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原文传递灌注桩用探杆装置及桩顶高度和桩径实时测量方法

专利名称：	灌注桩用探杆装置及桩顶高度和桩径实时测量方法
摘要：	本发明公开了一种灌注桩用探杆装置，包括探杆，探杆包括若干竖向套筒段；探杆最下方连接有扭矩测量装置，探杆顶部连接有箱体和测量杆；箱体内设有蓄电池、电控装置和绕线轴，箱体外壁设有显示屏和指示灯；绕线轴的一端伸出箱体并连接有摇把；绕线轴上缠绕有线束；探杆最下方的竖向套筒段的底部外表面左右对称连接有两套用于测量孔径的测距装置；本发明还公开了使用上述灌注桩用探杆装置进行的桩顶高度和桩径实时测量方法。本发明能够通过扭矩的变化监测探杆底端所处的位置，保证测距传感器测量数据的准确性，方便高效地获取实时桩顶高度以及桩径，从而更有效地进行灌注桩施工事中控制。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南云平环保科技有限公司
发明人：	贺伟娟;时亚军;李亮亮;陈高强;王金鸽;李佩齐;张凯;李俊;娄喜战;石楷
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910603467.8
公开号：	CN110195448A
代理机构：	郑州豫开专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	王金
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	450001 河南省郑州市高新技术产业开发区西四环东、莲花街北7栋一单元21层2109号
主权项：	1.灌注桩用探杆装置，其特征在于：包括竖向设置的探杆，探杆采用伸缩套筒结构并包括若干竖向套筒段；探杆最下方的竖向套筒段的底端连接有扭矩测量装置，扭矩测量装置包括壳体，壳体内设有微型电机，微型电机的输出轴向下伸出壳体并连接有旋转叶片，微型电机的输出轴上设有扭矩传感器；探杆最上方的竖向套筒段的顶部连接有箱体且其侧壁通过连接杆连接有竖向设置的测量杆，测量杆上设有用于测量长度的刻度且其零刻度线位于测量杆的底端；箱体内设有蓄电池、电控装置和绕线轴，箱体外壁设有显示屏和指示灯；电控装置内具有存储器并存储有旋转叶片在空气中转动时的扭矩范围数据、旋转叶片在预定土质的土体中转动时的扭矩范围数据、旋转叶片在预定标号的未凝固的混凝土中转动时的扭矩范围数据、各竖向套筒段的长度数据以及测距传感器距离探杆竖向中心线的长度数据；绕线轴转动连接在安装架上，安装架与箱体内壁固定连接，绕线轴的一端伸出箱体并连接有摇把；绕线轴上缠绕有线束，线束一端向上伸出箱体并与电控装置相连接且该部分线束与箱体顶壁固定连接；线束另一端向下伸入探杆并与微型电机和扭矩传感器相连接；电控装置与蓄电池相连接。 2.根据权利要求1所述的灌注桩用探杆装置，其特征在于：探杆最下方的竖向套筒段的底部外表面左右对称连接有两套用于测量孔径的测距装置；测距装置采用伸缩套筒结构并包括若干水平套筒段；以指向探杆中心线的方向为内向，反向为外向，测距装置沿内外方向设置；最内侧的水平套筒段的内端安装有测距传感器和微型电动推杆并设有与探杆相连通的气孔，测距传感器位于最内侧的水平套筒段的内端中心处，微型电动推杆的伸出杆与最外侧的水平套筒段的外端相连接；微型电动推杆的连接线和测距传感器的连接线均集成于所述线束中并沿线束与电控装置相连接。 3.根据权利要求2所述的灌注桩用探杆装置，其特征在于：所述测距传感器为超声波测距传感器或激光测距传感器。 4.