[發明專利]基于分布式聲波傳感技術的鉆孔灌注樁完整性檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202110068582.7
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112854321B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王靜;朱鴻鵠;劉威;程剛;高磊;劉拯源
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

1.一種基于分布式聲波傳感技術的鉆孔灌注樁完整性檢測裝置的使用方法，其特征在于，所述檢測裝置包括：應變感測光纖（1）、振動模塊（2）、分布式聲波傳感解調儀（3）、光纖數據處理模塊（4）、結果分析模塊（5）和樁基完整性評價模塊（6）；應變感測光纖（1）植入鉆孔灌注樁中，應變感測光纖（1）與分布式聲波傳感解調儀（3）連接；振動模塊（2）設置在鉆孔灌注樁樁頭上，振動模塊（2）由激振器（2-1）和振動控制器（2-2）組成，激振器（2-1）固定于樁頭上，通過振動控制器（2-2）設置激振器（2-1）的參數；分布式聲波傳感解調儀（3）采集激振器（2-1）每次激發脈沖振動后的樁身內應變感測光纖（1）的應變數據后傳輸至光纖數據處理模塊（4）；光纖數據處理模塊（4）與結果分析模塊（5）連接；結果分析模塊（5）與樁基完整性評價模塊（6）連接；應變感測光纖（1）采用定點粘結的方式固定在鉆孔灌注樁的鋼筋籠對稱的四根主筋上，鋪設形狀呈U字形，在樁頭位置預留一定長度并進行保護，后期隨鋼筋籠下放入鉆孔內，澆灌混凝土將傳感光纖植入樁體內；

使用步驟包括以下步驟：

步驟一、應變感測光纖（1）分別固定在鉆孔灌注樁的鋼筋籠對稱的四根主筋外側面，在鉆孔灌注樁樁頭的位置預留一定長度的應變感測光纖引出，鋼筋籠下放后，澆灌混凝土并養護；應變感測光纖（1）采用定點粘結的方式固定在鉆孔灌注樁的鋼筋籠對稱的四根主筋上，鋪設形狀呈U字形，在樁頭位置預留一定長度并進行保護，后期隨鋼筋籠下放入鉆孔內，澆灌混凝土將傳感光纖植入樁體內；

步驟二、應變感測光纖（1）通過光纖跳線連接至分布式聲波傳感解調儀（3）；

步驟三、將激振器（2-1）固定在樁頭中心平整位置處，通過振動控制器（2-2）設置激振器，使激振器間隔固定時間產生多次特定波形的脈沖振動；

步驟四、分布式聲波傳感解調儀（3）采集激振器（2-1）每次激發脈沖振動后的樁身內應變感測光纖（1）的應變數據；

步驟五、將分布式聲波傳感解調儀（3）采集到的應變數據傳輸至光纖數據處理模塊（4），光纖數據處理模塊（4）進行去噪、轉化處理得到樁身應力波的速度信號；

步驟六、結果分析模塊（5）依據樁身應力波的速度信號判斷得到樁身缺陷大小及位置信息；

步驟七、樁基完整性評價模塊（6）依據結果分析模塊（5）得到的缺陷信息對鉆孔灌注樁的樁身完整性做出評價。

2.根據權利要求1所述的基于分布式聲波傳感技術的鉆孔灌注樁完整性檢測裝置的使用方法，其特征在于：所述步驟一中，鋼筋籠下放后，需要準確定位應變感測光纖在樁身內的位置。

3.根據權利要求1所述的基于分布式聲波傳感技術的鉆孔灌注樁完整性檢測裝置的使用方法，其特征在于：所述步驟三中，固定時，激振器（2-1）的下底面與樁頭平面貼合。

4.根據權利要求1所述的基于分布式聲波傳感技術的鉆孔灌注樁完整性檢測裝置的使用方法，其特征在于：所述步驟三中，根據場地條件、測試樁的參數以及分布式聲波傳感解調儀（3）的采集頻率，在振動控制器（2-2）中設置激振器（2-1）的激發次數和振動參數。

5.根據權利要求1所述的基于分布式聲波傳感技術的鉆孔灌注樁完整性檢測裝置的使用方法，其特征在于：所述步驟五中，去噪、轉化處理包括如下步驟：首先，根據光纖數據的主頻分析進行濾波處理，其次，為提升數據的信噪比，將多次激振后采集的應變數據疊加，得到樁身應力波的速度信號曲線。

6.根據權利要求1所述的基于分布式聲波傳感技術的鉆孔灌注樁完整性檢測裝置的使用方法，其特征在于：所述步驟六中，根據振動控制器（2-2）設置的振動參數設置閾值，當樁身應力波的波速超過閾值時，得到鉆孔灌注樁缺陷大小及位置。

7.根據權利要求1所述的基于分布式聲波傳感技術的鉆孔灌注樁完整性檢測裝置的使用方法，其特征在于：步驟七中，樁基完整性評價模塊（6）將結果分析模塊（5）得到的樁身缺陷大小及位置信息與規范規定的樁基完整性指標進行對比，判斷鉆孔灌注樁的樁身完整性類型。