本发明涉及排桩支护的旋挖灌注桩施工技术领域，尤其涉及到一种旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备。
背景技术：
排桩常作为基坑支护首选，一般采取旋挖钻孔灌注混凝土桩的方式施工。混凝土浇筑过程常用输料导管，在施工过程中，随着灌注的混凝土高度的增加，需要及时提升导管，同时需要保证导管在混凝土中的埋深保持在一定高度(混凝土液面以下2000～6000mm)，目的是保障桩身完整性，避免出现断桩等质量问题。
目前，工程中常凭经验或简易的测绳法来监控导管提升高度，这些方法受主观因素影响，尤其是在深基坑施工作业中，导管提升次数多，累计误差大。因此，常出现灌注桩质量不合格，需要采取返工或加固措施，从而增加施工成本。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提出一种旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，对导管提升高度进行客观、准确监控，有利于保障桩身质量。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，包括：
智能数显控制器和探头，所述探头包括信号线和检测头；其中，信号线的一部分与导管外侧面垂直固定并伸入钻孔内，与位于钻孔内导管出口侧的检测头相连，信号线的另一部分位于钻孔外并连接智能数显控制器；所述检测头用于检测旋挖灌注桩浇筑过程中混凝土液面的物位信号，并通过信号线传送给智能数显控制器进行处理，从而实时显示混凝土液面与导管底端的垂直高度。
作为进一步优化，所述检测头通过感应与旋挖孔壁及被测介质之间的导纳值的变化来检测旋挖灌注桩浇筑过程中混凝土液面的物位信号。
作为进一步优化，所述探头上的信号线每隔一定间距通过卡口固定在导管外侧，并保持纵向垂直。
作为进一步优化，所述卡口设置在相邻导管连接区，并安装在同导管同一纵向方向，保障探头垂直。
作为进一步优化，所述检测头的下端与导管出口齐平。
作为进一步优化，所述智能数显控制器还用于存储数据、动态可视化埋深视图、导管提升速度显示以及对导管提升高度未在正确范围内的语音警报。
本发明的有益效果是：
基于射频导纳原理测量旋挖灌注桩浇筑过程中的混凝土液面与导管底部之间的高度，能够客观、准确指导施工作业人员完成导管的提升，有效预防导管从混凝土液面的拔出，从而避免断桩等质量问题；本发明的导管提升高度监测设备简单易操作，成本低，且抗干扰能力强，易于在旋挖灌注桩导管提升作业中推广应用，有助于提高施工作业智能化水平。
附图说明
图1为本发明实施例中的智能监测设备在导管提升高度监测的应用示意图；
图中标记：1为数显控制器；2为信号线；3为卡口；4为导管；5为混凝土；6为检测头。
具体实施方式
本发明旨在提出一种旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，对导管提升高度进行客观、准确监控，有利于保障桩身质量。该智能监测设备主要包括智能数显控制器和探头，其中探头主要由信号线和检测头组成；所述智能监测设备探头部分与导管外侧面垂直固定深入钻孔内，数显控制设备可实时显示混凝土液面与导管低端的垂直高度。设备基于射频导纳原理，伸入钻孔内的探头和钻孔壁构成一个电容的两块极板，当钻孔内浇筑混凝土液面上升，探头的埋深发生变化，则该电容内的电容量以及总抗阻也随之变化，电路单元将测量的变化值转换成物位信号输出，实现物位连续测量，从而客观、准确指导施工作业人员完成导管的提升，有效预防导管从混凝土液面的拔出，避免断桩等质量问题。
实施例：
如图1所示，本实施例中的监测设备包括智能数显控制器1和探头，所述探头包括信号线2和检测头6；其中，信号线2的一部分与导管4外侧面垂直固定并伸入钻孔内，与位于钻孔内导管4出口侧的检测头6相连，信号线2的另一部分位于钻孔外并连接智能数显控制器1；检测头6用于检测旋挖灌注桩浇筑过程中混凝土5液面的物位信号，并通过信号线2传送给智能数显控制器1进行处理，从而实时显示混凝土5液面与导管4底端的垂直高度。
数显控制器1优选数显电容缆式开关，工作量程100～30000mm，耐压范围-0.1～32mpa。
由于探头会随导管提升，信号线2表层粘结混凝土浆液会影响阻抗，产生测量误差，为此，在智能监测设备中增加了缓冲器和交流变换斩波器驱动器，不影响实际监测数据。
探头优选单缆，或单缆与单棒组合型，可随时拆除、更换和维修。
为保证测量的准确性，探头上的信号线2每隔一定间距通过卡口3固定在导管4外侧，并保持纵向垂直；检测头6固定在导管4出口外侧，且与导管4出口齐平。
