[发明专利]一种基于电位信号的桩基无损实时检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于电位信号的桩基无损实时检测系统及方法，适用于在实验室模拟处于地下桩基的受力状态及对桩基损伤的监测，也适用于现场建筑物桩基损伤的监测及评估。实验室条件下桩基的受载采用反力梁加载装置以模拟实际使用时桩基所受到的载荷作用，现场条件下桩基无须施加载荷，在被测桩基表面不同位置安装电极片，通过连接线采集电位信号，根据监测到的桩基表面电位信号变化评估出桩基的损伤情况，实现对桩基是否产生损伤、产生损伤的位置、损伤程度等判定及评估。本发明操作简单，检测效果好，可在不破坏桩基自身结构的条件下实现对深埋于地下桩基安全性的无损检测，并根据连续检测数据的变化规律评估桩基是否产生损伤及破坏。

技术领域

本发明属于桩基检测技术领域，尤其涉及一种基于电位信号的桩基无损实时检测系统及方法。

背景技术

支盘桩具有承载力高、沉降小、施工机具简单等优点，是建筑物地基中的重要承载结构，桩基的稳定性及安全状态关系着整个建筑物的安危。支盘桩的优越性在大量的工程实践当中逐渐显现出来，但是同时桩基通常处于地下或者水下，目前对其稳定性及损伤程度的检测通常所用的是室外静载加载方法。

通常的桩基静载方法是通过在桩基上端架设平衡钢梁，然后在平衡钢梁上架设金属材质梁或者混凝土梁板组成一个承重平台。而现有的用于工程桩基检测的装置在进行使用时，由于现有技术用的是混凝土块来压载桩基上，使得吊运组装机拆卸成本高，吊装及检测试验过程存在严重的安全隐患，特别是使用大体积的混凝土块，因缺少有效保护，使得在实验过程中出现混凝土块滑落及压载体倒塌现象，造成检测人员伤亡等产生安全事故，同时还存在个组件安装拆卸、检测试验实施过程时间长等问题。此外，室外的反力梁静载试验通常用的是锚桩法，即在桩基的端头加一个反力梁，在反力梁下设置千斤顶底座，通过千斤顶提供的压力产生反力。但是实际操作过程中由于应力的增加，测试的桩基会对反力梁提供向上的拉拔力，造成锚桩的松动，通常锚桩的拉拔力极限无法满足桩基的静载需求，制约了反力梁静载试验的发展。

在对桩基检测的方法中，常用的是声波检测法，即在桩顶上面通过振锤敲击产生振动波，振动波通过周围的土层传送到桩基周围的传感器，根据声波传输的时间拐点判定桩基的破坏情况。但是当桩基周围阻抗差别较大的不均匀分层时，机械波的传输会存在传播速度的较大差异，从而造成时间拐点的误判，影响检测结果。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于电位信号的桩基无损实时检测系统及方法。根据混凝土桩基的表面电位产生机制及特征，通过电位信号的实时特征反映桩基的损伤破裂情况，可以在不破坏桩基完整性的基础上有效的对深埋地下的桩基进行实时的安全性监测及危险评价。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于电位信号的桩基无损实时检测系统，包括支盘桩、电极片、加载装置、电位监测系统；所述加载装置包括千斤顶、反力梁、土体、加载箱体；所述电极片均匀布置在支盘桩表面，所述支盘桩位于加载箱体内部，并垂直于加载箱体底部放置，所述土体置于加载箱体内部，使支盘桩固定在加载箱体中并且土体高度低于支盘桩顶端；所述千斤顶的顶端在反力梁的下方，千斤顶的基底置于支盘桩顶端，千斤顶和支盘桩之间放置绝缘纸，千斤顶通过加载装置的反力梁将静载施加到支盘桩的顶端；所述反力梁与加载箱体固定连接，所述电极片通过电极连接线与电位监测系统相连。所述加装装置在实验室模拟使用，实际现场条件下桩基无须施加载荷，因此，现场不需要加载装置。

进一步地，在电极片和支盘桩接触面放置导电胶，以增强导电性。

进一步地，在电极片裸露的外表面覆盖绝缘垫片，绝缘垫片完全覆盖电极片，通过热熔胶将两者一并固定在支盘桩表面，热熔胶与支盘桩完全密闭接触。

进一步地，所述土体的颗粒粒径不超过30mm。

进一步地，所述千斤顶采用液压千斤顶，包括顶头，与顶头连接的油缸以及控制油缸的液控。

本发明所述检测系统工作原理如下：