[实用新型]一种高承台桩桩侧压入探头透射波桩身质量检测装置

说明书

本实用新型公开了一种高承台桩桩侧压入探头透射波桩身质量检测装置，属于地基基础试验检测领域。本实用新型利用静力触探的分节中空探杆改装，将检波器内置于探杆底部，检波器数据线可通过探杆中心穿出，以实现地基土振动的信号采集。该装置采用桩身夹具平台作为液压设备的反力平台和桩身的激振平台，通过液压缸的运动实现探杆在地基中的钻进和拔离，最终可实现桩身全长范围内土体振动波形的检测。地震、车船撞击等突发性外力作用下的高承台桩受到损伤的位置一般分布在泥面以下不深的位置处，探杆更易压入地基，因此对这类高承台桩损伤的快速检测具有较好的实用价值。

技术领域

本实用新型属于地基基础检测和试验领域，具体涉及一种高承台桩桩侧压入探头透射波桩身质量检测装置。

背景技术

高桩承台基础广泛应用于跨越江河湖海水域的桥梁以及风电平台中，因为长期的腐蚀、冲刷、波浪荷载、地震以及可能的人为损伤(车船撞击)等作用容易造成损伤，又因其隐蔽性而不易发现。水中桩基常见病害包括钢筋锈蚀、混凝土剥落、河床冲刷导致的桩身截面阻抗减小，断裂等病害，及时检测与界定桩基损伤程度，评价其在不同损伤程度下继续服役的性能或承载能力十分重要。

作为一种桩身完整性检测方法，旁孔透射波法具有信号强、干扰少、能反映桩身缺陷及缺陷以下桩身质量信息等优点，自提出以来就在桩基检测中，尤其是在既有建筑工程桩中得到了广泛应用。该方法在桩侧或与桩相连的基础侧面激振，在基桩旁注满水的测孔内悬挂检波器接收透射波信号，根据P波的首至时间与深度的关系和波形变化，可确定桩身及地基土波速、桩长等信息，同时用于分析桩身潜在缺陷的位置。目前旁孔透射法在高承台桩检测的应用中主要还存在以下几方面有待改善的地方：

1、旁孔与被检桩之间的水平间距过大，对桩身P波透射到旁孔的P波(简称PP波)和S波、(简称PS波)在土中的传播时间占比，以及地基土层状特性对旁孔透射法的影响将不可忽视，尤其对于非饱和地基而言，地基土的层状特性对P波波速的影响显著，减小旁孔与被检桩水平间距可大大提高测试结果的准确性。但由于受到钻孔设备的影响，目前工程上旁孔与被检桩水平间距无法控制到足够小；

2、旁孔的施工工序相对较为复杂，耗时长，而且钻孔费用高，在一定程度上降低了桩基测试的效率和经济性；

3、传统旁孔透射波法在土层和检波器之间隔有套管，套管的存在对与检波器检波的精度有不利影响；

4、水上钻孔困难，传统的旁孔透射法对于水上高承台桩的缺陷检测十分不便。

为了解决这些缺陷，提出了本文的方法：结合已有旁孔透射波法的检测原理，设计出一种桩侧压入探头的透射波法，通过对静力触探分节探杆进行改进，并将三向高灵敏度的加速度传感器固定在探头内，最后压入地基土中不同深度，再通过多次水平敲击或竖向敲击桩身，来进行桩基缺陷等信息的检测。该方法可免去打孔费用，并节省大量时间，操作方便；由于对操作空间要求低，可使传感器与桩身更贴近，提高测试数据灵敏性及结果准确性；此外，与传统的旁孔透射法在传感器和土层之间存在套管和清水不同，本方法的探头直接紧贴土层，使得测试信号更准确。本方法在高承台桩受到地震、车船撞击后损伤的快速检测方面具有很好的实用价值。

发明内容

为解决传统旁孔透射波法在高承台桩质量检测中的不足，结合静力触探方法提出了一种新的桩侧压入探头透射波法，可用于已有建筑高承台桩基在地震、车船撞击以及服役过程中其他损伤的快速检测。

本实用新型的主要发明构思概括如下：将高灵敏加速度传感器固定在静力触探的探杆内部，再利用液压设备将多段探杆压入地基土中，作为检波装置来测量敲击桩身信息。在桩身设置固定的夹具平台，用于给液压设备提供反力，同时可以作为桩身的激励平台，最后根据检测目的选择水平或竖向激振，根据波形特征判断桩身信息。

本实用新型具体采用的技术方案如下：