一种水下混凝土灌注桩标高控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种水下混凝土灌注桩标高控制装置。所述控制装置包括取料筒和伸缩尺杆，其特征在于：所述伸缩尺杆为中空状，固定设置在取料筒的上端；所述取料筒为下端开口的圆筒状，其筒壁开设有多个直径小于水下混凝土粒径，且大于泥浆粒径的泥浆孔，泥浆孔的只能穿过泥浆，不能穿过混凝土，在取料筒的下开口处设有向筒内单向开启的下端盖，在取料筒内吊设有比重大于泥浆比重，小于混凝土比重的振动块，振动块。本实用新型专利技术结构简单、操作方便、拆卸容易、组装灵活、对于不同类型的水下灌注桩可以重复利用，可以有效控制水下灌注桩的桩顶标高及混凝土超灌高度。可有效降低建设项目生产成本，可获得了良好的经济效益。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及桩基施工领域，具体是一种可以快速准确控制钻孔灌注桩水下混凝土浇筑高度的水下混凝土灌注桩标高控制装置。
技术介绍
随着建筑行业的快速发展，水下混凝土灌注桩的使用也逐渐增大，比如一些高层建筑物基础、地下洞室、地下隧道、桥梁、港口、码头基础等，特别是一些软土地区的桥梁、港口、码头和高层建筑的基础设计，往往采用钻孔灌注桩进行水下混凝土灌注。由于地下空间的开发，桩顶的设计标高往往在底面以下，混凝土灌注过程中因泥浆混合物的存在，混凝土面的真实标高很难正确定位控制，往往是根据施工人员的施工经验以及一些临时简单的工具，如捞子、测绳等对混凝土浇筑面的高度进行判断，现有的测量方式时常会出现一些问题，特别是对于一些虚孔深度大的桩进行灌注时，由于简易工具无法使用，出现的问题更多更严重。目前水下混凝土灌注采用较多的方法是导管法和泵压法，其中导管法使用最为广泛，具体是将密封连接的钢管(或强度较高的硬质非金属管)作为水下混凝土的灌注通道，其底部以适当的深度埋在灌入的混凝土搅拌物内，在一定的落差压力作用下，形成连续密实的混凝土桩身。但根据桩基施工规范要求，随着混凝土的不断浇入，应及时测量混凝土顶面高度和导管的埋管深度，及时提拔拆除导管，使导管埋入混凝土中的深度保持在2m～6m间。由于无法真实确定混凝土面高度，时常会出现拔管过多使导管底高于混凝土面高度，造成断桩的发生，或者是拔管过短使浇筑困难等问题。而且规范中还要求在浇筑到设计标高后混凝土应该超灌800mm，同样由于无法准确确定混凝土面高度，往往造成混凝土超灌高度远远大于800mm，造成大量浪费。如按桩径800mm，平均每根桩超灌2.5m，C30混凝土按每立方按275元/m3计算，浪费混凝土量V＝3.14x0.4x0.4x2.5＝1.25m3。从安全角度，单节截桩长度一般不超过1.5米。如超灌2.5米需分段截桩，则每根桩需二次截桩，按目前人工费的市场价格每人150元/天，按每人每天截二桩，这样每根桩的截桩费用为：1×150＝150元；浪费混凝土费用为：1.25×275＝343.75元；平均一根桩浪费的总费用为：343.75+150＝493.75元。如果有1000根桩的工程项目，工程成本的额外支付费用：(343.75+150)×1000＝493750元，如果桩径越大，平均每根桩的额外费用越高。
技术实现思路
本技术根据现有技术的不足，提供一种操作简单、探测精度高，并能快速准确控制钻孔灌注桩水下混凝土浇筑高度的控制装置及其使用方法。本技术提供的技术方案：所述一种水下混凝土灌注桩标高控制装置包括取料筒和伸缩尺杆，其特征在于：所述伸缩尺杆为中空状，在尺杆外表面设有刻度层，伸缩尺杆固定设置在取料筒的上端，一般设置在其顶部，伸缩尺杆可以是多节中空尺杆套接而成，可以伸缩调节其长度，其形状类似于鱼杆，所述取料筒为下端开口的圆筒状，其筒壁开设有多个直径小于水下混凝土粒径，且大于泥浆粒径的泥浆孔，泥浆孔的只能穿过泥浆，不能穿过混凝土，在取料筒的下开口处设有向筒内单向开启的下端盖，在取料筒内吊设有比重大于泥浆比重，小于混凝土比重的振动块，振动块通过吊绳固定在取料筒的上端盖内侧；所述标高控制装置还包括控制器、报警器和振动传感器，所述振动传感器设置在取料筒上端盖内侧对应振动块的位置处，所述控制器和报警器均设置在伸缩尺杆的上端，振动传感器的信号输出端与控制器的信号输出端连接，控制器的信号输出端与报警器的信号输出端连接。本技术进一步的技术方案：所述振动块为圆锥体，吊设在取料筒的中央位置处，其比重在1.8～2.1之间；振动块为中空的圆锥体，在中空圆锥体添加不同比重的物料，对整个振动块的比重进行调节，使振动块的比重处于1.8-2.1之间。本技术较优的技术方案：所述取料筒的下端盖是由两个半圆形盖体通过铰链构件连接而成，所述铰链构件是由一根固定轴和多个铰链组成，其固定轴置于取料筒下端开口的中轴线上，两端分别固定在取料筒的筒壁上，多个铰链安装在固定轴上，并将两个半圆形盖体连接成一个圆形盖体，该圆形盖体的直径与取料筒的内径相等，在取料筒的下端开口边缘设有防止两个半圆形盖体向下开启的一个或多个挡块。