专利名称：一种声波透射法基桩完整性检测装置及其采用的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种基桩完整性检测装置及其采用的检测方法，特别是一种采用声波透射法的基桩完整性检测装置及其采用的检测方法。
背景技术：
目前建筑领域广泛采用桩基结构，结构中的桩身完整性对建筑物的安全有很重要的影响，混凝土灌注桩的声波透射法超声检测是当今桩身完整性检测中广泛采用的一种方法。现有的基桩质量检测技术规范，包括国家行业标准、协会标准以及地方性技术标准， 以下技术标准具有代表性(1)中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003) ； (2)中国工程建设标准化协会标准《超声法检测混凝土缺陷》(CECS 21:2000)。 上述技术规范中现场检测方法的基本特征为(1)每一个声测管中的电缆线端有一个且仅有一个径向换能器，为单孔单个换能器结构；(2)在径向换能器升降过程中，相隔固定间距为一个测点，在换能器标志点到达测点位置时采集波形并记录声参量，每个测点高程完成一条测线的一次测试(平测或斜测)；两根声测管为一个检测剖面，一次全高程检测(平测或斜测)获取声参量的高程曲线为一维测试，即声参量的变化仅与高程有关，而不能反映同一条测线(同一高程)的不同位置的变化。如果一次平测后发现缺陷部位的高程位置，并需要对其水平位置进一步定位时，则需要采用单侧斜测法进行一次复测，或双侧交叉斜测进行两次复测，斜测角度决定于发射与接收换能器的相对高差。上述检测方法存在一个剖面的一次全高程提升测试过程只能完成一个方向的测线测试(平测或者斜测)，存在无法对缺陷部位的进行空间定位，同时测试效率低等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种声波透射法基桩完整性检测装置及其采用的检测方法， 要解决现有的声波透射法一个剖面的一次全高程提升测试过程只能完成一个方向的测线测试，无法对缺陷部位的进行空间定位且测试效率低的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种声波透射法基桩完整性检测装置，包括竖向放置在声测管内的一组径向换能器， 所述径向换能器通过电缆线连接，每组径向换能器至少为两个，相邻径向换能器之间设置有可伸缩连线包，所述可伸缩连接包和径向换能器串联连接。所述径向换能器为发射和接收可互换性型换能器。一种上述的声波透射法基桩完整性检测装置的检测方法，步骤如下
步骤一，根据相邻两根声测管的间距、平测线和斜测线夹角以及径向换能器的灵敏度确定相邻两径向换能器的间距；
步骤二，根据相邻两径向换能器的间距调节相邻两径向换能器之间的可伸缩连线包； 步骤三，将调整好的径向换能器组通过深度标志依次置入声测管；步骤四，将最下部换能器处于拟检测基桩桩底测点位置，并拉直相邻两径向换能器间的连线；
步骤五，将径向换能器组的电缆线勻速提升，电缆线上的深度标志或深度传感器给出上升的高程，相同高程间距为测点位置；
步骤六，在每个测点位置任意两根声测管之间完成至少一条平测线和至少两条斜测线的测试，并实时记录所需要的声参量；
步骤七，综合分析平测与斜测结果，确定桩身缺陷的空间位置和范围。所述步骤五，测点间距不大于250mm。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果
一个剖面的一次全高程提升测试过程可以同时完成多个方向的测线测试(平测以及交叉斜测)，省去了传统的测试方法中需要多次调整换能器位置重新全程提升测试的麻烦，大大提高了测试效率。以双换能器组的工作量为例，在同样使用一发多收超声仪的条件下，对于单剖面测试，工作量是背景资料方式的1/3，对于三剖面测试，工作量是背景资料方式的 1/5，对于四剖面测试，工作量是背景资料方式的1/7。通过在相邻两径向换能器之间设置可伸缩连线包，可方便调节上下两径向换能器之间的间距，进而调节斜测测线和水平测线之间的夹角，并将其控制在合理的范围内，从而有利于二维测试结果的定位。本发明所述测试装置和方法，两根声测管为一个检测剖面，由于在每一个测点高程位置同时完成了平测与交叉斜测，将平测与交叉斜测的测试结果综合分析，不仅可以确定质量可疑部位的高程位置，而且可以对其水平位置进一步定位，从而在一次在全高程检测中实现了准二维测试(平测与交叉斜测)，避免了传统的单孔单换能器测试装置，需要在平测的基础上用斜测进行复测，才能定位水平位置，简化了测试程序，同时更有利于缺陷部位的空间定位，如果配合分析软件，多剖面的二维测试结果还可以现场实时得到缺陷的三维空间定位。 本发明可广泛应用于基桩完整性声波透射法检测。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是本发明声测管A中径向换能器组连接示意图。图2是两根声测管双换能器测试俯视图。图3是图2中A-B声测管连线位置剖视图实施例一。图4是图2中A-B声测管连线位置剖视图实施例二。图5是三根声测管双换能器测试俯视图。图6是图5中A-B声测管连线位置剖视图。图7是图5中B-C声测管连线位置剖视图。图8是图5中A-C声测管连线位置剖视图。图9是四根声测管双换能器测试俯视图。图10是图9中A-B声测管连线位置剖视图。图11是图9中B-C声测管连线位置剖视图。
