探测钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及粧基检测技术领域，特别涉及一种探测钻头。
【背景技术】
[0002]粧基作为工程结构的重要组成部分，用于将上部结构荷载传递到岩土地基中，其质量状况对确保工程结构安全运营起到至关重要的作用。处于服役期工程结构的粧基顶部存在有其他结构，不能采用施工期常用的粧基检测手段对其进行检测，为了解决服役工程结构的粧基技术状况检测、评价问题，国内外学者通过研宄提出了旁孔透射波法，并研制了相应仪器设备，制订了检测技术标准。
[0003]旁孔透射波法检测设备一般包括:激振源、传感器和信号采集仪。激振源采用反射波法检测用的手锤、力棒，传感器采用防水的振动传感器或检波器，信号采集仪接收传感器采集到的信号并处理。旁孔透射仪器对粧基进行检测一般包括如下步骤:(A)在待测粧基旁竖向钻孔；(B)在钻孔中埋设套管；(C)将传感器以一定间距沿注满清水的套管中下放，传感器接收从粧顶激振传递到接收点的应力波并输出至信号采集仪；(D)对信号采集仪采集到的数据进行分析即可实现粧基的检测、评价。现有检测技术存在诸多不足:
[0004](I)检测过程包括钻孔、埋设套管、钻孔与套管耦合、灌注清水、现场测试多个环节，检测过程工序较多，钻孔与套管的耦合现场操作比较困难，工作时间长，测试费用高；
(2)套管与钻孔壁之间的空隙需要填充，两者的耦合效果难以保证；(3)测试时套管中需注满清水作为耦合剂，若套管中的为浑浊水，将明显甚至加大声波衰减和延长传播时间，影响检测效果，同时，深度的变化对应于不同的浑浊度，进一步影响测量的效果和精度；(4)激振产生的弹性波经粧身一土层一孔壁与套管耦合层一套管壁一清水这一过程传播后被传感器接收，传播过程中不同介质类别较多，不同介质界面将产生反射波、折射波，减小了透射波能量，改变了波的传播路径，增加了数据处理分析难度。
[0005]可以看出，目前钻孔与探测分离的旁孔透射法测试技术，检测过程复杂、费用高、影响测试效果的因素多，不利于采用该方法对粧基质量进行快速检测。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的首要目的在于提供一种探测钻头，减少旁孔透射法操作难度，提高检测效率和精度。
[0007]为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为:一种探测钻头，探测钻头上开设有凹槽，凹槽中容纳有加速度计或检波器；探测钻头中设置有第一连接导线，第一连接导线的一端连接加速度计或检波器，另一端连接信号采集仪。
[0008]与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果:将加速度计或检波器集成在探测钻头上，这样在钻孔的同时实现回波检测，该方法简单易操作，无需埋设套管、无需填充套管和钻孔壁之间的间隙，且激振源发出的激振波直接经过粧身、粧周土后被加速度计或检波器所接收，避免传播过程中介质过多导致的回波信号弱的现象。
【附图说明】
[0009]图1是探测钻头的剖视图；
[0010]图2是利用探测钻头进行检测的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合图1至图2，对本实用新型做进一步详细叙述。
[0012]参阅图1，一种探测钻头，探测钻头I上开设有凹槽，凹槽中容纳有加速度计或检波器10 ;探测钻头I中设置有第一连接导线21，第一连接导线21的一端连接加速度计或检波器10，另一端连接信号采集仪2。将加速度计或检波器10设置在探测钻头I上，这样，就能在向下进行钻孔的同时进行激振源4回波信号的采集，实现旁孔透射法检测粧基3的质量。通过这种带有加速度计或检波器10的探测钻头1，可以不用再埋设套管，也无需对套管和钻孔壁之间的间隙进行填充，避免回波传播过程中受到损耗，提高检测结果的准确性。
[0013]优选地，为了方便回波的接收，所述的凹槽为沿探测钻头I周向开设的环形凹槽，加速度计或检波器10呈与环状凹槽尺寸相匹配的环状。
[0014]探测钻头I可在现有的静力触探探头的基础上进行改进，也可以单独另外制作。本实施例中，所述的探测钻头I包括锥形探头30和第一、二管件40、50，第一管件40的两端分别与锥形探头30、第二管件50相连且三者同轴芯布置，第一管件40的外周壁和锥形探头30、第二管件50的端面围合构成所述的环形凹槽。锥形探头30主要方便钻孔，第二管件50便于与触探杆相连，在锥形探头30和第二管件50之间设置第一管件40，是方便布置加速度计或检波器10。
