[0001]
本实用新型涉及桩基施工设备领域，具体讲是一种灌注桩施工时进行二次清孔步骤后用于检测桩孔的孔底沉渣厚度的装置。
背景技术：
[0002]
灌注桩由于具备对周围地层扰动小、适应性强、承载力高、施工速度快等优点，已成为工程基础中最常见桩型。灌注桩的施工步骤大致为：先用钻机等钻孔设备钻孔，同时采用泥浆护壁，钻进到孔底标高后，进行正循环或反循环的第一次清孔作业，再下放钢筋笼，然后下插导管，利用导管和泥浆进行正循环或反循环的第二次清孔作业，最后灌注混凝土。
[0003]
在钻孔及下放钢筋笼的过程中，钻机切削、钢筋笼刮擦和孔壁塌落均会产生砾石、砂、碎岩和泥土等杂质，上述杂质会漂浮在泥浆中形成浮渣，或沉积在桩孔孔底形成沉渣。所以，需要进行两次清孔，即钻进到孔底后进行一清，下放钢筋笼后进行二清。但实际施工中，虽然进行了两次清孔，但总会有一部分沉渣会残余在孔底，若沉渣厚度不大，则影响不大，但沉渣厚度过大，会降低桩端承载力，导致桩体受到荷载后沉降量过大，影响工程的正常运行。所以，国内相关规范严格限定了灌注桩的孔底沉渣厚度，即钻孔到达设计深度后，灌注混凝土前，端承型桩，沉渣厚度不应大于50mm，摩擦型桩，沉渣厚度不应大于100mm，抗拔抗水平力桩沉渣厚度不应大于200mm。所以，对桩孔孔底沉渣厚度的检测是施工质量控制的重要举措，必须确定孔底沉渣厚度不超过规范要求，才能灌注混凝土，否则，继续二清作业，直至孔底沉渣厚度满足规范要求。
[0004]
现有技术对二次清孔后孔底沉渣厚度的检测手段主要有重锤法和电阻率法两种。其中，重锤法是将重锤挂在测量绳上，依靠人工手感去判断沉渣界面，从而得到沉渣厚度；上述方式人为误差较大，测量精度太低，而且重锤下放时容易与钢筋笼发生钩挂触碰，不易下放。而电阻率法是通过沉渣测量仪来测量，测量前，需要将导管从钻孔内拔起一部分，以腾出搁置沉渣测量仪的空间，这样，上拔导管的步骤费时费力，工效低下；而且，下放沉渣测量仪的过程，测量仪的电阻率探头容易钩挂在钢筋笼上，同样导致不易下放；况且，更重要的是，由于沉渣包含了砾石、砂、碎岩和泥土等多种杂质，不同类型杂质的电阻率不同，故电阻率法的测量结果同样存在一定的误差。
技术实现要素：
[0005]
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种检测过程无需上拔导管、也不会钩挂钢筋笼，测量精度高、误差小的灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置。
[0006]
本实用新型的技术解决方案是，提供一种灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置，它包括放置于桩孔内的钢筋笼和插入到钢筋笼中心孔内的导管，该装置还包括一根经卷扬机驱动的测量绳；该测量绳下端悬吊有测量部，测量部包括重锤部和压板，压板上端设有多根竖向的导向杆，每根导向杆顶端设有扩大头，重锤部下端设有与导向杆一一对应的导向筒，每根导向杆穿过导向筒的下开口且导向杆的扩大头滑动配合在导向筒筒腔
内，每个导向筒下开口径向内凸有用于卡住扩大头的限位环；扩大头上设有用于测量扩大头与对应导向筒筒腔顶壁间距的距离传感器；上述的重锤部和压板的宽度均小于导管的内径。
[0007]
采用以上结构的灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置与现有技术相比，具有以下优点。
[0008]
该装置的工作过程为：先计算放线长度，放线长度为孔底设计深度减去测量部完全伸展时的高度，如孔底深度为50米，测量部完全伸展开的高度为500mm，则放线长度为45.5米。卷扬机能精确控制放线长度，使实际放线长度达到目标值如45.5米，此时，假设孔底沉渣厚度为0，则压板搁置在钻孔孔底，导向杆相对导向筒静止，扩大头与导向筒顶壁间距不变化；但实际施工中，由于孔底必然存在一定厚度的沉渣，故沉渣顶面势必托起压板，进而带动导向杆相对导向筒上升，使得扩大头与导向筒顶壁间距变小，而扩大头上的距离传感器能精确测得上述间距的变量，即孔底沉渣的实际厚度。
[0009]
由以上分析可知，首先，该测量装置的整体宽度小于导管，故可以将测量部置入导管内腔下放，且下放过程中不会与钢筋笼发生钩挂触碰，故下放平顺方便；而且，该装置的测量部体积和高度均不大，无需上拔导管，故省时省力；况且，该装置合理利用到沉渣对压板的托举，通过压力传感器精确采集导向杆及扩大头与导向筒顶壁高度差的变量，从而精确测量出钻孔孔底的浮渣厚度，还需要强调的是，由于距离传感器是保护内置在导向筒筒腔内的，隔绝了泥浆，故进一步保障了该位移传感器测量的精确性，进而保障了最后沉渣厚度测量的精确性。从而为后续是否继续进行二清施工提供精确的数据支持，进而保障孔底沉渣厚度满足规范要求。
