下埋式混凝土板非开挖测厚装置及其测厚方法与流程

本发明涉及城市基础设施建设领域，具体公开了下埋式混凝土板非开挖测厚装置及其测厚方法。

背景技术：

下埋式混凝土结构，主要包括地下污水箱涵、地下蓄水池等。这些混凝土结构长期处于多种物理、化学及生物腐蚀源的严酷环境下，结构混凝土及钢筋易逐渐发生风化侵蚀。其中，液面以上的顶板部位腐蚀现象最为突出，表现为顶板混凝土厚度变薄、混凝土结构的承载力变低。通过混凝土板厚度的检测可反映其腐蚀程度，为后期的修缮和维护提供重要依据。

目前，进行下埋式混凝土板厚度的检测，由于受制于测试装置尺寸较大，需要对板上部覆土大面积开挖，检测人员在大面积裸露的混凝土板表面开展检测工作。测试后需要回填，费时、费力、成本高，同时也会对城市环境有一定程度的破坏。

在此背景下，迫切需要一种能够较为方便快捷地对下埋式混凝土板厚度进行非开挖检测的装置及方法。

技术实现要素：

本发明提供的检测装置及检测方法不需要大面积开挖土方，只需对土体局部成孔便可以对下埋式混凝土板厚度进行非开挖检测。

具体方案如下：

下埋式混凝土板非开挖测厚装置，包括：

伸缩杆，设置在土体中，所述伸缩杆底部设置有激发器和传感器，所述激发器和所述传感器与埋设在土体中的混凝土板上表面紧密接触，且所述激发器和所述传感器通过有线和/或无线方式与外部的控制器相连。

进一步的，还包括中空的套管，埋设在土体中并与所述混凝土板上表面紧密接触，所述套管底部设置有止水装置；

所述伸缩杆设置在所述套管内。

进一步的，还包括刻度盘，设置在套管顶部；

所述刻度盘为中部开有孔的圆环，所述伸缩杆穿过所述孔伸入所述套管中。

进一步的，所述伸缩杆底部配置有一活塞，所述激发器和所述传感器配置在所述活塞内并外露于所述活塞底面，所述激发器和所述传感器的间距为5cm～10cm且超出所述活塞底面一段距离；

所述活塞由带有两个孔的橡胶塞和固定在橡胶塞顶部且带有螺纹的金属帽组成。

进一步的，所述伸缩杆为下端带有螺纹的空心杆，所述活塞通过螺纹固定在所述伸缩杆底部；

所述伸缩杆沿轴向的顶端外壁上标记有刻度。

进一步的，所述激发器和所述传感器分别固定在两个伸缩杆的底部。

本发明还提供了一种下埋式混凝土板的非开挖测厚方法，包括如下步骤：

s1、选取测试区域，在地面上采用合适的手段(钻孔、水冲孔等方式)形成一个测试孔，孔深至混凝土板上表面；

s2、在测试孔中插入套管并使所述套管与混凝土板上表面紧密接触；

s3、清除套管中多余土和水，保持混凝土板表面平整干燥；

s4、将底部安装有活塞的伸缩杆伸入所述套管中并使所述活塞底部的激发器和传感器与所述混凝土板上表面紧密接触；

s5、控制器触发激发器对混凝土板进行冲击，传感器接受冲击回波信号并反馈至控制器，对信号进行分析处理以得到混凝土板的厚度；

s6、以一定角度间隔旋转伸缩杆，执行步骤s5若干次，以测得多个混凝土板的厚度数据。

此外，本发明还提供了另外一种下埋式混凝土板的非开挖测厚方法，包括如下步骤：

s1、选取测试区域，使用工具分别将两根伸缩杆压入测试区域的土体中，并使所述活塞底部的激发器和传感器与所述混凝土板上表面紧密接触；

s2、控制器触发激发器对混凝土板进行冲击激励，传感器接受冲击回波信号并反馈至控制器，对信号进行分析处理以得到混凝土板的厚度。

本发明公开了下埋式混凝土板非开挖测厚装置，在实施过程中只需对土体局部成孔，检测简单，无需大面积开挖，可以避免检测风险和降低工程成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一提供的用于下埋式混凝土板的非开挖测厚装置的示意图；

