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原文传递一种准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置及方法

专利名称：	一种准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置及方法
摘要：	本发明公开了一种准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置及方法，包括上位机和沉渣探头，所述沉渣探头包括外壳、机械探针和底盘；所述底盘的底面均布有至少四个第一压力传感器；所述机械探针的端部设有第二压力传感器，用于记录进入沉渣层中直至沉渣层底部的实时压力值；所述机械探针的本体上还设有测量其倾角的角度传感器；所述第一压力传感器、所述第二压力传感器及所述角度传感器均与上位机电连接；所述底盘上设有可实时调节的配重装置；本装置及方法能够准确判断处沉渣层上表面的位置及沉渣厚度，在测量底盘底部和机械探针压力的同时，并测量机械探针的倾斜度，可综合压力值及倾斜值对测试结果进行修正，从而得到准确的沉渣厚度。
专利类型：	发明专利
申请人：	武汉中岩科技股份有限公司
发明人：	杨永波;张琦涛;邹宇;尹中南;李超胜;张坤;刘少平;丁明珠
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN201911354818.2
公开号：	CN111042225A
代理机构：	南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：	徐瑛;祝蓉蓉
分类号：	E02D33/00;E;E02;E02D;E02D33;E02D33/00
申请人地址：	430074 湖北省武汉市武昌区水果湖街小洪山中区2号422栋
主权项：	1.一种准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置，包括位于地面上的上位机,和位于桩内的与所述上位机线缆连接的沉渣探头，所述沉渣探头包括外壳和底盘，所述外壳内从上至下依次设有上密封件、电路板、电机、机械探针和下密封件，所述机械探针穿过所述下密封件及底盘向外伸出；其特征在于，所述底盘的底面均布有至少四个第一压力传感器；所述机械探针的端部设有第二压力传感器，用于记录进入沉渣层中直至沉渣层底部的实时压力值；所述机械探针的本体上还设有测量其倾角的角度传感器；所述第一压力传感器、所述第二压力传感器及所述角度传感器均与所述电路板和上位机电连接；所述底盘上设有可实时调节的配重装置和/或面积调整装置。 2.一种根据权利要求1所述的准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置，其特征在于，所述上位机的工作流程包括如下步骤：步骤(1)、准备工作，测试所述上位机功能，收集资料，在所述上位机中设置相关的参数；步骤(2)、控制绞盘通过线缆下放沉渣探头；步骤(3)、下放过程中实时观察和记录底盘下方的第一压力传感器的数值变化；步骤(4)、根据底盘下方的第一压力传感器的数值变化判断底盘是否下放到沉渣层的上表面；若第一压力传感器的数值区域稳定，无明显波动，表示到达沉渣层上表面，则进行下一步骤；若第一压力传感器的数值为平稳缓慢上升的趋势，则跳转步骤(3)继续下放沉渣探头；步骤(5)、停止下放沉渣探头；步骤(6)、比较所述底盘下方的各个第一压力传感器的数值，每个第一压力传感器的数值相同或在允许的误差范围内，则判断所述沉渣探头与沉渣层上表面接触良好，无需调整所述沉渣探头，跳转至步骤(8)；若存在某个第一压力传感器的数值超出误差范围大于或小于其它第一压力传感器的数值，则判断所述沉渣探头与沉渣层上表面接触异常，跳转至步骤(7)；步骤(7)、通过控制配重装置，改变底盘的重量或面积，平衡底盘与渣层上表面的接触位置，然后重复步骤(6)；步骤(8)、机械探针的位置初始化检查，控制机械探针处于初始位置，即底盘的正中心；步骤(9)、控制机械探针开始向下伸出；步骤(10)、实时记录机械探针端部的第二压力传感器数值、伸出距离及角度传感器的角度值；步骤(11)、第二压力传感器数值及角度传感器的角度值发生突变，结合底部下的第一压力传感器的数值判断机械探针是否到达沉渣层底部；若“是”，跳转至下一步；若“否”，跳转至步骤(10)；步骤(12)、机械探针停止运动；步骤(13)、绘制机械探针伸出距离与角度值之间的变化曲线；绘制机械探针伸出距离与第二传感器的数值之间的变化曲线；步骤(14)、机械探针回复到初始位置；步骤(15)、沉渣探头提升至地面；步骤(16)、检测结束。 3.一种具有如权利要求1所述的准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：步骤一：根据现场环境安装设置上位机、沉渣探头；调试上位机，准备检测；步骤二：控制所述上位机下放所述沉渣探头，观察底盘下方的各个第一压力传感器数值变化，待各个所述第一压力传感器的竖直趋于稳定时，所述沉渣探头刚好接触沉渣层上表面，停止下放所述沉渣探头；步骤三：根据每个所述第一压力传感器的数值大小，确定是否需要通过配重装置调整所述底盘的配重；保持所述底盘与沉渣层上表面的稳定接触，并控制平衡；步骤四：初始化机械探针的初始位置，控制所述机械探针向下伸出，到达沉渣层底部时，所述机械探针会接触到硬土层，此时所述机械探杆的垂直度会发生突变，通过突变的位置确定沉渣厚度；所述步骤四中沉渣厚度的确定具体如下：在向下运动过程中实时观察所述机械探针端部第二压力传感器的数值以及所述机械探针倾角变化，以此来准确判断所述机械探针到达硬土层的位置，再根据第二压力传感器的压力值和倾角情况对沉渣厚度测试值进行修正，确定实际的沉渣厚度。 4.根据权利要求1～3任一所述的准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置，其特征在于，所述底盘为圆形，具有同心设置的内圆盘和外圆盘，所述内圆盘与所述外圆盘之间通过中心对称的径向肋条连接；所述外圆盘靠近沉渣的一面设有四个所述第一压力传感器，四个所述第一压力传感器绕所述底盘的中轴线中心对称设置。 5.根据权利要求1所述的准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置，其特征在于，所述底盘为夹心结构，内部周向的均布有若干扇形盘，所述扇形盘均连接有径向的连接板，所述连接板上设有连接柱；所述底盘的上方还设有转盘，所述转盘套设在所述外壳的外圆周上；所述转盘靠近所述底盘的一面均布有若干弧形槽；所述连接柱分别位于所述弧形槽中；所述弧形槽以所述底盘的中轴线中心对称设置。 6.根据权利要求1～3任一所述的准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置，其特征在于，所述配重装置为设置在所述底盘上的配重箱，所述配重箱套设在所述外壳上，所述配重箱的侧壁设有进水孔或排水孔，所述配重箱内设有调节阀，通过所述调节阀向所述配重箱中抽水或排水，以改变所述配重箱的重量。 7.根据权利要求1～3任一所述的准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置，其特征在于，所述角度传感器为电子罗盘。 8.根据权利要求1所述的准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置，其特征在于，所述电路板和所述电机均电连接所述上位机；所述机械探针的上端部连接所述电机。
所属类别：	发明专利