本发明专利技术属于岩土工程技术领域，公开了一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量装置及方法，其装置包括通过多根吊绳连接的上圆盘和下圆盘，所述上圆盘下设置有一探针，探针针头位于下圆盘的通孔处，还包括位移记录机构，位移记录机构通过弹簧使拉紧吊绳始终处于拉紧状态进而带动圆筒和齿轮转动，并通过激光接收器从齿轮相邻轮齿之间的间隙接收来自激光发射器发射的激光信号，并将该激光信号发送给计算机。本发明专利技术可精确测量钻孔灌注桩桩底沉渣厚度，从而对成孔的质量做出判断，可有效地提高桩基的承载力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土工程
，具体涉及一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量装置及方法。
技术介绍
钻孔灌注桩具有适用范围广、单桩承载力高、施工噪音低、振动小且单价低的优点，已在桥梁、市政、公路等各类建筑工程中得到了广泛应用，因此，对灌注桩的施工质量控制显得尤为重要。在施工过程中，由于受到施工工艺和现场环境的影响，被切削或冲击破裂的岩土碎屑及塌落的土块和泥浆混在一起，沉淀于孔底部，当遇有厚砂层时，孔底还有一层沉沙，这些孔底的沉淀物经正反循环清孔，仍未能全部清除而残留在孔底部的物体即为沉渣。灌注桩桩底沉渣厚度是成孔质量的重要指标之一，沉渣过厚会导致桩的承载力不足，这点对于端承型的灌注桩来说尤为明显，因此，在施工过程中加强桩底沉渣厚度的控制和检测，是保证钻孔灌注桩施工质量的关键措施之一。目前，孔底沉渣厚度的测量方法主要有重锤法、取芯法和声发射法。其中，重锤法应用最为广泛，但是其误差较大，仅仅依靠测试人员的手感来判断沉渣界面；而取芯法属于事后判断，工作量大，无法解决灌桩前沉渣过厚的问题；声发射法虽然测量精度有较大的提升，但成本较高，设备保养维修较为麻烦。因此，研发成本低、精度高的孔底沉渣厚度测量装置尤为重要，对促进岩土力学的发展具有重要意义。
技术实现思路
针对
技术介绍
中孔底沉渣厚度测量方法的缺点，本专利技术的目的在于提供一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量装置及方法，它结构简单，成本低廉，测量可靠，可精确测量钻孔灌注桩桩底沉渣厚度，从而对成孔的质量做出判断，可有效地提高桩基的承载力，适用于桥梁、市政、公路等工程的桩基工程。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量装置，该装置包括通过多根吊绳连接的且平行设置
的上圆盘和下圆盘，所述上圆盘的底部垂直设置有一探针，所述探针底部的针头位于开设在所述下圆盘上的通孔处，所述探针可沿着所述通孔做上下滑动，所述上圆盘的底部还设置有位移记录机构，所述位移记录机构包括U型轴、圆筒、齿轮、弹簧、拉紧吊绳、激光发射器、激光接收器和计算机，所述U型轴的两竖段固定安装在所述上圆盘的底部，所述圆筒绕其自身轴线转动安装在所述U型轴的横段上，所述弹簧设置在所述圆筒内，其一端与所述U型轴的横段连接，其另一端与所述圆筒的内壁连接，所述弹簧向所述圆筒施加转矩T，所述拉紧吊绳的一端缠绕在所述圆筒的侧壁上，所述拉紧吊绳的另一端与所述下圆盘固定连接，所述下圆盘向所述圆筒施加转矩T′，T′与T方向相反，且T′略大于T，所述齿轮与所述圆筒同轴设置且安装在所述圆筒的端部，所述齿轮的轮齿位于所述圆筒外，所述激光发射器和激光接收器分别设置在所述齿轮的两侧，所述激光接收器从所述齿轮相邻轮齿之间的间隙接收来自激光发射器发射的激光信号，并将该激光信号发送给计算机。按上述技术方案，所述探针安装在所述上圆盘的中心位置。按上述技术方案，所述激光接收器安装在所述U型轴的竖段上，所述激光发射器通过固定轴安装在所述上圆盘的底部。按上述技术方案，所述计算机与所述探针连接，且控制所述探针低频密锤。