測試孔利用地質驗證鉆探孔，共檢測8根粧（附圖9)，鉆 孔的中心與被檢測粧粧側平面距離為0.8m，承臺厚度0.5m。假設淤泥質粘土的縱波速度為 400m/s，粉質粘土的縱波波速為800m/s，粧身混凝土的縱波波速為3500m/s。當粧端位于齡 泥質粘土時校正因子為1. lm，當粧端位于粉質粘土時校正因子為1.0m。部分粧的檢測結果 如下：
[0048] 24#粧:24#粧對應鉆探孔編號為ZK1。根據(jù)初至時間斜率拐點和首波振幅的大小， 判斷其粧端位于室外地坪以下21.3m，校正后的粧端深度為20.3m，即該粧進入持力層2.4m。 (請參閱附圖5)
[0049] 17#粧：17#粧對應鉆探孔編號為ZK2。根據(jù)初至時間斜率拐點和首波振幅的大小， 判斷其粧端位于室外地坪以下20.7m，校正后的粧端深度為19.6m，未進入設計持力層。（請 參閱附圖6)
[0050] 166#粧：166#粧對應鉆探孔編號為ZK3。根據(jù)初至時間斜率拐點和首波振幅的大 小，判斷其粧端位于室外地坪以下21.5m，校正后的粧端深度為20.5m，進入設計持力層 2.5m。另外，粧深9.5~11.0m段，出現(xiàn)初至時間后延和振幅強衰減現(xiàn)象，推測該段粧身存在 局部離析現(xiàn)象。（請參閱附圖7)
[0051 ] 171 #粧：171 #粧對應鉆探孔編號為ZK4。根據(jù)初至時間斜率拐點和首波振幅的大 小，判斷其粧端位于室外地坪以下約19.6m，校正后的粧端深度為18.5m，未進入設計持力 層。（請參閱附圖8)
[0052]結論:從檢測結果可知，位于建筑物角部的24#粧、166#粧的粧端進入了粉質粘土 層，位于建筑物中間的17#粧、171#粧的粧端在第②b層淤泥質粘土層中，未進入設計持力 層。由于本工程粧基持力層基本呈中間深、兩邊淺的V字形凹槽狀，角部工程粧粧端進入設 計持力層，中間部位工程粧粧端未進入設計持力層，導致建筑物最終發(fā)生"中間大、兩邊小" 的盆形沉降。檢測結果與現(xiàn)場實際情況可相互印證，為解決該工程質量糾紛提供了有力的 證據(jù)。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的 技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【主權項】
1. 基于平行地震法確定基粧長度的檢測裝置，包括激振錘(300)、主機(400)、鉆孔設備 (500)、扶正下鉆設備(600)和觸發(fā)器(800)，觸發(fā)器(800)放置在所述基粧（100)的承臺上， 主機(400)與觸發(fā)器(800)連接有數(shù)據(jù)線路組，其特征在于， 所述鉆孔設備(500)包括鉆體(501)，所述鉆體(501)的底端設置有鉆頭（1)、頂端安裝 有電機(12 )，所述鉆體(501)內(nèi)安裝有電機(12 )帶動旋轉的螺旋桿(5 )，所述螺旋桿(5 )與鉆 頭（1)之間安裝有碾碎柱子(7)，所述碾碎柱子(7)的頂端設有與螺旋桿(5)的齒輪一 (6)相 嚙合的上行星輪(8)，所述碎柱子(7)的底端設有與鉆頭（1)的齒輪二（502)相嚙合下行星 輪;所述鉆體(501)內(nèi)設有保護管，所述保護管內(nèi)放置有檢波器(4)，所述檢波器(4)與主機 (400)連接有數(shù)據(jù)線路組二。2. 如權利要求1所述基于平行地震法確定基粧長度的檢測裝置，其特征在于，所述鉆頭 (1)上面布設有多個導土孔一 (2)通入鉆體(501)內(nèi)，所述碾碎柱子(7)的上方還安裝有過濾 導土隔板(9)。3. 如權利要求1所述基于平行地震法確定基粧長度的檢測裝置，其特征在于，所述鉆頭 (1) 的頂端還安裝有與螺旋桿(5)相通的出土管（11)，所述出土管（11)的開口向下。4. 如權利要求1-3中任意一項所述基于平行地震法確定基粧長度的檢測裝置，其特征 在于，所述扶正下鉆設備（600)包括車體（25)，所述車體（25)的兩端安裝有移動固定套 (22)和旋轉箱(28)，移動固定套（22)上安裝有拉環(huán)(20)，所述車體(25)的旋轉箱(28)端安 裝有絞繩機（16 )，所述拉環(huán)（20 )與絞繩機（16 )之間連接有鋼絲繩（19 )，所述鋼絲繩（19 )的 中間段通過安裝在車體(25 )上的支撐桿撐起。5. 基于平行地震法確定基粧長度的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 選好檢測點，通過將鉆孔設備(500)放在扶正下鉆設備(600)上面，通過移動固定套 (22)和旋轉箱(28)固定住，其中：移動固定套（22)固定套住鉆孔設備(500)的上方，旋轉箱 (28)套住鉆孔設備(500)的下端； 2) 通過絞繩機（16)帶動鋼絲繩（19)拉起使鉆孔設備（500)垂直立正，松開移動固定套 (22)，并啟動電機（12)帶動鉆頭（1)下鉆設定深度；其中：下鉆過程中，土壤通過導土孔一 (2) 進入鉆體(501)并通過過濾導土隔板(9)進入螺旋桿(5)內(nèi)排出到出土管（11)外； 3) 在基粧（100)的承臺上放置觸發(fā)器(800)，并將觸發(fā)器(800)的數(shù)據(jù)線路組和檢波器 (4)的數(shù)據(jù)線路組二連接主機(400)，檢測前工作準備完成； 4) 檢測時先將檢波器置于保護管的管口或管底，通過激振錘（300)在工程粧上生成機 械波的同時，在測管內(nèi)檢測振動信號，分析信號采集的質量，若質量不佳則重新采樣，否則 保存該測點的波形，并且在一個激振-檢波周期后將檢波器(4)的高度下降或提升0.5-lm， 繼續(xù)錘擊采樣，直至檢波器上提到管口或管底為止； 5) 主機(400)輸出圖像，通過對如下評判準則：1、在時間-深度圖中初至時間斜率的變 化;2、能量的大幅衰減振幅；即對地震波波列的初至時間及振幅的綜合分析，判斷粧身長度 和完整性。
【文檔編號】E02D33/00GK106088170SQ201610648547
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610648547.1, CN 106088170 A, CN 106088170A, CN 201610648547, CN-A-106088170, CN106088170 A, CN106088170A, CN201610648547, CN201610648547.1
【發(fā)明人】楊樺, 吳寶杰, 黃林偉, 侯宏偉, 沈辰龍, 董躍
【申請人】浙江省建設工程質量檢驗站有限公司