地下连续墙的墙体完整性检测装置及方法与流程

1.本发明涉及建筑工程领域，特别涉及一种地下连续墙的墙体完整性检测装置及方法。


背景技术：

2.在建筑工程领域中，建筑结构的楼层越来越高，其地基则要求具有匹配的深度和强度。为保证地下空间的结构强度和结构稳定性，通常施工地下连续墙。地下连续墙的施工流程复杂、其质量一般通过完整性检测方法获得。其中地下连续墙完整性检测主要是用于检测墙体某一区域的墙体是否存在质量缺陷，即判断该区域混凝土浇筑是否存在空腔、夹泥或者其它杂质等缺陷。传统的地下连续墙完整性检测方法分为超声探测法、钻芯法、地震透射层析成像法等，其中超声探测法需有耦合剂充填满探头和被检测结构之间的空隙，以保证充分的声耦合，给施工带来不便，而对有些粗晶粒的结构和焊缝，极易产生杂乱反射波导致检测精度降低；钻芯法会对墙体本身质量造成损伤；地震透射层析成像法所使用的设备昂贵、成像技术复杂。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供了一种地下连续墙的墙体完整性检测装置及方法，以实现成本低、施工方便、对墙体无损伤的检测地下连续墙混凝土浇筑的完整性。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种地下连续墙的墙体完整性检测装置，包括：
5.第一测温光缆，均匀环绕缠绕在地下连续墙的钢筋笼上，用于测量浇筑在钢筋笼外围区域混凝土的温度；
6.空心管，设置在地下连续墙的钢筋笼的中心；
7.第二测温光缆，沿所述空心管的长度分布并且设置在所述空心管之内，用于测量浇筑在钢筋笼中心区域混凝土的温度；
8.光源，对准第一测温光缆和第二测温光缆为第一测温光缆和第二测温光缆提供光信号；
9.控制器，用于根据第二测温光缆测量中心区域混凝土各位置的温度值形成中心温度场，以及用于根据第一测温光缆测量外围区域混凝土各位置的温度值形成外围温度场，计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，比较差值之间是否存在较大波动范围；当存在较大波动范围时，判定该深度区域的地下连续墙的墙体完整性存在缺陷，否则判定该深度区域的地下连续墙的墙体完整性合格。
10.进一步地，本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测装置，所述控制器为微处理器或者带有微处理器的设备。
11.进一步地，本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测装置，所述设备为计算机
或者手机。
12.进一步地，本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测装置，所述温度场为温度值的集合。
13.进一步地，本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测装置，所述测温光缆为光纤传感器。
14.为了解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：一种地下连续墙的墙体完整性检测方法，采用上述的地下连续墙的墙体完整性检测装置，包括：
15.提供钢筋笼；
16.将第一测温光缆均匀环绕缠绕在地下连续墙的钢筋笼上；
17.在地下连续墙的钢筋笼的中心竖直设置空心管；
18.将第二测温光缆沿空心管的长度分布并且设置在所述空心管之内；
19.将设置有第一测温光缆和第二测温光缆的钢筋笼吊装到导墙之内；
20.对钢筋笼浇筑水下混凝土形成钢筋混凝土结构的地下连续墙；
21.在混凝土凝固之前拔出空心管，留置第二测温光缆在地下连续墙的墙体中心；
22.设置光源，在混凝土初凝时打开光源以使第一测温光缆和第二测温光缆开始测量各自区域混凝土的温度值；
23.通过控制器记录第二测温光缆测量中心区域混凝土各位置的温度值形成中心温度场以及记录第一测温光缆测量外围区域混凝土各位置的温度值形成外围温度场；
24.通过控制器计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，比较差值之间是否存在较大波动范围；当存在较大波动范围时，判定该深度区域的地下连续墙的墙体完整性存在缺陷，否则判定该深度区域的地下连续墙体的墙体完整性合格。
25.进一步地，本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测方法，通过吊装设备吊装钢筋笼。
26.进一步地，本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测方法，所述空心管为金属管或者塑料管。
27.进一步地，本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测方法，当中心温度场的温度值与外围温度场的各温度值之间的差值之间的波动范围在5至20度时，判定差值之间存在较大波动范围。