所述卡口3一般设置在相邻导管4连接区，卡口3安装在同导管4同一纵向方向，保障探头垂直，其材质优选强度高的绝缘材料。
在具体实施上，智能监测设备上的数显控制器1由专人手持或安放在孔口2000mm外。旋挖孔成型后，沉放钢筋笼，然后把检测头6安装在导管4出口侧，信号线2卡在每节导管4的卡口3中，随导管4下沉到孔底，再把探头与数显控制器进行连接。浇筑混凝土5直至混凝土5液面与检测头6接触时，数显控制器1会有信号显示，进行零点标定，此后随混凝土5液面抬高，探头与混凝土5接触高度也随之变化，信号通过传感器的感应与智能终端处理，把混凝土5液面与检测头6之间的距离(即混凝土液面与导管出口端的垂直距离)通过数显控制器1屏幕显示，第一次提升导管4前的混凝土5液面需再次标定高位。随导管4提升，数显控制器1上的数据持续变化，指导作业人员提升导管4到指定位置，直至完成灌注桩混凝土5浇筑，按此步骤指导下一个灌注桩混凝土浇筑导管4提升作业。
若施工现场灌注桩混凝土是同一配合比、材料是同一型号、孔深相同，除第一个钻孔桩需要标定零点和标高外，其他钻孔可不需再次标注。
需要说明的是，本领域技术人员应当知晓上述实施例仅作为本发明方案的一个优选实施方式，并不应当视为对本发明技术方案的限制，因此，在不脱离本发明精神实质与原理下对上述实施例上作出的等同修改或替换，均未脱离本发明的保护范围。
技术特征：
1.旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，其特征在于，包括：
智能数显控制器和探头，所述探头包括信号线和检测头；其中，信号线的一部分与导管外侧面垂直固定并伸入钻孔内，与位于钻孔内导管出口侧的检测头相连；信号线的另一部分位于钻孔外并连接智能数显控制器；所述检测头用于检测旋挖灌注桩浇筑过程中混凝土液面的物位信号，并通过信号线传送给智能数显控制器进行处理，从而实时显示混凝土液面与导管底端的垂直高度。
2.如权利要求1所述的旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，其特征在于，
所述检测头通过感应与旋挖孔壁及被测介质之间的导纳值的变化来检测旋挖灌注桩浇筑过程中混凝土液面的物位信号。
3.如权利要求1所述的旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，其特征在于，所述探头上的信号线每隔一定间距通过卡口固定在导管外侧，并保持纵向垂直。
4.如权利要求3所述的旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，其特征在于，
所述卡口设置在相邻导管连接区，并安装在同导管同一纵向方向，保障探头垂直。
5.如权利要求4所述的旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，其特征在于，
所述检测头的下端与导管出口齐平。
6.如权利要求1-5任意一项所述的旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，
其特征在于，所述智能数显控制器还用于存储数据、动态可视化埋深视图、导管提升速度显示以及对导管提升高度未在正确范围内的语音警报。
技术总结
本发明涉及排桩支护的旋挖灌注桩施工技术领域，其公开了一种旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备，对导管提升高度进行客观、准确监控，有利于保障桩身质量。该设备包括：智能数显控制器和探头，所述探头包括信号线和检测头；其中，信号线的一部分与导管外侧面垂直固定并伸入钻孔内，与位于钻孔内导管出口侧的检测头相连，信号线的另一部分位于钻孔外并连接智能数显控制器；检测头用于检测旋挖灌注桩浇筑过程中混凝土液面的物位信号，并通过信号线传送给智能数显控制器进行处理，从而实时显示混凝土液面与导管底端的垂直高度。本发明能够指导施工作业人员完成导管的提升，有效预防导管从混凝土液面的拔出，从而避免断桩等质量问题。
技术研发人员：李青隆;刘孔明
受保护的技术使用者：中国十九冶集团有限公司
技术研发日：2021.03.19
技术公布日：2021.06.11
声明：
“旋挖灌注桩浇筑过程中导管提升高度智能监测设备的制作方法” 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：中国十九冶集团有限公司
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2024年12月06日 ~ 08日 