图2为实施例一提供的测厚装置在实地中进行非开挖测厚的示意图；

图3为实施例一中采用本发明提供的测厚装置进行非开挖测厚的流程图；

图4为实施例二提供的用于下埋式混凝土板的非开挖测厚装置的示意图；

图5为实施例二提供的测厚装置在实地中进行非开挖测厚的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

实施例一

参照图1-图3所示，本发明提供了一种下埋式混凝土板非开挖测厚装置，包括：

套管7，埋设在土体中并与混凝土板上表面紧密接触，套管7底部设置有止水装置8；

伸缩杆4，设置在套管7内并且能够在套管7内往复移动，伸缩杆4底部设置有活塞3，活塞3的外径与套管7的内径相当；

激发器2和传感器1，设置在活塞3中并通过活塞3底面外露，激发器2和传感器1通过有线和/或无线方式与外部的控制器5相连。

在本发明一可选的实施例中，测厚装置还包括刻度盘6，刻度盘6为中部开有孔的圆环，上面标有角度刻度，伸缩杆4穿过孔伸入套管7中。

在本发明一可选的实施例中，伸缩杆4为下端带有螺纹的空心杆，活塞3通过螺纹固定在伸缩杆4底部。伸缩杆4沿轴向的顶端外壁上标记有刻度，方便操作人员了解伸入套管7中的距离。此外，活塞3由带有两个孔的橡胶塞和固定在橡胶塞顶部且带有螺纹的金属帽组成，激发器2和传感器1分别安装在橡胶塞的两个孔中，且激发器2和传感器1的间距为5cm～10cm(8cm最佳)且超出活塞3底面一小段距离，以使激发器2和传感器1能够与混凝土板上表面更好的紧密接触。其中，伸缩杆4和活塞3通过螺纹固定仅仅是一种可选的实施例，在具体的应用中，我们还可以采用卡扣固定及其他固定连接方式均可，在此不予赘述。同理，活塞3采用橡胶塞材质也仅仅为一种可选的实施例，在具体的应用中，我们还可以采用材质作为活塞，在此不予赘述。

在本发明一可选的实施例中，传感器1和激发器2上的连接线依次从移动活塞3和伸缩杆4中穿出，并和接受器连接。在其他可选的实施例中，也可以借助无线方式实现数据的传输，例如也可以在活塞3中设置一个蓝牙芯片，该蓝牙芯片电连接传感器1和激发器2，并能够与外部的控制器5进行数据交互：控制器5通过蓝牙发送触发指令启动激发器2，传感器1将采集到的数据通过蓝牙将数据发送至外部的控制器5。

止水装置8可以短期内防止地下水进入到套管7中，避免对试验数据造成影响。其中，止水装置可以为橡胶圈、防水树脂等较软的材质，以保证隔绝效果。

在本发明一可选的实施例中，伸缩杆4及底部活塞3的长度之和大于套管7的长度。

采用本实施例提供的测厚装置对下埋式混凝土板进行非开挖测厚的方法包括如下步骤：

s1、选取测试区域，使用微型钻机或洛阳铲在测试区域的填土9中钻取或掏出一个测试孔，孔深等于混凝土板10的埋深。测试孔的孔径略大于套管7的外径，便于后续放置套管7。

s2、在测试孔中插入套管7并使套管7与混凝土板10上表面紧密接触。

s3、清除套管7中多余土和水，保持混凝土板10表面平整干燥。

s4、将底部安装有活塞3的伸缩杆4伸入套管7中并使活塞3底部的激发器2和传感器1与混凝土板10上表面紧密接触。

s5、控制器5触发激发器2，激发器2对混凝土板10发出冲击，传感器1接受冲击回波信号并反馈至控制器5，对信号进行分析处理，根据冲击回波法原理计算得到混凝土板10的厚度。

进一步的，为增加测厚数据的样本数，在完成一次步骤s5之后，通过沿杆轴线以一定角度间隔旋转伸缩杆4，可以实现测点位置的转换。之后执行步骤s5若干次，连续获得孔底不同测点处的混凝土板厚度值，进一步求得孔内测区的板厚平均值和标准差，通过与混凝土板设计厚度对比可以间接了解底部腐蚀厚度情况。

测试完成后，将伸缩杆4从套管7中取出，可以将套管7留置在土体中，顶部加以密管帽密封后，用土体适当掩盖即可。下次需要测试时，可以继续利用该套筒，无需再次开孔，方便快捷。以此方法可以实现对该套筒位置处下埋混凝土板厚度的变化监测。

本发明公开的下埋式混凝土板非开挖测厚装置及方法，在实施过程中只需局部成孔，检测简单，无需大面积开挖，可以避免检测风险和降低工程成本。同时成孔和套管可以重复多次使用，有利于长时间定期检测。

实施例二

参照图4-图5所示，在本实施例中公开了一种用于下埋式混凝土板的非开挖测厚装置，包括：

伸缩杆13，设置在土体16中，伸缩杆底部设置有激发器12和传感器11，所述激发器12和所述传感器11与埋设在土体16中的混凝土板17上表面紧密接触，且激发器12和所述传感器11通过有线和/或无线方式与外部的控制器15相连。其中，所述激发器和所述传感器分别固定在两个伸缩杆13的底部。

伸缩杆13底部设置有螺纹，激发器12和传感器11通过螺纹安装在伸缩杆13底部。且伸缩杆13沿轴向的顶端外壁上标记有刻度。伸缩杆的长度可调，根据混凝土板的埋深将伸缩杆调整至合适的长度即可。

在有线模式下，激发器12和传感器11的导线14通过伸缩杆13顶部的开口与外部的控制器15相连。

采用本实施例提供的测厚装置对下埋式混凝土板进行非开挖测厚的方法包括如下步骤：

s1、选取测试区域，使用工具分别将两根伸缩杆垂直压入测试区域的土体中，并使所述活塞底部的激发器和传感器与所述混凝土板上表面紧密接触；

s2、在传感器11和激发器12与箱涵顶板(即埋设在土中的混凝土板)接触良好后，通过外部的控制器15控制激发器12向顶板发出一个冲击激励，传感器11接受振动信号并储存和显示在控制器15上，根据冲击回波原理计算分析得到顶板的厚度。为了得到更加精确的测量结果，可以依次调整传感器的方位，按照同样的方法得到一组箱涵顶板的厚度数据。

本发明公开的下埋混凝土板的非开挖测厚方法与装置，在实施过程中无需对受检区域进行大面积土方开挖，也无需预开孔，仅需将测量装置压入到土中并与受检结构接触的方式进行厚度检测，可以减少工作量、降低工程成本、缩短工期，同时减小对周边环境的影响。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。