28.进一步地，本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测方法，空心管缓慢拔出。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
30.本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测装置及方法，通过第一测温光缆测量浇筑在钢筋笼外围区域混凝土的温度，通过第二测温光缆测量浇筑在钢筋笼中心区域混凝土的温度，通过控制器计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，然后比较差值之间的波动范围是否较大，从而判断地下连续墙的墙体完整性是否存在缺陷，即判断混凝土浇筑的完整性是否存在缺陷。其是利用了混凝土在凝固时自身水化热产生的温度，计算中心区域混凝土的温度与外围区域混凝土的温度的差值，然后比较差值，由于中心区域的中心温度值至少为一个，而外围区域的外围温度值存在于墙体的各个面，故通过中心温度值与各墙面的外围温度值的差值比较，判断差值
之间是否存在较大波动范围，从而判断地下连续墙的墙体完整性是否存在缺陷。
31.本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测装置及方法，空心管用于保护第二测温光缆在混凝土浇筑时不变形，不位移，以保证测量数据的准确性。其中光源用于对第一、二测温光缆提供光信号。第一、二测温光缆分别用于测量混凝土外围区域和中心区域的温度。
32.本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测装置及方法，包括测温光缆、光源和控制器，其结构简单。与超声探测法相比，无需在混凝土浇筑时填充耦合剂，具有施工方便的优点。与钻芯法相比，无需对墙体进行钻孔，不会造成墙体结构损伤。与地震透射层析成像法相比，无需采购成像设备，其成本低。
33.本发明提供的地下连续墙的墙体完整性检测装置及方法，测温光缆自身带有均匀分布的测温功能，具有不受电磁干扰，耐腐蚀，灵敏度高，使用寿命长，传输距离远等优点。
附图说明
34.图1是控制器与第一测温光缆和第二测温光缆的方框原理图；
35.图2是钢筋笼的俯视及在钢筋笼上设置第二测温光缆的结构示意图；
36.图3是钢筋笼的侧视及在钢筋笼上设置第一测温光缆和第二测温光缆的结构示意图；
37.图4是在土体上设置地下连续墙的导墙的结构示意图；
38.图5是吊装钢筋笼到导墙的结构示意图；
39.图6至图7是地下连续墙的墙体完整性检测装置的结构示意图；
40.100、地下连续墙的墙体完整性检测装置，110、第一测温光缆，120、第二测温光缆，130、控制器，140、空心管，150、光源；
41.200、地下连续墙，210、钢筋笼，220、混凝土；
42.300、土体；
43.400、导墙；
44.500、吊装设备。
具体实施方式
45.下面结合附图对本发明作详细描述：
46.请参考图1至图3和图6，本发明实施例提供一种地下连续墙的墙体完整性检测装置100，包括第一测温光缆110、第二测温光缆120、控制器130、空心管140和光源150。
47.请参考图3，第一测温光缆110，均匀环绕缠绕在地下连续墙的钢筋笼210上，用于测量浇筑在钢筋笼210外围区域混凝土的温度。
48.请参考图2至图3，空心管140，设置在地下连续墙的钢筋笼210的中心。
49.请参考图2至图3，第二测温光缆120，沿所述空心管140的长度分布并且设置在所述空心管140之内，用于测量浇筑在钢筋笼210中心区域混凝土的温度。其中第一测温光缆110和第二测温光缆120均为光纤传感器，其自身带有均匀分布的测温功能，具有不受电磁干扰，耐腐蚀，灵敏度高，使用寿命长，传输距离远等优点。
50.请参考图6，光源150，对准第一测温光缆110和第二测温光缆120为第一测温光缆
110和第二测温光缆120提供光信号。其中光源150可以独立设置，也可以通过控制器130控制。
51.请参考图1和图6，控制器130，用于根据第二测温光缆120测量中心区域混凝土各位置的温度值形成中心温度场，以及用于根据第一测温光缆110测量外围区域混凝土各位置的温度值形成外围温度场，计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，比较差值之间是否存在较大波动范围；当存在较大波动范围时，判定该深度区域的地下连续墙的墙体完整性存在缺陷，否则判定该深度区域的地下连续墙的墙体完整性合格。其中所述控制器130为微处理器或者带有微处理器的设备。例如单片机、计算机或者手机。其中所述温度场为温度值的集合。
52.请参考图1至图7，本发明实施例还提供一种地下连续墙的墙体完整性检测方法，采用上述实施例的地下连续墙的墙体完整性检测装置100，包括：
53.步骤601，请参考图2至图3，提供地下连续墙的钢筋笼210。