本技术较优的技术方案：所述控制器的信号输出端与水下混凝土灌注装置的控制端连接。本技术较优的技术方案：所述取料筒的高度为10-20cm。本技术较优的技术方案：所述泥浆孔的孔径为3.5-4.5mm。本技术较优的技术方案：在取料筒下端口处设置一个挡块时，为环形的挡块；设置多个时，为弧形挡块或方形挡块。本技术的使用方案，其特征在于具体步骤如下：(1)准备水下混凝土灌注桩标高控制装置，该装置包括筒壁开设有多个泥浆孔的取料筒和伸缩尺杆，泥浆孔的直径大于泥浆粒径小于水下混凝土粒径的泥浆孔，泥浆孔的孔径一般为3.5-4.5mm，在取料筒的下开口处设有向筒内单向开启的下端盖，在取料筒内吊设有比重为1.8-2.1的振动块，在取料筒上端盖内侧对应振动块的位置处设置一个振动传感器，并在伸缩尺杆顶端设有内置控制器和报警器的控制盒，控制器与振动传感器通过导线连接；(2)清理水下混凝土灌注孔，并组装好水下混凝土灌注装置，确定水下混凝土灌注桩的标高，计算出设计标高离水下混凝土灌注孔孔口的距离；(3)调节伸缩尺杆的长度，使伸缩尺杆的长度比步骤(2)中计算的设计标高离水下混凝土灌注孔孔口的距离长700-800mm,并将准备好的水下混凝土灌注桩标高控制装置竖向置于水下混凝土灌注孔内，使取料筒刚好置于设计标高以上700-800mm的位置处，并将标高控制装置的顶部固定在地面；(4)开始灌注水下混凝土，在灌注过程中水下混凝土灌注孔内的混凝土和泥浆会从导管外由混凝土灌注孔底部向上不断的上升，当混凝土面到达取料桶底部，混凝土和泥浆上升的冲击力把取料筒底部的下端盖向筒内顶开，并进入取料筒内，进入的泥浆从取料筒筒壁上的泥浆孔溢出，混凝土继续进入，当接触到振动块时，由于振动块的比重比混凝土的比重小，便会浮在液态混凝土上，随着混凝土液面一起上升，并触碰到振动传感器，振动块在混凝土液面内会振动，振动传感器接受到振动信号，便通过导线传输给控制器，再通过控制控制报警器报警，此时便可判断混凝土面已经达到设计标高，便暂时停止混凝土的灌注；(5)停止混凝土灌注之后，从孔内取出水下混凝土灌注桩标高控制装置，查看取料筒内的混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下混凝土灌注桩标高控制装置，包括取料筒(1)和伸缩尺杆(2)，其特征在于：所述伸缩尺杆(2)为中空状，固定设置在取料筒(1)的上方；所述取料筒(1)为下端开口的圆筒状，其筒壁开设有多个直径小于水下混凝土粒径，且大于泥浆粒径的泥浆孔(3)，在取料筒(1)的下开口处设有向筒内单向开启的下端盖(4)，在取料筒(1)内吊设有比重大于泥浆比重，小于混凝土比重的振动块(5)，振动块(5)通过吊绳(6)固定在取料筒(1)的上端盖内侧；所述标高控制装置还包括控制器(7)、报警器(8)和振动传感器(9)，所述振动传感器设置在取料筒(1)上端盖内侧对应振动块(5)的位置处，所述控制器(7)和报警器(8)均设置在伸缩尺杆(2)的上端，振动传感器(9)的信号输出端与控制器(7)的信号输出端连接，控制器(7)的信号输出端与报警器(8)的信号输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种水下混凝土灌注桩标高控制装置，包括取料筒(1)和伸缩尺杆
(2)，其特征在于：所述伸缩尺杆(2)为中空状，固定设置在取料筒(1)
的上方；所述取料筒(1)为下端开口的圆筒状，其筒壁开设有多个直径小
于水下混凝土粒径，且大于泥浆粒径的泥浆孔(3)，在取料筒(1)的下开
口处设有向筒内单向开启的下端盖(4)，在取料筒(1)内吊设有比重大于
泥浆比重，小于混凝土比重的振动块(5)，振动块(5)通过吊绳(6)固
定在取料筒(1)的上端盖内侧；所述标高控制装置还包括控制器(7)、报
警器(8)和振动传感器(9)，所述振动传感器设置在取料筒(1)上端盖
内侧对应振动块(5)的位置处，所述控制器(7)和报警器(8)均设置在
伸缩尺杆(2)的上端，振动传感器(9)的信号输出端与控制器(7)的信
号输出端连接，控制器(7)的信号输出端与报警器(8)的信号输出端连
接。
2.根据权利要求1所述的一种水下混凝土灌注桩标高控制装置，其特
征在于：所述振动块(5)为圆锥体，吊设在取料筒(1)的中央位置处，
其比重在1.8～2.1之间。
3.根据权利要求1所述的一种水下混凝土灌注桩标高控制装置，其特
征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘富均，万加勤，江永建，许明能，丁雷，席鹏，柳文涛，李洪波，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42