相应的，本专利技术还提供一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量方法，包括以下步骤：S1、将上述装置放入钻孔内，初始状态的吊绳和拉紧吊绳均处于拉紧状态，下圆盘的底面和探针针头位于同一水平面；S2、在探针逐渐落入沉渣底部的过程中，下圆盘逐渐被沉渣托起，此时拉紧吊绳在弹簧的作用下再次被拉紧，从而带动圆筒转动，进而带动齿轮同步转动，齿轮每转动一个轮齿，激光接收器则接收到一个来自激光发射器发射的激光信号，初始时刻激光接收器的信号为0；S3、当探针下放到沉渣层底时，齿轮转动k个齿，则激光接收器正好接收k个激光信号，计算机根据接收到的激光信号的个数，由下式计算得出下圆盘上升的高度H：式中：n为齿轮的轮齿个数，D为齿轮的直径。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术利用机械原理带动齿轮转动，并通过激光原理读取数字信号，减少了声发射的投入，大幅度降低了成本；而且，本专利技术使用激光发射器和激光接收器收发激光信号，测得的数据均是通过激光读取的数字信号，受外界因素干扰小，稳定性更好，测量精度高；另外，本专利技术采用探针，使其针头低频密锤直至到达沉渣底端，
可以有效的保证测量数据的准确性。本专利技术可精确测量钻孔灌注桩桩底沉渣厚度，从而对成孔的质量做出判断，可有效地提高桩基的承载力，可广泛应于于铁路、港口、公路、水利、高层建筑等众多岩土工程领域中。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术实施例的结构示意图。图2为本专利技术下放到沉渣底部下圆盘被沉渣托起时的示意图。图3为本专利技术实施例中位移记录机构的结构示意图。图4为本专利技术实施例中齿轮的结构示意图。图中：1-上圆盘、2-下圆盘、2.1-通孔、3-位移记录机构、4-探针、5-导线、6-计算机、7-吊绳、8-固定轴、9-拉紧吊绳、10-齿轮、11-弹簧、12-圆筒、13-U型轴、14-激光发射器、15-激光接收器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-图4所示，一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量装置，包括通过多根吊绳7(本实施例中采用两根)连接的且平行设置的上圆盘1和下圆盘2，上圆盘1的底部垂直设置有一探针4，探针4底部的针头位于开设在下圆盘2上的通孔2.1处，探针4可沿着通孔2.1做上下滑动，上圆盘1的底部还设置有位移记录机构3，位移记录机构3包括U型轴13、圆筒12、齿轮10、弹簧11、拉紧吊绳9、激光发射器14、激光接收器15和计算机6，U型轴13的两竖段固定安装在上圆盘1的底部，圆筒12绕其自身轴线转动安装在U型轴13的横段上，弹簧11设置在圆筒12内，其一端与U型轴13的横段连接，其另一端与圆筒12的内壁连接，弹簧11向圆筒12施加转矩T，拉紧吊绳9的一端缠绕在圆筒12的侧壁上，拉紧吊绳9的另一端与下圆盘2固定连接，下圆盘2向圆筒施加转矩T′，T′与T方向相反，且T′略大于T，齿轮10与圆筒12同轴设置且安装在圆筒12的端部，齿轮10的轮齿位于圆筒12外，激光发射器14和激光接收器15分别设置在齿轮10的两侧，激光接收器15从齿轮10相邻轮齿之间的间隙接收来自激光发射器14发射的激光信号，并将
该激光信号发送给计算机6。在本专利技术的优选实施例中，如图1所示，探针4安装在上圆盘1的中心位置，以保证该装置在工作过程中的稳定性。在本专利技术的优选实施例中，如图3所示，激光接收器15安装在U型轴的竖段上，激光发射器14通过固定轴8安装在上圆盘1的底部，激光接收器和激光发射器固定方式简单可靠，进一步降低成本。在本专利技术的优选实施例中，如图1所示，计算机6与探针4连接，且控制探针4低频密锤，使探针发生小振幅密集震动，以使探针针头顺利达到沉渣底层。