54.步骤602，请参考图3，将第一测温光缆110均匀环绕缠绕在地下连续墙的钢筋笼210上。
55.步骤603，请参考图2至图3，在地下连续墙的钢筋笼210的中心竖直设置空心管140。
56.步骤604，请参考图2至图3，将第二测温光缆120沿空心管140的长度分布并且设置在所述空心管140之内；其中所述空心管140可以为金属管或者塑料管，其能够穿入第二测温光缆120即可。
57.步骤605，请参考图4至图5，将设置有第一测温光缆110和第二测温光缆120的钢筋笼210吊装到导墙400之内。钢筋笼210的吊装可以通过吊装设备500进行。其中导墙400通过对土体300挖掘后制作。
58.步骤606，请参考图6，对钢筋笼210浇筑混凝土220形成钢筋混凝土结构的地下连续墙200。其中由于导墙400之内存在水，故对钢筋笼210浇筑的混凝土220为水下混凝土。
59.步骤607，请参考图7，在混凝土220凝固之前拔出空心管140，留置第二测温光缆120在地下连续墙200的墙体中心。优选地，空心管140缓慢拔出，以保证混凝土密实填充空心管所占用的区域。
60.步骤608，请参考图6至图7，设置光源150，在混凝土220初凝时打开光源150以使第一测温光缆110和第二测温光缆120开始测量各自区域混凝土220的温度值。
61.步骤609，通过控制器130记录第二测温光缆120测量中心区域混凝土220各位置的温度值形成中心温度场以及记录第一测温光缆110测量外围区域混凝土220各位置的温度值形成外围温度场。
62.步骤610，通过控制器130计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，比较差值之间是否存在较大波动范围；当存在较大波动范围时，判定该深度区域的地下连续墙200的墙体完整性存在缺陷，否则判定该深度区域的地下连续墙200体的墙体完整性合格。例如，在计算10米至12米区域深度时，第二测温光缆120的中心温度场为一个中心温度值，而第一测温光缆110的外围温度场为至少4个外围温度值时，四面墙体中每个墙面至少存在一个外围温度值，通过中心温度值分别减4个外围温度值得到4个差值，比较4个差值之间的波动范围，当存在较大波动范围时，判定该深
度区域的地下连续墙200的墙体完整性存在缺陷。当然，中心温度场的中心温度值也可以为2个以上。则每个中心温度值分别与外围温度值计算差值。由于地下连续墙200的墙厚较窄，故第一测温光缆在墙体厚度面的测温点较少，由于地下连续墙200的墙面较宽，故第一测温光缆在墙面的测温点较多，也就是说，外围温度场的温度值不限于4个。
63.本发明实施例提供的地下连续墙200的墙体完整性检测方法，当中心温度场的温度值与外围温度场的各温度值之间的差值之间的波动范围在5至20度时，判定差值之间存在较大波动范围。优选波动范围为5至10度。
64.本发明实施例提供的地下连续墙200的墙体完整性检测装置100及方法，通过第一测温光缆110测量浇筑在钢筋笼210外围区域混凝土220的温度，通过第二测温光缆120测量浇筑在钢筋笼210中心区域混凝土220的温度，通过控制器130计算某一深度区域的中心温度场的各温度值与该深度区域的外围温度场的各温度值之间的差值，然后比较差值之间的波动范围是否较大，从而判断地下连续墙200的墙体完整性是否存在缺陷，即判断混凝土220浇筑的完整性是否存在缺陷。其是利用了混凝土220在凝固时自身水化热产生的温度，计算中心区域混凝土220的温度与外围区域混凝土220的温度的差值，然后比较差值，由于中心区域的中心温度值至少为一个，而外围区域的外围温度值存在于墙体的各个面，故通过中心温度值与各墙面的外围温度值的差值比较，判断差值之间是否存在较大波动范围，从而判断地下连续墙200的墙体完整性是否存在缺陷。
65.本发明实施例提供的地下连续墙200的墙体完整性检测装置100及方法，空心管140用于保护第二测温光缆120在混凝土220浇筑时不变形，不位移，以保证测量数据的准确性。其中光源150用于对第一、二测温光缆提供光信号。第一、二测温光缆分别用于测量混凝土220外围区域和中心区域的温度。
66.本发明实施例提供的地下连续墙200的墙体完整性检测装置100及方法，包括测温光缆、光源150和控制器130，其结构简单。与超声探测法相比，无需在混凝土220浇筑时填充耦合剂，具有施工方便的优。与钻芯法相比，无需对墙体进行钻孔，不会造成墙体结构损伤。与地震透射层析成像法相比，无需采购成像设备，其成本低。
67.本发明不限于上述具体实施方式，显然，上述所描述的实施例是本发明实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本领域的技术人员可以对本发明进行其他层次的修改和变动。如此，若本发明的这些修改和变动属于本发明权利要求书的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变动在内。