基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法及装置，包括：基于桩基的长度分节段制作钢筋笼，将钢筋笼下放至桩身孔，并浇筑混凝土至桩顶；检测桩身混凝度强度，对桩顶处置得到桩顶平整平面；基于桩顶平整平面获取桩顶平面的中心位置、敲击圈范围和敲击点数量；桩基达到养生龄期后，在敲击圈上敲击桩顶若干次，得到第一、二弹性波，基于第一、第二弹性波得到压浆前检测指标；对桩基进行后压浆施工，并进行养护得到注浆后桩基；基于注浆后桩基，再次进行数据采集，得到压浆后检测指标；对比分析压浆前后两个弹性波的检测指标，进行压浆效果评价。本发明专利技术研发的装置简单、成本低、填补了目前简易、快速评价桩基后压浆效果的空白。浆效果的空白。浆效果的空白。

【技术实现步骤摘要】
基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及桩基施工
，特别涉及一种基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法及装置。

技术介绍

[0002]桩基具有承载力高、适用范围广等特点，被广泛应用于高层建筑、桥梁等工程中。然而由于地基变形过大、局部地质条件不佳，导致桩基出现承载力不足、沉降不均匀等一系列危害上部结构安全的问题。
[0003]目前后压浆技术已被编入中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94)和《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63)。后压浆是指在钻孔灌注桩成桩后，通过预设于桩身内的压浆导管及与之相连的桩侧、桩端压浆器，采用压浆泵压入的浆液对桩周泥皮、桩端沉渣及桩端持力层起到渗透、压密、劈裂等作用来增强桩侧土和桩端土的强度，从而达到提高桩基承载力、减少沉降量的一项技术。
[0004]后注浆工艺在注浆压力、注浆量、浆液强度、注浆管道畅通数量方面均有严格的要求，然而，目前在后压浆效果评价的方面，只能通过静力荷载试验进行。常见的静载加载试验主要有两种：一种是堆载试验，堆载试验不仅需要数量庞大的配重装置，且配重的运输吊装与卸载，实施过程繁琐，费用高，耗时耗物耗力，对于承载力为几千吨的桥梁桩基来说，这是一项很难完成的任务；第二种就是荷载箱试验，将油压千斤顶预先埋设在桩身某个位置，利用荷载箱上下段桩身自身承载力及自重，实现加载，进行承载力试验，但是荷载箱往往价格不菲，且需预先埋设，不能重复使用，一般也仅在项目中选取个别桩进行承载力试验。而钻孔灌注桩的后压浆，往往是批量施工，目前对后压浆桩基承载力提高(压浆效果)的评价缺乏快速使用、简便方法。
[0005]弹性波技术是基于机械波在固体介质内传播的一类无损检测手段。目前国内在利用冲击弹性波法对混凝土结构强度检测和耐久性评估方面进行了一定的研究，但尚无对于桩基后压浆进行检测的报道，本专利技术专利基于弹性波技术，研发成套的桩基后压浆效果检测技术和方法，相比静载试验，不仅装置简单、成本低，而且检测方法简单，容易掌握。
[0006]专利技术专利“一种建筑物桩基检测技术”(CN108547332B)通过旁孔透射波法检测桩基质量，提高了桩身缺陷检测的准确性和可靠性。但对于后压浆的桩基，由于桩侧水泥浆分布的不确定性，难以在不破坏注浆效果的情况下有效地在桩侧进行钻孔，而且对于百余米的桩基进行桩侧钻孔，在时间、人工、机械、材料等的投入上较大。
[0007]因此，研发一种成本低，快速简便的评价钻孔灌注桩后压浆效果的评价技术显得十分重要。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了解决现有技术问题，提出一种基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法及装置。
[0009]本专利技术提供的一种基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法，包括：
[0010]S1、按照桩基的设计长度，分节段制作钢筋笼，其中，所述桩基包括桩底、桩身和桩顶；
[0011]S2、将所述钢筋笼下放至桩身孔，并浇筑混凝土至桩顶；
[0012]S3、检测所述桩身的混凝度强度，基于所述桩身的混凝度强度，对桩顶处置得到桩顶平整平面；
[0013]S4、基于所述桩顶平整平面获取桩顶平面的中心位置、敲击圈范围和敲击点数量；
[0014]S5、当桩基达到养生龄期后，在敲击圈上敲击桩顶若干次，基于所述桩底得到敲击点的第一弹性波，基于所述桩顶平面的中心位置得到敲击点的第二弹性波，基于所述第一弹性波和所述第二弹性波分别得到对应的压浆前的检测指标；
[0015]S6、对桩基进行后压浆施工，并进行养护得到注浆后桩基；
[0016]S7、基于所述注浆后桩基，重复执行S5
‑
S6，得到两个弹性波对应的压浆后的检测指标；
[0017]S8、对比分析压浆前后的两个弹性波的检测指标，进行压浆效果评价。
[0018]优选地，所述桩身的混凝度强度达到设计强度的75％，破除桩头、桩顶面找平的施工得到桩顶平面。
