[發明專利]可實現鉆孔三維成像的檢測裝置及其方法

有效

• 申請號: 201210247572.0
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102748008A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 楊燕軍;楊光
• 申請（專利權）人: 武漢巖海工程技術有限公司
• 主分類號: E21B47/002
• 分類號: E21B47/002;E21B47/022;E21B47/08;E21B47/085
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及建筑工程檢測技術，尤其涉及一種可實現鉆孔三維成像的檢測裝置及其方法。

背景技術

鉆孔灌注樁是建筑工程中常見的基樁形式之一，它的作用是將上部建筑結構的荷載傳遞到深層穩定土層中或巖石層上，減少上部建筑結構的不均勻沉降。鉆孔灌注樁的施工分為“鉆孔”和向鉆孔內“灌注混凝土”兩個階段。第一階段的鉆孔作業是在地下并配合注水完成，因此質量控制難度大，有時復雜的地質條件易引起施工中的失誤，最后可能導致鉆孔直徑（孔徑）大小不一、鉆孔沿重力方向發生傾斜（孔斜）等問題。

經過第二階段的灌注混凝土作業后，形成混凝土基樁。鉆孔質量的好壞直接影響到基樁質量。如果孔徑偏小（縮徑），則基樁的側摩阻力和底部端承力降低；如果孔徑偏大（擴徑），則基樁的局部側摩阻力增大，而其他部分側摩阻力得不到充分發揮，如果局部應力過于集中，易發生破壞效應（如斷裂等）；同時如果孔徑偏大，基樁的混凝土灌注量增加，費用提高，造成不必要的浪費。孔斜會改變基樁豎向受力的特性，減弱了基樁豎向承載力的有效發揮；同時給周圍土層施加了一定程度的剪切力。因為土的抗剪特性一般較低，孔斜過大容易帶來上部建筑結構的安全隱患，并且還可能造成吊放鋼筋籠困難、塌孔、鋼筋保護層厚度不足等施工質量問題。孔徑和孔斜是保證鉆孔灌注樁施工質量的兩項重要指標，因此，在第一階段鉆孔作業完成后，立即進行孔徑和孔斜的檢測十分必要。

《建筑樁基技術規范》（中華人民共和國行業標準JGJ94-2008）6.2.4條規定：鉆孔灌注樁的鉆孔施工的允許偏差應滿足表1的要求。

表1

目前使用的孔徑和孔斜的檢測方法主要有簡易檢測法、聲波檢測法和接觸檢測法。

一、簡易檢測法

檢測裝置為制作簡單的檢孔器，如圓球式、鋼筋籠式、六邊木條鉸鏈式和卡尺式等。

圓球式檢孔器原理圖如圖1。圓球式檢孔器3由鋼筋彎制，直徑比待檢測的孔徑略小。鋼絲繩4的一端連接圓球式檢孔器3，另一端可由地面上的電機或人工驅動，在兩個轉向滑輪5的導引下，圓球式檢孔器3可依靠自重放入鉆孔1內。檢測孔徑時，若圓球式檢孔器3能順利到達孔底，表明孔徑正常；否則表明實際孔徑小于設計孔徑，應進行掃孔或重鉆。

圖1中標尺6的原點O和最上面的轉向滑輪5的中心點在同一鉛垂線上，最上面的轉向滑輪5的半徑為r。在圓球式檢孔器3到達孔底后，鉆孔1內的鋼絲繩4偏離標尺6的原點O的水平距離為e，偏離鉛垂線的角度為θ，因此，孔斜的檢測可由傾斜角θ表示：

θ=tan-1(e-rh)---[1]]]>

或者孔斜的檢測由垂直度表示：

tan(θ)=(e-rh)---[2]]]>

該方法的檢測裝置簡單，操作方便，但無法檢測出孔徑和孔斜隨孔深的變化。

二、聲波檢測法