[0010]
作为优选，桩孔孔口设有支座，卷扬机安装在支座上，支座上设有悬挑梁，悬挑梁后端可转动安装有后定滑轮，悬挑梁的前端设有u形缺口，u形缺口内设有前定滑轮，u形缺口的两侧壁分别设有两个水平的长通孔，两个长通孔内共同滑动配合有一个轮轴，前定滑轮安装在轮轴上；u形缺口的两个侧壁分别设有两个横向驱动缸，两个横向驱动缸的活塞杆分别与轮轴的两端固定；测量绳从卷扬机引出后，依次绕过后定滑轮和前定滑轮与测量部连接；这样，可以利用横向驱动缸，横移轮轴，进而调节前定滑轮的位置，也就实现了测量绳放线点位置的横向调节，使得测量部下放时，尽可能居于导管中心，进一步确保平稳放线。
[0011]
作为进一步优选，导向筒和导向杆均为四根，四根导向筒沿重锤部周向均匀分布，四根导向杆沿压板周向均匀分布；这样，使得重锤部与压板之间连接牢固，受力均衡，相对升降平顺稳定，进一步提高测量结果的精确性。
[0012]
作为再优选，重锤部为中空的筒装结构，重锤部上开口螺接有盖体，盖体上设有与测量绳连接的吊环，重锤部的筒腔内搁置有多块配重饼；这样，可以通过增减重锤部筒腔内的配重饼数目，灵活调节重锤部的配重，使其适应与不同浓度比重的泥浆，确保其下放顺畅，提高该装置的通用性。
[0013]
作为又优选，压板上表面螺接有多块配重环，每个配重环内固定有配重十字架，配重十字架与四根导向杆相互错开；这样，可以灵活增减压环的数目，以灵活调节压板的配重，使其在不同浓度比重的泥浆中均可以顺畅下降，进一步提高该装置的通用性。
附图说明
[0014]
图1是本实用新型灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置的结构示意图。
[0015]
图2是本实用新型灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置去掉检测部后的结构示意图。
[0016]
图3是本实用新型灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置的检测部的半剖视结构示意图。
[0017]
图中所示1、卷扬机，2、测量绳，3、重锤部，4、压板，5、导向杆，6、扩大头，7、导向筒，8、限位环，9、支座，10、悬挑梁，11、后定滑轮，12、u形缺口，13、前定滑轮，14、长通孔，15、轮轴，16、横向驱动缸，17、盖体，18、吊环，19、配重饼，20、配重环，21、配重十字架，22、距离传感器。
具体实施方式
[0018]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0019]
如图1～图3所示，本实用新型灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置，它包括放置于桩孔内的钢筋笼和插入到钢筋笼中心孔内的导管，由常识可知，导管由导管架固定在钻孔孔口。
[0020]
该装置还包括一根经卷扬机1驱动的测量绳2。具体的说，桩孔孔口设有支座9，卷扬机1安装在支座9的底板上，支座9底板经主桅杆固定有悬挑梁10。悬挑梁10后端可转动安装有后定滑轮11，悬挑梁10的前端设有u形缺口12，u形缺口12内设有前定滑轮13，u形缺口12的两侧壁分别设有两个水平的长通孔14，换句话说，每个侧壁上设有一个长通孔14；两个长通孔14内共同滑动配合有一个轮轴15，前定滑轮13安装在轮轴15上。u形缺口12的两个侧壁分别设有两个横向驱动缸16，即每个侧壁设有一个横向驱动缸16；两个横向驱动缸16的活塞杆分别与轮轴15的两端固定。测量绳2从卷扬机1引出后，依次绕过后定滑轮11和前定滑轮13与测量部连接。本实施例中，测量绳2的放线长度的控制，一般是在卷扬机的输出轴上安装转角编码器，通过测量角速度进而推导出线速度也就是放线长度，当然，还可以采用最简单的办法，在测量绳2上设置刻度，进而控制放线长度。
[0021]
该测量绳2下端悬吊有测量部，测量部包括重锤部3和压板4。压板4上端设有多根竖向的导向杆5，本实施例中，导向杆5为四根，四根导向杆5沿压板4周向均匀分布；每根导向杆5顶端设有扩大头6。重锤部3下端设有与导向杆5一一对应的导向筒7，换句话说，本实施例中的导向筒7也为四根，四根导向筒7沿重锤部3周向均匀分布。每根导向杆5穿过对应一根导向筒7的下开口且导向杆5的扩大头6滑动配合在该导向筒7筒腔内，每个导向筒7下开口径向内凸有用于卡住扩大头6以防止压板4掉落的的限位环8。扩大头6上设有用于测量扩大头6与对应导向筒7筒腔顶壁间距的距离传感器22；本实施例的距离传感器22优选红外传感器，红外线向上发生，经导向筒7筒腔顶壁反弹从而测量扩大头6与导向筒7筒腔顶壁的间距。
