[发明专利]一种基于钻孔雷达的基桩三维检测装置及基桩三维检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基桩完整性检测领域，更具体地，涉及一种基于钻孔雷达的基桩三维检测装置及基于该装置的基桩三维检测方法。 

背景技术

现行建筑基桩完整性检测的常规检测方法中较为普遍的是声波透射法、高应变和低应变法以及钻芯法，这几种检测方法多年来得到较快的发展并日趋完善，但还存在不少问题。其中声波透射法、低应变法和高应变法是无损检测方法但存在较大的测试盲区，它们可归属于二维检测技术方法，只能判断异常出现的深度位置而不能判断其方位，而且由于方法本身的限制无法判断出桩底出现异常时，是由桩底沉渣还是持力层造成的；钻芯法是有损检测方法属于直接法，能较直观的反映出钻孔位置处的基桩情况，用其评判整桩的完整性类别存在以点代面的问题。同时，以上四种检测方法均不能描述出待检基桩和其钢筋笼的轮廓，而随着建设工程的多样化和质量要求的提高，现代建筑会伴生很多特殊的基桩设计和施工工艺，对这些基桩的探测往往让常规检测手段无能为力，这就要求能有一种有效的检测方法来解决这些问题。 

钻孔雷达探测是一种把发射和接收天线都放进钻孔中的地质雷达测试方法，其在地下发射信号和接收信号，突破了地面地球物理方法的局限性而实现一种更大范围的探测，研究和应用钻孔雷达技术使得现代建筑可以进行大范围的地下岩层探测并得到可靠的精度。近年来，钻孔雷达技术在工程中的应用越来越普遍，其解决实际问题的优势也愈加明显，钻孔雷达技术的应用研究主要有地质调查、工程勘察、环境调查、水电大坝勘察、探测断裂带、空洞探测、喀斯特地区调查和盐层调查等领域，但现有技术中，钻孔雷达的应用仅限于二维探测或检测。 

发明内容

本发明的目的是针对现有检测技术在基桩检测中存在较大的测试盲区，对缺陷的具体大小、方位较难准确判断，而且无法准确的检测桩底沉渣和钢筋笼的情况等问题，提出了一种基于钻孔雷达的基桩三维检测装置和一种基桩三维检测方法。 

利用本发明所述的基于钻孔雷达的基桩三维检测装置可以让钻孔雷达的井内天线停顿于基桩轴向通孔内的任意位置，从而实现对基桩本身及基桩底部地质情况的三维探测。 

为了达到上述目的，采用如下技术方案： 

一种基于钻孔雷达的基桩三维检测装置，基于内设通孔的基桩，所述通孔沿基桩轴向方 向延伸，包括： 

钻孔雷达，包括相互连接的井中天线和雷达主机，所述井中天线设置于通孔内，用于对所在空间进行三维扫描探测，所述雷达主机用于接收井中天线发送的探测数据； 

牵引模块，与井中天线连接，用于带动井中天线在通孔内移动或定位； 

中央控制模块，与雷达主机连接，用于接收雷达主机传输的探测数据并绘制三维图像。 

作为一种具体实施例，所述井中天线包括依次连接的定位单元，定向天线及配重，所述定位单元包括微型控制单元和与微型控制单元连接的微型电机和若干个位置传感器，所述微型控制单元与中央控制模块连接，其中： 

微型控制单元、用于控制微型电机的转动； 

微型电机，用于驱动定向天线沿轴向转动； 

位置传感器，用于确定定向天线在通孔内的方位； 

定向天线，用于定向发射和定向接收电磁波。 

作为一种具体实施例，所述牵引模块包括驱动电机及用于收放井中天线的牵引绳，所述牵引绳一端与电机输出端连接，一端连接井中天线。 

利用本发明所述的基桩三维检测方法可以实现对基桩完整性、桩底沉渣厚度、钢筋笼和桩身轮廓及持力层的检测，并可以得到三维图像，让探测人员直观地看到基桩及基桩外围的情况。 

为了达到上述目的，采用如下技术方案： 

一种基于权利要求1所述基于钻孔雷达的基桩三维检测装置的基桩三维检测方法，包括以下步骤完成： 

S1牵引模块将井中天线放至基桩通孔内的待检深度位置； 

S2井中天线对所在空间进行三维扫描探测，并将探测数据发送至雷达主机； 

S3牵引模块改变井中天线的深度位置，井中天线对所在空间进行三维扫描探测，并将探测数据发送至雷达主机； 

S4雷达主机接收井中天线发送的探测数据并传送给中央控制模块； 

S5中央控制模块基于收到的探测数据绘制三维图像，并根据三维图像判断基桩完整性及其轮廓，揭露桩底和持力层情况。 

作为一种具体实施例，所述步骤S3中，牵引模块改变井中天线的深度位置的方式是在相邻测点间距间匀速提升井中天线。 

作为一种具体实施例，所述通孔贯穿基桩底部，与持力层连通。