相应的，如图1、图2所示，本专利技术还提供一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量方法，包括以下步骤：S1、将上述装置放入钻孔内，初始状态的吊绳7和拉紧吊绳9均处于拉紧状态，下圆盘2的底面和探针4针头位于同一水平面；S2、在探针4逐渐落入沉渣底部的过程中，下圆盘2逐渐被沉渣托起，此时拉紧吊绳9在弹簧11的作用下再次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量装置，其特征在于，该装置包括通过多根吊绳(7)连接的且平行设置的上圆盘(1)和下圆盘(2)，所述上圆盘(1)的底部垂直设置有一探针(4)，所述探针(4)底部的针头位于开设在所述下圆盘(2)上的通孔(2.1)处，所述探针(4)可沿着所述通孔(2.1)做上下滑动，所述上圆盘(1)的底部还设置有位移记录机构(3)，所述位移记录机构(3)包括U型轴(13)、圆筒(12)、齿轮(10)、弹簧(11)、拉紧吊绳(9)、激光发射器(14)、激光接收器(15)和计算机(6)，所述U型轴(13)的两竖段固定安装在所述上圆盘(1)的底部，所述圆筒(12)绕其自身轴线转动安装在所述U型轴(13)的横段上，所述弹簧(11)设置在所述圆筒(12)内，其一端与所述U型轴(13)的横段连接，其另一端与所述圆筒(12)的内壁连接，所述弹簧(11)向所述圆筒(12)施加转矩T，所述拉紧吊绳(9)的一端缠绕在所述圆筒(12)的侧壁上，所述拉紧吊绳(9)的另一端与所述下圆盘(2)固定连接，所述下圆盘(2)向所述圆筒(12)施加转矩T′，T′与T方向相反，且T′略大于T，所述齿轮(10)与所述圆筒(12)同轴设置且安装在所述圆筒(12)的端部，所述齿轮(10)的轮齿位于所述圆筒(12)外，所述激光发射器(14)和激光接收器(15)分别设置在所述齿轮(10)的两侧，所述激光接收器(15)从所述齿轮(10)相邻轮齿之间的间隙接收来自激光发射器(14)发射的激光信号，并将该激光信号发送给计算机(6)。...
【技术特征摘要】
1.一种钻孔灌注桩沉渣厚度精准测量装置，其特征在于，该装置包括通过多根吊绳(7)连接的且平行设置的上圆盘(1)和下圆盘(2)，所述上圆盘(1)的底部垂直设置有一探针(4)，所述探针(4)底部的针头位于开设在所述下圆盘(2)上的通孔(2.1)处，所述探针(4)可沿着所述通孔(2.1)做上下滑动，所述上圆盘(1)的底部还设置有位移记录机构(3)，所述位移记录机构(3)包括U型轴(13)、圆筒(12)、齿轮(10)、弹簧(11)、拉紧吊绳(9)、激光发射器(14)、激光接收器(15)和计算机(6)，所述U型轴(13)的两竖段固定安装在所述上圆盘(1)的底部，所述圆筒(12)绕其自身轴线转动安装在所述U型轴(13)的横段上，所述弹簧(11)设置在所述圆筒(12)内，其一端与所述U型轴(13)的横段连接，其另一端与所述圆筒(12)的内壁连接，所述弹簧(11)向所述圆筒(12)施加转矩T，所述拉紧吊绳(9)的一端缠绕在所述圆筒(12)的侧壁上，所述拉紧吊绳(9)的另一端与所述下圆盘(2)固定连接，所述下圆盘(2)向所述圆筒(12)施加转矩T′，T′与T方向相反，且T′略大于T，所述齿轮(10)与所述圆筒(12)同轴设置且安装在所述圆筒(12)的端部，所述齿轮(10)的轮齿位于所述圆筒(12)外，所述激光发射器(14)和激光接收器(15)分别设置在所述齿轮(10)的两侧，所述激光接收器(15)从所述齿轮(10)相邻轮齿...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙聪，张勇，邓利明，肖铭钊，郭鹏，刘莎，安进新，尹炼，别璐，
申请(专利权)人：武汉市市政建设集团有限公司，武汉市市政路桥有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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