[0022]
上述的重锤部3和压板4的宽度均小于导管的内径。这样，整个测量部可以内收在导管的管腔内顺畅下放，而不担心测量部与钢筋笼发生钩挂。
[0023]
重锤部3为中空的筒装结构，重锤部3上开口螺接有盖体17，盖体17上设有与测量
绳2连接的吊环18，重锤部3的筒腔内搁置有多块配重饼19。
[0024]
压板4上表面螺接有多块配重环20，每个配重环20内固定有配重十字架21，同一层的配重环20与配重十字架21为一体。配重十字架21与四根导向杆5相互错开。技术特征：
1.一种灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置，它包括放置于桩孔内的钢筋笼和插入到钢筋笼中心孔内的导管，其特征在于：该装置还包括一根经卷扬机(1)驱动的测量绳(2)；该测量绳(2)下端悬吊有测量部，测量部包括重锤部(3)和压板(4)，压板(4)上端设有多根竖向的导向杆(5)，每根导向杆(5)顶端设有扩大头(6)，重锤部(3)下端设有与导向杆(5)一一对应的导向筒(7)，每根导向杆(5)穿过导向筒(7)的下开口且导向杆(5)的扩大头(6)滑动配合在导向筒(7)筒腔内，每个导向筒(7)下开口径向内凸有用于卡住扩大头(6)的限位环(8)；扩大头(6)上设有用于测量扩大头(6)与对应导向筒(7)筒腔顶壁间距的距离传感器(22)；上述的重锤部(3)和压板(4)的宽度均小于导管的内径。2.根据权利要求1所述的灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置，其特征在于：桩孔孔口设有支座(9)，卷扬机(1)安装在支座(9)上，支座(9)上设有悬挑梁(10)，悬挑梁(10)后端可转动安装有后定滑轮(11)，悬挑梁(10)的前端设有u形缺口(12)，u形缺口(12)内设有前定滑轮(13)，u形缺口(12)的两侧壁分别设有两个水平的长通孔(14)，两个长通孔(14)内共同滑动配合有一个轮轴(15)，前定滑轮(13)安装在轮轴(15)上；u形缺口(12)的两个侧壁分别设有两个横向驱动缸(16)，两个横向驱动缸(16)的活塞杆分别与轮轴(15)的两端固定；测量绳(2)从卷扬机(1)引出后，依次绕过后定滑轮(11)和前定滑轮(13)与测量部连接。3.根据权利要求1所述的灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置，其特征在于：导向筒(7)和导向杆(5)均为四根，四根导向筒(7)沿重锤部(3)周向均匀分布，四根导向杆(5)沿压板(4)周向均匀分布。4.根据权利要求1所述的灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置，其特征在于：重锤部(3)为中空的筒装结构，重锤部(3)上开口螺接有盖体(17)，盖体(17)上设有与测量绳(2)连接的吊环(18)，重锤部(3)的筒腔内搁置有多块配重饼(19)。5.根据权利要求1所述的灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置，其特征在于：压板(4)上表面螺接有多块配重环(20)，每个配重环(20)内固定有配重十字架(21)，配重十字架(21)与四根导向杆(5)相互错开。
技术总结
本实用新型公开一种灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置，它包括放置于桩孔内的钢筋笼和插入到钢筋笼中心孔内的导管，该装置还包括一根经卷扬机驱动的测量绳；该测量绳下端悬吊有测量部，测量部包括重锤部和压板，压板上端设有多根竖向的导向杆，每根导向杆顶端设有扩大头，重锤部下端设有与导向杆一一对应的导向筒，每根导向杆穿过导向筒的下开口且导向杆的扩大头滑动配合在导向筒筒腔内，每个导向筒下开口径向内凸有用于卡住扩大头的限位环；扩大头上设有用于测量扩大头与对应导向筒筒腔顶壁间距的距离传感器；上述的重锤部和压板的宽度均小于导管的内径。该检测装置在检测过程无需上拔导管、也不会钩挂钢筋笼，测量精度高、误差小。误差小。误差小。
技术研发人员：苏宝 周坚 邹盛武 金哲 夏川
受保护的技术使用者：中地君豪高科股份有限公司
技术研发日：2020.07.14
技术公布日：2021/2/5
声明：
“灌注桩施工时二次清孔后孔底沉渣厚度检测装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中地君豪高科股份有限公司
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2024年09月11日 ~ 13日 
