既有建筑物的基桩检测方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108240003 A(43)申请公布日 2018.07.03

(21)申请号 201711420652.0(22)申请日 2017.12.25

(71)申请人 神华集团有限责任公司

地址 100011 北京市东城区安外西滨河路

22号神华大厦

申请人 朔黄铁路发展有限责任公司　

中国铁道科学研究院　

中国铁道科学研究院铁道建筑研究所(72)发明人 刘建磊　孟宪洪　彭丽宇　王新让　

唐永康　何占元　(74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限

公司 11283

代理人 李健　蒋爱花

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

(51)Int.Cl.

E02D 33/00(2006.01)

(54)发明名称

既有建筑物的基桩检测方法(57)摘要

本发明涉及建筑物基桩检测领域，公开了一种既有建筑物的基桩检测方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、从位于基桩(2)上方的承台(1)的顶部进行垂直钻孔并取样，其中，钻孔所得的孔(3)深至所述基桩(2)的桩顶以下；步骤二、在所述孔(3)的底部安装传感器(4)，并向所述孔(3)内住满耦合剂；步骤三、对所述承台(1)的顶部进行激振；步骤四、采集所述传感器(4)的检测信号并进行分析。本发明的上述方法能够对桩顶埋于地下的既有建筑物的基桩进行检测，而且检测结果准确，操作简单。

CN 108240003 ACN 108240003 A

权　利　要　求　书

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1.一种既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、从位于基桩(2)上方的承台(1)的顶部进行垂直钻孔并取样，其中，钻孔所得的孔(3)深至所述基桩(2)的桩顶以下；

步骤二、在所述孔(3)的底部安装传感器(4)，并向所述孔(3)内住满耦合剂；步骤三、对所述承台(1)的顶部进行激振；步骤四、采集所述传感器(4)的检测信号并进行分析。2.根据权利要求1所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述孔(3)在所述基桩(2)内的深度为0.5-2m，和/或所述孔(3)的孔径为30-50mm。

3.根据权利要求1所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述耦合剂为水或黄油。

4.根据权利要求1所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述方法包括在所述步骤二之前对所述孔(3)的底部进行磨平处理。

5.根据权利要求1所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述步骤二包括在所述传感器(4)上安装配重件。

6.根据权利要求5所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述配重件为配重磁性块，所述步骤二包括在所述孔(3)的底部安装金属配件，使所述传感器(4)通过所述配重磁性块固定吸附于所述金属配件上。

7.根据权利要求1所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述传感器(4)为加速度传感器，所述步骤四包括使所述传感器(4)的输出端与基桩检测仪的输入端连接，所述基桩检测仪能够接收所述传感器(4)检测的加速度信息，并对其进行分析和处理以得到所述基桩(2)的状态信息。

8.根据权利要求1所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述方法包括采用微型钻机进行钻孔，和/或所述方法包括采用激振力棒进行激振。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述方法包括对所述步骤一中钻孔取得的芯样进行波速检测及分析。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的既有建筑物的基桩检测方法，其特征在于，所述既有建筑物为单桩单柱结构。

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说　明　书

既有建筑物的基桩检测方法

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技术领域

[0001]本发明涉及建筑物基桩检测领域，具体地涉及一种既有建筑物的基桩检测方法。背景技术

[0002]对于既有建筑物的基桩，由于施工较早，受地震、泥石流等地质灾害的影响，以及荷载的变动，导致桩身状态不明。为了对既有建筑物的安全和质量进行鉴定，通常需要对其基桩进行状态检测。

[0003]现有技术中对于既有建筑物的基桩检测通常采用反射波法，但该方法存在以下不足：(1)由于需要将传感器安装在桩顶，因此只能对桩顶露在地面或水面以上的基桩进行检测，对于铁路、公路等既有建筑物的埋于地下的基桩无法进行检测；(2)激振点与接收信号的传感器在同一平面上，导致实测的反射波形前端受上部结构的影响，无法对基桩的浅层缺陷进行分析。

发明内容

[0004]本发明的目的是针对上述问题，提供一种既有建筑物的基桩检测方法，该方法能够对桩顶埋于地下的既有建筑物的基桩进行检测，而且检测结果准确，操作简单。[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种既有建筑物的基桩检测方法，所述方法包括以下步骤：