使用权利要求2中所述灌注桩用探杆装置进行的桩顶高度和桩径实时测量方法，其特征在于：包括先后进行的桩顶高度实时测量方法和桩径实时测量方法；首先是桩顶高度实时测量方法，按如下步骤进行：第一是取样；工作人员根据采集灌注桩施工现场土体的土体样品以及灌注桩施工用混凝土的混凝土样品，使土体样品保持浮土状态，使混凝土样品保持在灌注后未凝固前的状态；第二是收集扭矩范围数据；使旋转叶片悬于空气中，通过电控装置启动微型电机，通过显示屏观察扭矩传感器测量的扭矩的波动范围，并将此时扭矩的波动范围作为旋转叶片在空气中转动时的扭矩范围数据录入电控装置，然后关闭微型电机；使旋转叶片插入土体样品，通过电控装置启动微型电机，通过显示屏观察扭矩传感器测量的扭矩的波动范围，并将此时扭矩的波动范围作为旋转叶片在预定土质的土体中转动时的扭矩范围数据录入电控装置，然后关闭微型电机；使旋转叶片插入混凝土样品，通过电控装置启动微型电机，通过显示屏观察扭矩传感器测量的扭矩的波动范围，并将此时扭矩的波动范围作为旋转叶片在预定标号的未凝固的混凝土中转动时的扭矩范围数据录入电控装置，然后关闭微型电机；第三是下放探杆至灌注的实时桩顶位置；将探杆插入钻孔中，通过电控装置打开微型电机，并进行下放伸缩套筒段的操作，即由下至上将各伸缩套筒段拉开并放入钻孔中，从而使旋转叶片下沉；下放伸缩套筒段时，绕线轴上的线束拉动绕线轴旋转，使线束随伸缩套筒段向下延伸；在旋转叶片的下沉过程中，工作人员通过显示屏观察扭矩传感器检测到的实时扭矩信号，当实时扭矩值落入电控装置中存储的旋转叶片在空气中转动时的扭矩范围时，表明旋转叶片在钻孔中处于悬空状态，未进入灌注的实时桩顶位置；当实时扭矩值落入电控装置中存储的旋转叶片在预定土质的土体中转动时的扭矩范围时，表明桩顶存在浮土且旋转叶片处于浮土中，未进入灌注的实时桩顶位置；当实时扭矩值落入电控装置中存储的旋转叶片在预定标号的未凝固的混凝土中转动时的扭矩范围时，表明旋转叶片进入了灌注的实时桩顶位置，此时工作人员停止下放伸缩套筒段的操作并通过电控装置关闭微型电机；第四是获得桩顶的实时高度；旋转叶片进入了灌注的实时桩顶位置后，工作人员使测量杆的底端与钻孔孔口处的地面相平齐，测量钻孔孔口处的竖向套筒段外露于钻孔的高度，该高度为H米，H为正实数；根据各竖向套筒段的长度数据，计算出钻孔孔口处的竖向套筒段及其下方各竖向套筒段的总长度为M米，M为正实数；M-H米即为灌注的实时桩顶位置距离钻孔孔口的距离，即桩顶的实时高度；使用桩顶高度实时测量方法获得桩顶的实时高度后，使用桩径实时测量方法测量桩顶直径，桩径实时测量方法按如下步骤进行：第一是撑开各套测距装置的水平套筒段；保持旋转叶片位于灌注的实时桩顶位置，通过电控装置控制各套测距装置的微型电动推杆的伸出杆伸出，将各套测距装置的水平套筒段向外撑开，直到最外侧的水平套筒段的外端与孔壁相压接；第二是电控装置通过各套测距装置的测距传感器朝向对应的水平套筒段的外端发射超声波或激光，获取各套测距装置的测距传感器距离水平套筒段最外端的长度的平均值L1米；水平套筒段最外端即钻孔的孔壁处；电控装置内存储的各套测距装置的测距传感器距离探杆竖向中心线的长度数据均为L2米，电控装置计算出桩顶直径为2×（L1+L2）米；全部测量工作完成后，工作人员控制各套测距装置的微型电动推杆的伸出杆收回，将各套测距装置的水平套筒段向内收缩在一起；然后工作人员将伸缩套筒段向上回收，同时转动摇把，将线束绕在绕线轴上。 5.根据权利要求4所述的桩顶高度和桩径实时测量方法，其特征在于：所述指示灯包括红色指示灯和绿色指示灯，在桩顶高度实时测量方法的第三步骤即下放探杆至灌注的实时桩顶位置步骤中，扭矩传感器检测到的实时扭矩信号未落入电控装置中存储的旋转叶片在预定标号的未凝固的混凝土中转动时的扭矩范围时，电控装置开启红色指示灯并关闭绿色指示灯；扭矩传感器检测到的实时扭矩信号落入电控装置中存储的旋转叶片在预定标号的未凝固的混凝土中转动时的扭矩范围时，电控装置关闭红色指示灯并开启绿色指示灯；绿色指示灯亮后，工作人员停止下放伸缩套筒段的操作。
所属类别：	发明专利