用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测装置及方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测装置及方法。

背景技术

灌注桩孔底沉渣指钻孔和清空过程中沉淀或塌孔留下的，未被循环泥浆带走的沉淀物，一般是较粗颗粒，沉渣厚度即沉渣的层高。沉渣的存在极大影响了混凝土灌注桩的抗压承载力，或者使得建筑物的沉降超过设计要求。因此，灌注桩的施工和检测规范对沉渣厚度均有严格规定，一般沉渣厚度应不超过50～200mm，检测精度小于10mm。

目前检测灌注桩孔底沉渣厚度的方法基本分为两类：电阻率差异法和测锤法（包含类似的测锥法和测饼测针法等等）。

电阻率差异法是使用一种测量探头，在桩孔的泥浆中测量探头下放至孔底附近时开始测量探头周围的电阻率。沉渣的电阻率与泥浆的电阻率不同，通过测量孔底电阻率的变化，就可测出沉渣的厚度。一般在探管下端安装两个电极，当电极埋入沉渣中时，通电即可测出此时周围物质的电阻率；当探管提升出沉渣进入泥浆时，又可测出此时泥浆的电阻率，从电阻率变化曲线上可测出沉渣厚度。通过主机连线探头，由主机发出采集电阻率的指令，对孔底不同深度电阻率进行测量，从而获得孔底沉渣厚度。

测锤法、测锥法以及测饼测针法各有差异，测锤法通过测绳将测锤放到孔底，凭手感探知沉渣顶面的位置，再根据钻孔时测得的孔深，将沉渣顶面到孔口深度相减就是沉渣厚度，其测量精度有限。测饼测针法是通过测饼测得沉渣顶面位置、通过测针测得测饼至孔底位置，两者的深度相减得出沉渣厚度。测量的桩孔深可达几十米至上百米，由于是两次测量，并且通过测绳测量距离，受测绳的拉力以及两次测量的累计误差影响，最终沉渣厚度测量的精度有限，且测量的时间较长。

为提高测饼测针法的检测精度，目前，有采用机电的装置将测饼、测针做在一起，测饼到了沉渣顶面后，由上部主机发送指令将测针通过动力装置压入沉渣，然后自动测得测针的压入深度即沉渣厚度。该检测方式原理清晰，测量准确，但需要一套机电装置和控制系统，设备成本较高，且操作繁琐，检测作业效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测装置及方法，本装置及方法克服传统孔底沉渣厚度检测的缺陷，本装置结构简单，制作方便，且成本极低；本方法操作便捷，可精确测量孔底沉渣厚度，显著提高检测作业效率。

为解决上述技术问题，本发明用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测装置包括测饼、测针、测针定位套、左支架、右支架、集线环、两根L形锁扣和两根拉绳，所述测饼中心设有通孔，所述测针定位套设于所述测饼顶面并且与通孔同轴，所述测针定位套两侧面沿长度方向设有长槽，所述测针插入所述测针定位套内，所述左支架和右支架分别设于所述测饼顶面并且位于所述测针定位套两侧，所述两根L形锁扣的长臂与短臂交界处分别铰接于所述左支架和右支架并且短臂正对所述测针定位套两侧面的长槽，所述集线环设于所述测针顶端，所述两根拉绳穿入所述集线环并且底端分别连接所述两根L形锁扣的长臂自由端、顶端穿出所述集线环后合并成一根拉绳。

进一步，所述测饼为厚度5mm、直径200mm的钢板，所述测针为Φ10～25mm、长度200mm的圆钢筋。

进一步，所述集线环的外径大于所述测针定位套的内径。

进一步，本装置还包括配重块，所述配重块设于所述测针顶端并且位于所述集线环下方。

进一步，所述测针下段表面沿轴向间隔设有螺纹圈。

一种基于上述装置的用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测方法包括如下步骤：

步骤一、放入桩孔之前，将装置放置在平坦地面，使得测针底端与测饼底面齐平；

步骤二、拉起集线环上方的一根拉绳，两根L形锁扣分别沿与左支架和右支架的铰接点转动，使得两根L形锁扣的短臂伸入测针定位套两侧面的长槽并抵紧测针，锁定测针在测针定位套内的位置；

步骤三、提起拉绳，将装置放入桩孔，测饼位于孔底沉渣表面时，由沉渣将测饼支撑住，松开拉绳，同时两根L形锁扣复位并解除对测针的锁定，测针穿过测饼中心通孔并下插到孔底；