[0006]步骤一、从位于基桩上方的承台的顶部进行垂直钻孔并取样，其中，钻孔所得的孔深至所述基桩的桩顶以下；[0007]步骤二、在所述孔的底部安装传感器，并向所述孔内住满耦合剂；[0008]步骤三、对所述承台的顶部进行激振；[0009]步骤四、采集所述传感器的检测信号并进行分析。[0010]优选地，所述孔在所述基桩内的深度为0.5-2m，和/或所述孔的孔径为30-50mm。[0011]优选地，所述耦合剂为水或黄油。[0012]优选地，所述方法包括在所述步骤二之前对所述孔的底部进行磨平处理。[0013]优选地，所述步骤二包括在所述传感器上安装配重件。[0014]优选地，所述配重件为配重磁性块，所述步骤二包括在所述孔的底部安装金属配件，使所述传感器通过所述配重磁性块固定吸附于所述金属配件上。[0015]优选地，所述传感器为加速度传感器，所述步骤四包括使所述传感器的输出端与基桩检测仪的输入端连接，所述基桩检测仪能够接收所述传感器检测的加速度信息，并对其进行分析和处理以得到所述基桩的状态信息。[0016]优选地，所述方法包括采用微型钻机进行钻孔，和/或[0017]所述方法包括采用激振力棒进行激振。[0018]优选地，所述方法包括对所述步骤一中钻孔取得的芯样进行波速检测及分析。[0019]优选地，所述既有建筑物为单桩单柱结构。

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通过上述技术方案，本发明的方法能够对桩顶埋于地下的既有建筑物的基桩进行

检测，而且检测结果准确，操作简单。其通过在承台和基桩内钻孔，并将传感器安装于孔底，能够准确测得基桩的波速；通过在孔内注满耦合剂，不仅能够使激振能量有效地作用于基桩，而且能够避免桩底的反射波在上行过程中削弱，从而有效保证检测结果的准确性。此外，本发明的方法只需使用一个传感器即可实现对基桩的准确检测。

[0021]本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明

[0022]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0023]图1是根据本发明的既有建筑物的基桩检测方法的一种实施方式的示意图。[0024]附图标记说明[0025]1     承台         2     基桩[0026]3     孔           4     传感器具体实施方式

[0027]以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。[0028]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参照附图所示的上、下。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。[0029]本发明提供一种既有建筑物的基桩检测方法，该方法包括以下步骤：[0030]步骤一、从位于基桩2上方的承台1的顶部进行垂直钻孔并取样，其中，钻孔所得的孔3深至所述基桩2的桩顶以下；[0031]步骤二、在所述孔3的底部安装传感器4，并向所述孔3内住满耦合剂；[0032]步骤三、对所述承台1的顶部进行激振；[0033]步骤四、采集所述传感器4的检测信号并进行分析。[0034]通过本发明的上述方法，对于桩顶埋于地下的既有建筑物的基桩，无需开挖使桩顶露出地面就能够对基桩进行检测，而且检测结果准确，操作简单，成本较低。其中，通过从承台1的顶部垂直钻孔至基桩2的桩顶以下，并将传感器4安装于孔底，能够使得传感器4准确检测到基桩2的实际波速；通过在孔3内注满耦合剂，耦合剂能够起到耦合传递振动信号的作用，其不仅能够使激振能量有效地作用于基桩2，而且能够避免桩底的反射波在上行过程中削弱，从而有效保证检测结果的准确性。另外，由于施加于所述承台1顶部的激振为竖向(即孔3的延伸方向)激振，激振波会向下传播，因此将传感器4安装于孔3的底部，能够有效测量竖直方向上的反射波速，可以使基桩2的检测结果(如桩长)更准确；而且还能够避免传感器4移动而影响检测结果的准确性。此外，将传感器4安装于孔3的底部，操作非常方便，能够大大节省检测时间。[0035]再者，与现有技术相比，本发明通过将激振点设置在承台1的顶部，将传感器4置于下方的基桩2内，使得激振点与信号接收点(即传感器4所在位置)存在一定的高度差，这样能够利用承台1滤掉激振波中大部分的横向波，而使纵向波有效地向下传播，从而大大提高