图12是图9中C-D声测管连线位置剖视图。图13是图9中D-A声测管连线位置剖视图。图14是图9中A-C声测管连线位置剖视图。图15是图9中B-D声测管连线位置剖视图。附图标记1 一电缆线、2 —拟检测基桩、3 —可伸缩连线包、A、B、C和D —声测管、A 1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、D1 和 D2 一径向换能器。
具体实施例方式以下实施例一至实施例三为在换能器电缆端设置两个串联的径向换能器方式 实施例一参见图2 图3所示，拟检测基桩2的桩径小于800mm，一般埋设两根声测管，
分别为声测管A和B，具有一个测试剖面为A-B，测试步骤如下
步骤一，根据两根声测管的间距、平测线和斜测线夹角以及径向换能器的灵敏度确定相邻两径向换能器的间距；一旦确定后，在全程测试中不再改变；当声测管水平间距确定后，加大径向换能器间距，使得斜测测线与水平测线的夹角α加大，进一步向正交趋势靠拢，有利于二维测试的结果定位，但由于径向换能器在垂直面上具有指向性，换能器的接收响应随着收、发换能器中心连线与水平面夹角的增大而非线性递减，会造成测试灵敏度的降低，换能器间距的确定原则应兼顾测线夹角与换能器灵敏度的要求，在保证斜向测试灵敏度的前提下可适当加大斜测测线与水平测线的夹角，夹角α —般在30°飞0°之间为且。步骤三，根据相邻两径向换能器的间距调节相邻两径向换能器之间的可伸缩连线包3 ；
步骤四，将调整好的径向换能器组通过深度标志依次置入声测管A和B ； 步骤五，将下部径向环能器(Α2，Β2)处于拟检测基桩2桩底测点位置，并拉直相邻两径向换能器间的连线；所述下部径向环能器(Α2，Β2)为发射和接收可互换性型，上部径向环能器(Al，Bl)为发射型。所述Al和Α2表示放置在声测管A中的上部径向环能器和下部径向环能器，所述Bl和Β2表示放置在声测管B中的上部径向环能器和下部径向环能器。步骤六，将径向换能器组的电缆线勻速提升，电缆线上的深度标志或深度传感器给出上升的高程，相同高程间距为测点位置；测点间距不宜大于250mm。步骤七，在每个测点位置任意两根声测管之间完成至少一条平测线和两条交叉斜测线的测试，并实时记录所需要的声参量；所需要的声参量包括声时、幅度、主频、波形等； 每个测点测试情况见下表一
表一步骤八，综合分析平测与斜测结果，确定桩身缺陷的空间位置和范围。实施例二参见图5 图8，拟检测基桩的桩径在800mm至1500mm之间时，一般埋设三根声测管，分别为声测管A、声测管B和声测管C，具有三个测试剖面A-B、B-C和C-A。与实施例一的区别仅在于在每个测点位置通过9次切换完成9条测线的9次测试，包括3次平测和6次斜测，如果测试用的仪器具有一发双收功能，可以将切换次数减少为5次具体参见表二
表二
权利要求
1.一种声波透射法基桩完整性检测装置，包括竖向放置在声测管内的一组径向换能器，所述径向换能器通过电缆线(1)连接，特征在于每组径向换能器至少为两个，相邻径向换能器之间设置有可伸缩连线包(3)，所述可伸缩连接包(3)和径向换能器串联连接。
2.根据权利要求1所述的一种声波透射法基桩完整性检测装置，其特征在于所述径向换能器为发射和接收可互换性型换能器。
3.一种采用权利要求1或2所述的声波透射法基桩完整性检测装置的检测方法，其特征在于步骤如下步骤一，根据相邻两根声测管的间距、平测线和斜测线的夹角以及径向换能器的灵敏度确定同一声测管内相邻两径向换能器的间距；步骤二，根据相邻两径向换能器的间距调节相邻两径向换能器之间的可伸缩连线包(3)；步骤三，将调整好的径向换能器组通过深度标志依次置入声测管； 步骤四，将最下部换能器处于拟检测基桩(2)桩底测点位置，并拉直相邻两径向换能器间的连线；步骤五，将径向换能器组的电缆线勻速提升，电缆线上的深度标志或深度传感器给出上升的高程，相同高程间距为测点位置；步骤六，在每个测点位置任意两根声测管之间完成至少一条平测线和至少两条交叉斜测线的测试，并实时记录所需要的声参量；步骤七，综合分析平测与斜测结果，确定桩身缺陷的空间位置和范围。
4.根据权利要求3所述的基桩完整性检测的方法，其特征在于所述步骤五，测点间距不大于250mmo
全文摘要
本发明涉及一种声波透射法基桩完整性检测装置及采用其的检测方法，属于基桩声波测试技术领域，通过在电缆端设置至少两个串联的径向换能器，实现了一个剖面的一次全高程提升测试过程可以同时完成多个方向的测线测试。简化了测试程序，提高了测试效率，同时更有利于缺陷部位的空间定位，可广泛应用于基桩完整性的透射法检测。
文档编号G01N29/04GK102313778SQ20111021206
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者刘彦林, 卫红, 孟昭晖, 张伟, 李琳, 濮存亭, 申强, 石银峰, 穆铁军, 郜国忠, 郭启亮, 阚月鹏 申请人:北京市市政一建设工程有限责任公司, 北京市康科瑞工程检测技术有限责任公司, 北京市政建设集团有限责任公司