[发明专利]一种竖向一发多收式基桩声波波速检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种竖向一发多收式基桩声波波速检测装置及方法。本发明针对混凝土灌注桩的完整性检测，在基桩灌注前，需在钢筋笼内预埋声测管以吊放声波换能器。检测时，在一侧的声测管中吊放一只声波发射换能器，而在另一侧的声测管中同时布置由3只固定间距的声波接收换能器组成的换能器串，自下而上进行声波检测。通过对每次声波发射后，几只声波接收换能器测得的不同声时结果进行计算分析，达到测量混凝土声速及桩身缺陷识别、定位的目的。本发明克服了传统基桩声波透射法分析计算结果依赖桩顶量测管距数据、单次测试数据不够全面等问题，一次性完成平测和双向斜测工作，具有快速、准确、全面等特点。

技术领域

本发明属于通过声波透射原理检测混凝土灌注桩桩身完整性的检测方法，具体涉及一种竖向一发多收式基桩声波波速检测装置及方法。

背景技术

桩基作为最重要的一种基础形式，其质量检测一直受到工程界的关注。在常见的桩基无损检测技术中，声波透射检测技术因具有检测桩长不受限制、检测结果精确可靠等优点，在混凝土灌注桩无损检测中应用十分广泛，特别是对直径大、长度长的桥梁桩，声波透射法已经成为最主要的检测方法。

其基本方法是：将声波发射换能器和接收换能器分别放置于被测介质的不同位置，两者的间距已知，发射换能器发射一组声波，声波穿过介质到达接收换能器，接收换能器接收该组声波信号。通过分析接收到的声波的各项声学特征，达到检测介质声波波速、判定介质均匀性的目的。

在实际工程测试中，声波透射法也存在以下的一些问题：第一，各测点声速一般都是直接采用桩顶处量测的声测管距离进行计算。然而实际工程中，常常无法保证声测管完全竖直、平行，实际某一深度处的声测管的距离与桩顶处声测管距离不再相等，此时，声速计算结果将会出现误差，严重时将出现错判漏判；第二，传统声波测试中一般采用“一发一收”的方式，单独进行平测或者一个方向的斜测可能会漏测与声测线同向的桩身裂缝；第三，测试时必须保证声波发射换能器与接收换能器处在同一深度(平测)或保持同一高差(斜测)，否则计算结果会不可避免出现误差，因此在换能器的每次提升过程中均需精确校核换能器的深度、校正发射端与接收端的高差，使得测试工作效率降低。

本发明采用一发多收的声波检测方式，一次测试即可完成平测及双向斜测工作，得到的测试数据更加全面。同时巧妙地通过固定几只声波接收换能器的间距，使得声波波速计算结果不再与声波发射端和接收端距离相关，一定程度上解决了声测管倾斜、偏位时声速测试误差大的问题。此外，本方法测试过程中无需完全保证声波发射换能器与某一接收换能器处在同一深度(或保持同一高差)，为测试工作带来便利。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提出了一种竖向一发多收式基桩声波波速检测装置及方法。本发明通过跨孔布置声波发射换能器和声波接收换能器串对基桩进行自下而上的声波检测，根据声波接收换能器测得的声学参数，进行混凝土波速计算以及桩身缺陷的识别、定位。

本发明采取以下技术方案：

一种竖向一发多收式基桩声波波速检测装置，其包括声波发射换能器、声波接收换能器串、声测管、换能器连接导线、以及声波检测仪；至少两根所述的声测管垂直埋设于一根混凝土灌注桩的钢筋笼内；所述声波接收换能器串由上声波接收换能器、中声波接收换能器和下声波接收换能器串接而成，所述的声波发射换能器与声波接收换能器串分别吊挂于不同的声测管中；声波发射换能器与声波接收换能器串均通过换能器连接导线与地面的声波检测仪相连。

作为优选，所述的声测管应沿桩身通长布置，且至少有两根声测管均匀对称分布于混凝土灌注桩横截面的不同位置；声测管材料采用刚性材料，声测管下端封闭，上端加盖，管内无异物。

作为优选，所述的声波接收换能器串中，上声波接收换能器、下声波接收换能器均与中声波接收换能器保持相同的间距l₀，l₀＝30～50cm。