一种路基空洞检测装置及其检测方法

摘要

本发明公开了一种路基空洞检测装置及其检测方法，装置包括：施振器、振动传感器和读数仪；所述施振器和所述振动传感器分别放置在路面上指定距离的两个检测点处；所述读数仪、和所述振动传感器、相连用于记录和读取所述振动传感器、测量的速度数据；所述施振器包括底板、穿心锤、导杆和顶板；所述底板固定在一检测点上方，且其中心位于该检测点；所述导杆竖直焊接在所述底板的中心位置；所述穿心锤中间为空心，且刚好穿过所述导杆；所述顶板固定安装在所述导杆上且位于所述穿心锤上方用于控制所述穿心锤的提升高度。本发明具有结构简单、使用方便和结果可靠的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及基础建设领域，具体是指一种用于检测路基空洞是否存在的装置及其检测方法。

背景技术

市政污水、雨水管道破裂是常见的一种灾害，产生破裂的原因大致有三：一是随着服役年限的增大，不少管道进入了老龄化阶段或超过了使用年限，管道材料老化而导致破裂；二是少数管道因材料强度不合格，或施工方法、回填材料不当，施工后管道破裂；三是地基非均匀沉降，导致管道拉裂破坏。管道破裂后，上方的回填土体及路基土体进入管道，在污水和雨水作用下不断被带走，管道上方即路基出现空洞。当空洞发展到一定规模时，路面失去支撑，道路在车辆荷载作用下容易出现坍塌，进而导致严重的财产损失和人身事故。由于路基空洞位于路面以下，从外观上难以查别。采用仪器设备对其进行检测，识别出空洞十分必要，及时对路基空洞进行处理，避免事故发生。目前路基空洞，一般采用地质雷达法和高密度电阻率法进行检测，但这两种方法均属于间接方法，存在一定误判率，采用其它方法进行辅助检测，相互验证，提高判断准确率十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种路基空洞检测装置及其检测方法，具有结构简单、使用方便和结果可靠的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种路基空洞检测装置，包括：施振器、振动传感器和读数仪；所述施振器和所述振动传感器分别放置在路面上指定距离的两个检测点处；所述读数仪、和所述振动传感器、相连用于记录和读取所述振动传感器、测量的速度数据；所述施振器包括底板、穿心锤、导杆和顶板；所述底板固定在一检测点上方，且其中心位于该检测点；所述导杆竖直焊接在所述底板的中心位置；所述穿心锤中间为空心，且刚好穿过所述导杆；所述顶板固定安装在所述导杆上且位于所述穿心锤上方用于控制所述穿心锤的提升高度。

优选的，所述底板为圆形；所述穿心锤为圆柱形；所述顶板为圆形。

优选的，所述底板、穿心锤、导杆和顶板均为钢材材质。

优选的，所述穿心锤的重量为10kg；所述导杆的长度为0.8m，直径约为1.0cm；所述顶板下部至底板顶面的距离为0.6m。

优选的，所述振动传感器为高灵敏度传感器，用于测试x、y、z三个方向的速度，测量范围为0.01cm/s～20cm/s，分辨率为0.1cm/s，频率范围为0～1000Hz。

优选的，所述振动传感器通过粘结剂固定粘结在路面上一检测点上方。

优选的，所述粘结剂为快速凝固硬性粘结剂。

优选的，所述两个检测点之间的距离为1.0m。

一种路基空洞检测方法，包括如下步骤：

步骤1，在空洞可疑的路面上定出两个检测点，距离为1.0m；

步骤2，采用粘结剂将振动传感器固定粘结在一个检测点上，启动读数仪，将振动传感器设置为待测状态；

步骤3，将施振器放置在另一个检测点上，其底板中心刚好位于该检测点上，提高施振器的穿心锤至最大高度处，放手使其自由落体，锤击底板，对路面施加振动，制造振源；

步骤4，读取读数仪测得的竖向最大速度v_z,max；

步骤5，若竖向最大速度v_z,max大于等于某一判定值[v_z]，则判定为存在空洞，否则判定为没有空洞，如下：

本发明提供的技术方案带来的有益效果是

本发明的路基空洞检测装置，包括：施振器、振动传感器和读数仪；其中的施振器对路面施加振动，制造振源，振动传感器用于测量振动的竖向最大速度，读数仪用以记录和读取振动传感器测量的速度数据；本发明装置的结构简单、使用方便、结果可靠。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种路基空洞检测装置及其检测方法不局限于实施例。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

附图标记：1、底板，2、导杆，3、穿心锤，4、顶板，5、振动传感器，6、读数仪。

具体实施方式

参见图1所示，一种路基空洞检测装置，包括施振器、振动传感器5读数仪6。其中，施振器由钢材制成，包括底板1、穿心锤3、导杆2和顶板4，底板1为圆形，具有一定的厚度和刚度，导杆2竖直焊接在底板1的中心位置，穿心锤3呈圆柱形，中间为空心，刚好穿过导杆2，穿心锤3重量为10kg，导杆2长度为0.8m，导杆2直径约为1.0cm，用以控制穿心锤3在竖直方向上自由落体；顶板4也呈圆形，固定安装在导杆2上，顶板4下部至底板1顶面的距离为0.6m，顶板4用以控制穿心锤3提升的高度。振动传感器5优选高灵敏度传感器，能够测试出x、y、z三个方向的速度，测量范围能够达到0.01cm/s～20cm/s，分辨率达到0.1cm/s，频率范围能够达到0～1000Hz。粘结剂为快速凝固硬性粘结剂，用以将振动传感器5固定粘结在路面上。读数仪6用以记录和读取振动传感器5测量的速度数据。

具体使用时，按以下步骤进行：

(1)在空洞可疑的路面上定出两个检测点，距离为1.0m；

(2)采用粘结剂将传感器固定粘结在一个检测点上，启动读数仪6，将传感器设置为待测状态；

(3)将施振器放置在另一个检测点上，底板1中心刚好位于该检测点上，提高施振器的穿心锤3至最大高度处，放手使其自由落体，锤击底板1，对路面施加振动，制造振源；

(4)读取读数仪6测得的竖向最大速度v_z,max；

(5)若竖向最大速度大于等于某一判定值[v_z]，则判定为存在空洞，否则判定为没有空洞，即，

如下为一具体测量实例：某城市道路下部埋设有污水管道，管道为双壁波纹PVC管道，管径为1800mm，管道埋深为4.2m～6.3m(以管底部内壁高度计)，由于施工不当和服役年限久远等原因，管道出现多处破裂，导致上覆土体流入管道内部，造成路基空洞，出现多次路面塌陷。路面为水泥混凝土材料，厚度约为40cm，下部为碎石垫层，厚度约为40cm。为了检测路基空洞，采用本发明的上述装置对路基空洞进行检测。

首先了路面上定出两个检测点，检测点距离为1.0m，用红色油漆做出标记；然后将振动传感器用粘结剂固定在路面的一个检测点处，启动读数仪，将传感器设置为待测状态；将施振器放置在另一个检测点上，提高穿心锤至最大高度处，放手使得穿心锤自由落体，锤击下部的底板和路面；读取读数仪记录的竖向最大速度v_z,max＝3.74m/s，超过了该路面对应的判定值[v_z]＝2.5m/s，因此判定该路面下存在空洞。采用该装置和该方法对另一处进行了测量，测得v_z,max＝1.04m/s，小于[v_z]＝2.5m/s，判定为不存在空洞；第三处检测位置的v_z,max＝1.12m/s，同样小于[v_z]＝2.5m/s，判定为不存在空洞。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。