一种灌注桩含泥量检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程检测领域，尤其是涉及一种灌注粧含泥量检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002] 钻孔灌注粧在灌注过程中，泥浆或泥浆与水泥砂浆混合物等，把已灌注的混凝土 隔开，使粧的截面部分或者全部受损。因此，灌注粧成粧后，需要确定粧体含泥量，评估灌注 粧因夹泥程度而可能产生的粧缺陷。
[0003] 灌注粧的缺陷类型主要有断粧、缩颈、离析、夹泥等，钻孔灌注粧含泥量大的造成 断粧，含泥量少的称为夹泥粧，但是无论是夹泥粧还是断粧，在《建筑粧基检测技术规范》中 都是按缺陷粧检测的。虽然通过凿粧或者钻芯可以判断粧是否存在夹泥，但是这些属于有 损检测，只能给出定性评断，而且钻芯的检测费用也相对较高。
[0004] 尽管《建筑粧基检测技术规范》中已经给出了多种粧缺陷的检测方法，但是很多检 测结果是定性的，随着灌注粧的大规模应用，粧基质量备受关注，缺陷粧的缺陷程度定量判 断是粧基检测的发展趋势，将会受到重视。
[0005] 断粧、夹泥粧的检测多为定性，而且属于有损检测，费用相对较高。基于热传导特 性检测粧缺陷是完全可行的，目前已有若干相关研究，但是仍处于基础研究阶段，基础数据 尚缺乏。如果灌注粧成粧过程中，粧中含泥，将影响灌注粧的热传导特性，因此，通过热传导 特性确定含泥量是完全可行的。粧体中的温升变化最能反映粧体热传导热性，粧体中热源 的植入和温度测试是该方法的关键，含泥量与温度之间的函数关系式确定是该方法应用的 前提。
【发明内容】
[0006] 灌注粧中的缺陷存在影响其粧体的导热特性。所以，利用材料的热传导特性是完 全能判断粧的完整程度。灌注粧浇注过程中，混凝土的水化热产生大量的热量，水化热的引 起的热传导过程在一定程度上也能反映出粧的质量。但是在产生水化热的阶段，粧体并没 有完全固结，通过水化热测试反映出粧缺陷难以被准确判断。所以，可以通过等灌注粧施工 一定时间后，利用外加热源，检测粧体的热传导特性。
[0007 ]为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
[0008] -种灌注粧含泥量检测装置，包括灌注粧和具有热源和温度传感功能的光纤传感 器，该装置还包括测量温度的分布式光纤温度检测仪和控制光纤传感器加热功率的调压 器，所述光纤传感器在浇注前设于灌注粧内。
[0009] 作为优选，所述一种灌注粧含泥量检测装置的光纤传感器在浇注前附着在所述灌 注粧内的钢筋笼上。
[0010] 一种灌注粧含泥量检测方法，包括以下步骤：
[0011] ①根据检测工程粧的特征制作一组相应的不同含泥量的模型灌注粧；
[0012] ②在该组模型灌注粧浇筑前将光纤传感器以缠绕的形式布置在灌注粧内，同时要 保证置入的光纤传感器是没有断点的；
[0013] ③通过调压器使光纤传感器按照一定的加热功率对该组灌注粧进行加热，通过分 布式光纤温度检测仪记录相应加热功率不同含泥量下灌注粧的稳定温升;然后将该组灌注 粧不同含泥量和其稳定的温升拟合成一个函数公式；
[0014] ④在工程粧浇注前，将光纤传感器以同样的方式植入到工程粧体内，待粧体凝结 后，对光纤进行加热，获得稳定温升值，将稳定温升值与步骤③得到的结果对比，即可得到 工程粧的含泥量。
[0015] 作为优选，通过调压器改变光纤传感器加热功率，到得不同加热功率下含泥量和 其稳定的温升函数关系，通过这种方法可以选出该特征工程粧光纤传感器最佳的加热功 率，提高测量准确度；
[0016] 作为优选，将所述一组模型粧的光纤串联起来在一起同时加热，这样可以保证这 一组模型装的加热功率完全相同。
[0017] 作为优选，所述光纤传感器加热功率不大于l〇W/m。
[0018] 本发明的有益效果是：
[0019] 本发明根据粧体不同类型的缺陷对灌注粧材质热传导热性的影响，仅通过测试灌 注粧成粧后的热传导特性，即可定量的计算粧体含泥量，不需要对粧体进行凿粧或钻芯，破 坏粧体结构。仅通过植入一定长度的光纤传感器，检测粧体的传热。本方法使灌注粧的含泥 量检测从有损、定性判断到无损、定量测试，这种测试方法在粧基夹泥、断粧缺陷检测中应 用前景广阔。
【附图说明】
[0020] 图1光纤传感器布置示意图。
[0021 ]图2设有光纤传感器的灌注粧俯视图。
[0022] 图3为不同加热功率下灌注粧含泥量和其稳定的温升曲线。 其中，1光纤传感器，2钢筋笼，3灌注粧，4分布式光纤温度检测仪，5调压器。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和具体实施，对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发 明，但它们不对本发明构成限定。
[0024] -种灌注粧含泥量检测装置，包括灌注粧3和具有热源和温度传感功能的光纤传 感器1，该装置还包括测量温度的分布式光纤温度检测仪4和控制光纤传感器1加热功率的 调压器5,所述光纤传感器1在浇注前设于灌注粧3内，所述光纤传感器1在浇注前附着在所 述灌注粧3内的钢筋笼2上，置入光纤传感器1的布置形式可以根据钢筋笼2的形状"螺旋状" 或"竖向"植入都可。
