[發(fā)明專利]一種超聲透射法檢測灌注樁砼與泥漿界面的裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911334725.3
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111119254A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童筱鈞;童麗琳;童科林
• 申請（專利權(quán)）人: 常州工學(xué)院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 楊靜文

本發(fā)明涉及一種超聲透射法檢測灌注樁砼與泥漿界面的裝置及方法，在同等傳播距離下，由檢測裝置上的調(diào)節(jié)開關(guān)調(diào)節(jié)超聲波換能器的工作頻率，發(fā)射的超聲波透射經(jīng)過第一空心鋼管內(nèi)的水→第一空心鋼管的鋼管壁→某一深度下的待檢測區(qū)域→第二空心鋼管的鋼管壁→第二空心鋼管內(nèi)的水→超聲波接收換能器接收發(fā)射出來的超聲波信號，并將接收到的超聲波傳輸至記錄儀，記錄儀顯示接收得到的超聲波波形幅值大小，根據(jù)準(zhǔn)備工作得到的泥漿區(qū)超聲波波形幅值校準(zhǔn)范圍Att_泥漿和混凝土區(qū)超聲波波形幅值校準(zhǔn)范圍Att_砼，將某一深度下的待檢測區(qū)域檢測得到的衰減量Att_待檢與Att_泥漿、Att_砼比較即可準(zhǔn)確判斷出界面介質(zhì)是混凝土還是泥漿。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲透射法檢測灌注樁砼與泥漿界面的裝置及方法。

背景技術(shù)

鉆孔灌注樁由于其施工工藝成熟、承載力高、適用范圍廣已被廣泛應(yīng)用于鐵路橋梁、公路、高層建筑等結(jié)構(gòu)工程基礎(chǔ)中。高等級公路大、中、小橋和互通式立交橋,也基本上采用鉆孔灌注樁。灌注樁在基建領(lǐng)域是重要的施工工藝。灌注砼(混凝土)時采用Φ250法蘭式導(dǎo)管自流式灌注混凝土，要求導(dǎo)管聯(lián)結(jié)平直且密封可靠；灌注導(dǎo)管下口距孔底30到50cm為宜。首盤澆筑時初灌量必須保證導(dǎo)管底部埋入混凝土中80cm以上，且不得間斷、需連續(xù)灌注。正常灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部埋于混凝土中，深度宜2到6米之間。一次拆卸導(dǎo)管不得超過6米，每次拆卸導(dǎo)管前均要測量混凝土面高度，計算出導(dǎo)管埋深，然后拆卸。不得盲目提升、拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管最小埋深為2米。

由于鉆孔灌注樁或挖孔樁的灌注是一項隱蔽施工工程,盡管建設(shè)單位、施工單位非常關(guān)心其工程施工質(zhì)量，但大量實踐表明，仍有6％到20％的鉆孔灌注樁存在不同程度的質(zhì)量問題。因而需加強施工過程中灌注階段混凝土與泥漿界面檢測，確保界面介質(zhì)測量準(zhǔn)確，這樣可以有效地避免灌注導(dǎo)管提離混凝土造成的質(zhì)量事故，以此減少損失。

當(dāng)前，灌注樁灌注過程中混凝土與泥漿界面的檢測采用人工手提重錘上下提升，依據(jù)操作人員手工的感覺確定界面高程。一旦操作員手的感覺出了問題，會導(dǎo)致界面介質(zhì)的檢測判斷出現(xiàn)錯誤，這樣會導(dǎo)致形成混有泥漿夾層的報廢樁，如圖1所示，其中1-泥漿夾層，2-混凝土，產(chǎn)生的原因主要是提升灌注混凝土的導(dǎo)管使導(dǎo)管出口脫離了澆灌的混凝土體，導(dǎo)致隨后澆灌的混凝土(上方位置)與前次澆灌的混凝土(下方位置)之間有泥漿夾層，而存在的泥漿夾層會形成斷樁或報廢樁。

中國專利201811156641.0公開了“一種超聲反射法檢測套筒灌漿飽滿度的方法”，使用超聲反射法檢測套筒灌漿飽滿度，通過提高換能器的工作頻率來實現(xiàn)對更小缺陷的識別。其發(fā)明目的在于利用反射法檢測灌漿飽滿度，但不能實現(xiàn)檢測砼與泥漿的分界面。

中國專利201510618484.0公開了“灌注樁混凝土界面識別及超灌疏松裝置及其使用方法”，使用振動反射頭在灌注過程中隨混凝土澆注提升測得的反射波識別混凝土界面。振動反射頭若不在混凝土與泥漿中來回移動就難以準(zhǔn)確獲得二者的界面。振動反射頭在灌注過程中需提離混凝土進入泥漿測出界面，再返回混凝土內(nèi)部再提離混凝土進入泥漿來第二次測出界面。此方法的缺陷在于因混凝土對振動反射頭有大的阻力使得振動反射頭難以多次返回混凝土內(nèi)部；另一個缺陷在于有的灌注樁樁孔很深，振動波在鉆孔中傳輸時因混凝土骨料、泥漿、鋼筋等多次反射，接收到的聲波強度不夠準(zhǔn)確。

徐林等人“基于小波的超聲波測鉆孔灌注樁混凝土灌注面高程回波識別”、蘭凱等人在“鉆孔樁砼灌面超聲波測量的關(guān)鍵技術(shù)及其實現(xiàn)”論文中所做工作均采用反射法檢測界面的高程，指出超聲波在泥漿介質(zhì)中衰減強烈，由于樁孔孔徑的局限，波形發(fā)生混響疊加，再加上樁頂浮漿層的存在，極大程度上衰減了回波信號。由于泥漿密度變化劇烈，反射法在應(yīng)用中受到一定影響和限制。

發(fā)明內(nèi)容