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传感器4的检测结果的准确性。[0036]本发明中，所述孔3在所述基桩2内的深度优选为0.5-2m，例如0.5m、0.7m或1m，最好使孔3深入至基桩2的桩钢筋以内。[0037]本发明中，为了能够使所述方法应用于各种既有建筑物结构，同时避免对承台和基桩造成损害，优选为对承台1和基桩2进行微创钻孔，所述孔3的孔径优选为30-50mm。[0038]需要说明的是，本发明中，孔3在承台1和基桩2的水平方向上的位置不受限制，只要是能从承台1的顶部垂直进入基桩2内的位置即可。[0039]本发明中，所述耦合剂可以是水或黄油。当然也可以是其他能够起到耦合传递振动信号作用的物质。根据本发明的一种优选实施方式，所述耦合剂为水，水耦合能够避免在密闭微小空间内部涂抹黄油难度大及涂抹质量不易控制的问题。应当理解的是，由于所述耦合剂的存在，本发明中的传感器4最好具有防水功能。[0040]本发明中，为了使传感器4平整秘贴地置于孔3的底部，以确保能检测到真实的桩身信号，所述方法可包括在所述步骤二之前对所述孔3的底部进行磨平处理。通过底部磨平处理(可通过钻孔设备实现)能够减少孔底非均匀施工垃圾对传感器4的影响。[0041]为了将传感器4稳固地固定于孔3的底部，以避免传感器4在激振过程中移动，从而影响检测结果的准确性，根据本发明的一种实施方式，所述步骤二可包括在所述传感器4上安装配重件。该种实施方式可特别地应用于孔3内部为水耦合(即所述耦合剂为水)的情况。其中，所述配重件可采用非磁性配重件。[0042]根据本发明的另一种实施方式，当孔3内部为金属耦合(例如所述耦合剂为黄油)时，所述配重件可采用配重磁性块，所述步骤二可包括在所述孔3的底部安装金属配件，使所述传感器4通过所述配重磁性块固定吸附于所述金属配件上。其中，所述配重磁性块可安装于传感器4的底部，所述步骤二还可包括在所述配重磁性块吸附于所述金属配件之前在所述金属配件的上表面涂抹黄油。[0043]本发明中，所述传感器4优选采用加速度传感器，当然并不仅限于此，还可以是其他类型的传感器，例如速度传感器。所述步骤四可包括使所述传感器4的输出端与基桩检测仪的输入端连接，所述基桩检测仪能够接收所述传感器4检测的加速度信息，并对其进行分析和处理以得到所述基桩2的状态信息。[0044]上述中，所述基桩检测仪可以采用ZBL-P8100基桩动测仪，所述传感器4可以采用LA5809B加速度传感器。基桩2的所述状态信息可包括：桩顶的混凝土状况、桩身混凝土的真实波速、桩底位置、桩长以及桩身的不同缺陷。本发明所采用的对所述加速度信息进行分析和处理以得到所述状态信息的方法可以采用现有方法实现，如低应变反射波法，此处不再详述。

[0045]本发明中，所述步骤一中的钻孔可采用微型钻机进行，例如HZ-20型微型钻机。所述步骤三中的激振可采用激振力棒进行，例如组合力棒HAM-04。应当理解的是，本发明中用于实现上述钻孔和激振操作的设备并不受限制，可以是其他任意可实现的设备。而且在本发明中，所述激振可以是分段激振，可根据不同的检测高度需求选用频率大小不同的激振力棒进行激振。例如，当需要检测基桩2的从桩顶向下例如3m内的缺陷情况时，可选用较小频率的激振力棒，当需要检测基桩2的更长范围内的缺陷情况时，可选用较高频率的激振力棒。

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本发明中，还可对所述步骤一中钻孔取得的芯样进行波速检测及分析。通过对不

同深度的芯样分别测试波速，能够获得承台1的混凝土状况，基桩的浅层缺陷信息，以及基桩2与承台1连接处的质量信息。通过该方法，能够有效解决现有技术中由于激振点与传感器在同一平面上导致的实测反射波形前端受上部结构的影响而无法对基桩的浅层缺陷进行分析的问题。

[0047]上述中所述的上部结构可以是位于承台1上方的桥墩。通过采用本发明的方法在实际检测分析过程中，为了避免桥墩对基桩2检测结果的干扰，可以根据桥墩截面变化预先识别相应桥墩位置的信号，在所述基桩检测仪显示的测试图形中将该桥墩信号识别出后不做缺陷分析即可，也可以对对应墩高位置的频率进行带通滤波直接消除掉该信号。[0048]本发明的检测方法适用于任意桩顶埋于地下的既有建筑物的基桩，特别是对于单桩单柱结构的既有建筑物。[0049]此外，本发明中，所述方法还可包括在所述步骤一之前对承台1的顶部进行清扫，扫除灰尘及杂物，以避免干扰激振操作，影响波速检测。

[0050]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。[0051]另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。[0052]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

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说　明　书　附　图

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图1

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