[0015]优选地，为了方便布置第一连接导线21，所述的第一管件40套设有加速度计或检波器10的外周壁上开设有通孔用于布置第一连接导线21，通孔沿第一管件40的径向方向开设，这样，就能将第一连接导线21在探测钻头I的内部进行走线。
[0016]现有的静力触探探头本身一般都带有应变片60来采集土层的相关信息，这里如果仅用于探测激振源4的回波时是不需要设置应变片60的，但是，为了更好的分析粧基3的质量，本实施例中优选地还设置应变片60，对土层信息进行采集。所述的锥形探头30包括锥形头31和圆管段32，锥形头31的大直径一侧与圆管段32的一端相连，圆管段32的另一端与第一管件40相连；所述圆管段32的内壁上设置有应变片60，第二连接导线22的一端连接应变片60，另一端连接信号采集仪2。
[0017]应变片60的工作环境需要密封防水，为了提高应变片60工作的可靠性和寿命，所述的圆管段32、第一管件40以及第二管件50的管腔中灌注有防水密封材料70。防水密封材料70的设置，也保证加速度计或检波器10信号输出的可靠性。
[0018]本实施例中还提供了一种使用前述探测钻头进行粧基检测的方法，包括如下步骤:(A)在粧基3的顶部或侧部布置激振源4 ; (B)使用带有加速度计或检波器10的探测钻头I在粧基3旁侧进行钻孔；(C)每钻下一定距离后停止钻孔，激振源4开始激振，激振波经过粧身、粧周土后被加速度计或检波器10所接收；(D)信号采集仪2采集探测钻头I的位置信息以及加速度计或检波器10的输出信息并处理得到粧基质量信息。通过边钻孔边进行回波信号的采集，使得检测的过程更为简便，同时，由于加速度计或检波器10与粧周土直接接触，传播过程不会经过太多介质，因而所受影响非常小，回波信号的强度和精度也相应地有所提高，这样，最后所得到的粧基质量也更为准确。
[0019]优选地，所述的步骤B中，探测钻头I所钻出来的孔洞与粧基3的距离小于等于2米，孔洞底部深度大于粧基3底部深度至少3米。所述的步骤D按如下步骤处理得到粧基质量信息:(Dl)信号采集仪2根据激振源4的位置信息、加速度计或检波器10输出的信息生成时间-深度波形图；(D2)确定时间-深度波形图上的首波斜率拐点或波幅大幅变化处的位置；(D3)根据各拐点或波幅大幅变化的位置确定粧基质量。
【主权项】
1.一种探测钻头，其特征在于:探测钻头(I)上开设有凹槽，凹槽中容纳有加速度计或检波器(10);探测钻头(I)中设置有第一连接导线(21)，第一连接导线(21)的一端连接加速度计或检波器(10)，另一端连接信号采集仪(2)。2.如权利要求1所述的探测钻头，其特征在于:所述的凹槽为沿探测钻头(I)周向开设的环形凹槽，加速度计或检波器(10)呈与环状凹槽尺寸相匹配的环状。3.如权利要求2所述的探测钻头，其特征在于:所述的探测钻头(I)包括锥形探头(30)和第一、二管件(40、50)，第一管件(40)的两端分别与锥形探头(30)、第二管件(50)相连且三者同轴芯布置，第一管件(40)的外周壁和锥形探头(30)、第二管件(50)的端面围合构成所述的环形凹槽。4.如权利要求3所述的探测钻头，其特征在于:所述的第一管件(40)套设有加速度计或检波器(10)的外周壁上开设有通孔用于布置第一连接导线(21)，通孔沿第一管件(40)的径向方向开设。5.如权利要求3所述的探测钻头，其特征在于:所述的锥形探头(30)包括锥形头(31)和圆管段(32)，锥形头(31)的大直径一侧与圆管段(32)的一端相连，圆管段(32)的另一端与第一管件(40)相连；所述圆管段(32)的内壁上设置有应变片(60)，第二连接导线(22)的一端连接应变片(60)，另一端连接信号采集仪(2)。6.如权利要求5所述的探测钻头，其特征在于:所述的圆管段(32)、第一管件(40)以及第二管件(50)的管腔中灌注有防水密封材料(70)。
【专利摘要】本实用新型涉及桩基检测技术领域，特别涉及一种探测钻头，探测钻头上开设有凹槽，凹槽中容纳有加速度计或检波器；探测钻头中设置有第一连接导线，第一连接导线的一端连接加速度计或检波器，另一端连接信号采集仪。将加速度计或检波器集成在探测钻头上，这样在钻孔的同时实现回波检测，该方法简单易操作，无需埋设套管、无需填充套管和钻孔壁之间的间隙，且激振源发出的激振波直接经过桩身、桩周土后被加速度计或检波器所接收，避免传播过程中介质过多导致的回波信号弱的现象。
【IPC分类】E02D33/00
【公开号】CN204703200
【申请号】CN201520236932
【发明人】张理轻, 马晔, 陈彦平, 杨宇
【申请人】交通运输部公路科学研究所, 杭州公科路桥技术有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年4月20日