[0025] -种灌注粧含泥量检测方法，包括以下步骤：
[0026] ①分析工程粧的地质环境，确定模型试验粧中夹泥的类型及取样以制备一组模型 灌注粧3;
[0027] ②根据工程粧的设计资料，选择确定模型粧的混凝土材料；
[0028] ③准备模具，钢筋笼2,制作灌注粧3的成粧模型；
[0029] ④将光纤传感器1以缠绕的形式布置在灌注粧3内，同时要保证置入的光纤传感器 1是没有断点的；
[0030] ⑤制备含不同泥样的混凝土，并搅拌均匀，制成不同含泥量的灌注粧3组；
[0031] ⑥灌注粧3成粧，成粧过程中并振捣；
[0032] ⑦待混凝土凝固后，检查该组灌注粧3的粧样，确定浇注完好；
[0033] ⑧首先记录光纤传感器1温度初始值，然后对通过调压器5使光纤传感器1按照一 定的加热功率对该组灌注粧3进行加热，记录相应加热功率不同含泥量下灌注粧3的稳定温 升;然后将该组灌注粧3不同含泥量和其稳定的温升拟合成一个函数公式，
[0034] ⑨重复⑧，得到不同加热功率下灌注粧3的稳定温升，如图3所示，拟合得出不同加 热功率下灌注粧3含泥量和其稳定的温升曲线；
[0035]对图3曲线进行拟合得到函数关系式如下：
[0036]
[0037] 加热功率2w/m时:y = 0 · 004x+l · 016;
[0038] 加热功率4w/m时：y = 0 · 01x+l · 978;
[0039] 加热功率 6w/m 时:y = 0.017x+2.994;
[0040] 加热功率8w/m时:y = 0 · 016X+3 · 722;
[0041] 其中，X为含泥量，y为光纤传感器1稳定的温升，通过上述不同加热功率下函数关 系式对比，可以确定最合适的加热功率，以便更准确的测得工程粧中含泥量。
[0042]⑩在工程粧浇注前，将光纤传感器1以同样的方式植入到工程粧体内，待粧体凝结 后，对光纤进行加热，获得稳定温升值；
[0043]?将稳定温升值与步骤⑨得到的结果对比，即可得到工程粧的含泥量。
【主权项】
1. 一种灌注粧含泥量检测装置，包括灌注粧(3)和具有热源和温度传感功能的光纤传 感器（1 )，其特征在于:该装置还包括测量温度的分布式光纤温度检测仪(4)和控制光纤传 感器(1)加热功率的调压器(5)，所述光纤传感器(1)在浇注前设于灌注粧(3)内。2. 如权利要求1所述一种灌注粧含泥量检测装置，其特征在于:所述光纤传感器（1)在 浇注前附着在所述灌注粧(3)内的钢筋笼(2)上。3. 利用权利要求1所述装置的一种灌注粧含泥量检测方法，包括以下步骤： ① 根据检测工程粧的特征制作一组相应的不同含泥量的模型灌注粧(3); ② 在该组模型灌注粧(3)浇筑前将光纤传感器（1)以缠绕的形式布置在灌注粧(3)内， 同时要保证置入的光纤传感器(1)是没有断点的； ③ 通过调压器（5)使光纤传感器（1)按照一定的加热功率对该组灌注粧(3)进行加热， 通过分布式光纤温度检测仪(4)记录相应加热功率不同含泥量下灌注粧(3)的稳定温升;然 后将该组灌注粧(3)不同含泥量和其稳定的温升拟合成一个函数公式； ④ 在工程粧浇注前，将光纤传感器（1)以同样的方式植入到工程粧体内，待粧体凝结 后，对光纤传感器(1)进行加热，获得稳定温升值，将稳定温升值与步骤③得到的结果对比， 即可得到工程粧的含泥量。4. 如权利要求3所述一种灌注粧含泥量检测方法，其特征在于:④通过调压器(5)改变 光纤传感器(1)加热功率，到得不同加热功率下含泥量和其稳定的温升函数关系。5. 如权利要求4所述一种灌注粧含泥量检测方法，其特征在于:所述一组模型粧的光纤 串联起来在一起同时加热。6. 如权利要求5所述一种灌注粧含泥量检测方法，其特征在于:所述光纤传感器（1)加 热功率不大于l〇w/m。
【专利摘要】本发明公开了一种灌注桩含泥量检测装置及检测方法，包括灌注桩、具有热源和温度传感功能的光纤传感器、测量温度的分布式光纤温度检测仪和控制光纤传感器加热的调压器，所述光纤传感器在浇注前附着在灌注桩内的钢筋笼上，根据工程桩的特征制作一组相应不同含泥量的灌注桩，通过调压器使光纤传感器按照一定的加热功率对灌注桩进行加热，并记录相应加热功率下不同含泥量灌注桩的稳定温升；然后将灌注桩含泥量和温升拟合成一个函数关系；以同样的方式测得工程桩的稳定温升值，将稳定温升值与上述函数关系对比即可得到工程桩的含泥量，即可实现对灌注桩含泥量进行无损检测，该装置和检测方法简单、准确，使用方便，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】E02D33/00
【公开号】CN105464149
【申请号】CN201510796143
【发明人】刘永莉, 肖衡林, 范萌, 何俊, 万娟, 马强, 李丽华, 杨智勇
【申请人】湖北工业大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月18日