[0019]优选地，确定敲击圈范围和敲击点数量的过程包括：
[0020]所述敲击圈的范围为以所述桩顶平面的中心为圆点，半径为max(0.15D，30cm)的圆圈，其中，D表示桩顶平面的直径,单位为cm；
[0021]所述敲击点数量为三个及以上，且均匀分布于桩顶敲击圈。
[0022]优选地，基于压浆前后弹性波的检测指标进行压浆效果评价；
[0023]其中，所述注浆前效果检测指标包括：纵波波速、能量衰减比、主频、质心频率。
[0024]优选地，所述能量衰减比的计算公式如下：
[0025][0026][0027]式中，E
i
(i＝1，2，
…
，n)表示第i个检波器接收到的信号能量，x
i
表示第i个检波器接收到的时域信号，s表示能量衰减比；
[0028]基于现场实测得到所述纵波波速；
[0029]基于频谱分析得到所述主频。
[0030]在频谱首谐振频率范围内基于幅值加权的频率平均值得到质心频率。
[0031]本专利技术公开了一种基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测装置，其特征在于，包括：第一检波器、第二检波器、激振锤、信号采集仪、数据分析模块和若干导线；
[0032]其中，所述第一检波器安装于钢筋笼底部，用于收集接收桩身传递至桩底的弹性波；
[0033]所述第二检波器安装于桩顶平面的中心位置，用于接收激振锤在桩基顶部产生的弹性波；
[0034]所述激振锤用于在桩顶部生成弹性波；
[0035]所述信号采集仪经导线分别与第一检波器和第二检波器连接，用于接收所对应检波器的信号；
[0036]所述数据分析模块与所述信号采集仪连接，用于对第一检波器和第二检波器的信号进行纵波波速、能量衰减比、主频、质心频率分析。
[0037]优选地，所述第一检波器和第二检波器均包括：速度检波器和加速度检波器；
[0038]其中，将所述第二检波器安装于桩顶平面的中心位置的过程包括：
[0039]采用手持式钻机在所述桩顶平面的中心位置进行钻孔，钻孔深度大于40mm；钻孔直径小于等于所述第二检波器的尾椎直径；
[0040]将耦合剂注满钻孔；
[0041]将第二检波器的尾椎插入钻孔，插入深度大于等于20mm，且与钻孔牢固结合。
[0042]优选地，所述激振锤包括人工冲击锤、自动冲击锤。
[0043]本专利技术具有如下技术效果：
[0044]1、与传统采用静载试验对注浆效果进行检测相比，本专利技术采用的检测装置简单，不需要其他机械设备的配合，降低施工难度和施工成本。
[0045]2、本专利技术的装置安装简单、快捷，在桩基施工过程中不需要安排特定的时间，在施工间隙即可完成检测。
[0046]3、本专利技术中采用基于弹性波理论的检测方法，得到注浆前效果检测指标和压浆后效果检测指标，方法简单可靠，检测精度高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法，其特征在于，包括：S1、按照桩基的设计长度，分节段制作钢筋笼，其中，所述桩基包括桩底、桩身和桩顶；S2、将所述钢筋笼下放至桩身孔，并浇筑混凝土至桩顶；S3、检测所述桩身的混凝度强度，基于所述桩身的混凝度强度，对桩顶处置得到桩顶平整平面；S4、基于所述桩顶平整平面获取桩顶平面的中心位置、敲击圈范围和敲击点数量；S5、当桩基达到养生龄期后，在敲击圈上敲击桩顶若干次，基于所述桩底得到敲击点的第一弹性波，基于所述桩顶平面的中心位置得到敲击点的第二弹性波，基于所述第一弹性波和所述第二弹性波分别得到对应的压浆前的检测指标；S6、对桩基进行后压浆施工，并进行养护得到注浆后桩基；S7、基于所述注浆后桩基，重复执行S5
‑
S6，得到两个弹性波对应的压浆后的检测指标；S8、对比分析压浆前后的两个弹性波的检测指标，进行压浆效果评价。2.根据权利要求1所述的基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法，其特征在于，所述桩身的混凝度强度达到设计强度的75％，破除桩头、桩顶面找平的施工得到桩顶平面。3.根据权利要求1所述的基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法，其特征在于，确定敲击圈范围和敲击点数量的过程包括：所述敲击圈的范围为以所述桩顶平面的中心为圆点，半径为max(0.15D，30cm)的圆圈，其中，D表示桩顶平面的直径,单位为cm；所述敲击点数量为三个及以上，且均匀分布于桩顶敲击圈。4.根据权利要求3所述的基于弹性波理论的钻孔灌注桩后压浆效果检测方法，其特征在于，基于压浆前后弹性波的检测指标进行压浆效果评价；其中，所述注浆前效果检测指标包括：纵波波速、能量衰减比、主频、质心频率。5.根据权利要求4所述的基于弹性波理...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭攀，靳瑞保，贾耀飞，胡晶，刘艳雄，杨润生，邓乐，刘功，王运生，郭进军，
申请(专利权)人：河南省公路工程局集团有限公司河南交投焦郑高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：