步骤四、重新提起拉绳，两根L形锁扣锁定测针位置，然后通过拉绳将装置从桩孔拉出，测量测针探出测饼底面的长度即为沉渣厚度。

由于本发明用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测装置及方法采用了上述技术方案，即本装置的测饼中心设有通孔，测针定位套设于测饼顶面并且与通孔同轴，测针定位套两侧面设有长槽，测针插入测针定位套内，左右支架设于测饼顶面并且位于测针定位套两侧，两根L形锁扣铰接于左右支架并且短臂正对测针定位套两侧面的长槽，集线环固定于测针顶端，两根拉绳穿入集线环并且在底端连接两根L形锁扣的长臂自由端、顶端穿出集线环后合并成一根拉绳。本方法通过两根L形锁扣锁定测针位置，测饼置于孔底沉渣表面时解除测针锁定，测针穿过测饼中心通孔并下插到孔底；向上拉拽拉绳时再次锁定测针位置后提出测饼和测针，测量测针探出的长度即为沉渣厚度。本装置结构简单，制作方便，且成本极低；本方法操作便捷，可精确测量孔底沉渣厚度，显著提高检测作业效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测装置结构示意图；

图2为本检测装置中测针位置锁定状态示意图；

图3为本检测装置位于灌注桩孔底沉渣表面实施沉渣厚度检测示意图；

图4为本检测装置采用拉绳提出灌注桩孔示意图。

具体实施方式

实施例如图1和图2所示，本发明用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测装置包括测饼11、测针12、测针定位套2、左支架3、右支架4、集线环5、两根L形锁扣8和两根拉绳9，所述测饼11中心设有通孔，所述测针定位套2设于所述测饼11顶面并且与通孔同轴，所述测针定位套2两侧面沿长度方向设有长槽21，所述测针12插入所述测针定位套2内，所述左支架3和右支架4分别设于所述测饼11顶面并且位于所述测针定位套2两侧，所述两根L形锁扣8的长臂81与短臂82交界处分别铰接于所述左支架3和右支架4并且短臂82正对所述测针定位套2两侧面的长槽21，所述集线环5设于所述测针12顶端，所述两根拉绳9穿入所述集线环5并且底端分别连接所述两根L形锁扣8的长臂81自由端、顶端穿出所述集线环5后合并成一根拉绳91。

优选的，所述测饼11为厚度5mm、直径200mm的钢板，所述测针12为Φ10～25mm、长度200mm的圆钢筋。

优选的，所述集线环5的外径大于所述测针定位套2的内径。拉绳穿过集线环起到使整个检测装置的朝向保持竖直的作用，同时万一测针从测饼中掉出来，仍然通过集线环连套在拉绳内不至于掉落。

优选的，本装置还包括配重块6，所述配重块6设于所述测针12顶端并且位于所述集线环5下方。配重块可根据沉渣性质设置，钻孔施工过程中沉渣是从孔内泥浆的沙粒沉淀到孔底形成，是混入了泥浆、黏性土的松散堆积物，采用常规测针即可轻松插入沉渣；但是对于某些地区含有大颗粒砂土、碎石土的沉渣，通过配重块可确保测针插入沉渣内。

优选的，所述测针12下段表面沿轴向间隔设有螺纹圈7。通过拉绳使两根L形锁扣的短臂伸入测针定位套两侧面的长槽并抵紧测针时，L形锁扣的短臂抵紧至相邻的螺纹圈之间，从而确保L形锁扣对测针的夹持，避免两者之间产生相对滑动，尤其对于设有配重块的测针，可确保测针的锁定。同时，沉渣厚度的检测精度要求为小于10mm，而相邻螺纹圈的间距远小于10mm，因此测针表面设置螺纹圈并不影响本装置的检测精度。

如图3和图4所示，一种基于上述装置的用于灌注桩孔底沉渣厚度的检测方法包括如下步骤：

步骤一、放入桩孔10之前，将装置放置在平坦地面，使得测针12底端与测饼11底面齐平；

步骤二、拉起集线环5上方的一根拉绳91，两根L形锁扣8分别沿与左支架和右支架的铰接点转动，使得两根L形锁扣8的短臂伸入测针定位套2两侧面的长槽并抵紧测针12，锁定测针12在测针定位套2内的位置；提绳移动装置时，测针与测饼被锁在一起不会产生相对移动

步骤三、提起拉绳91，将装置放入桩孔10，测饼11位于孔底沉渣13表面时，由沉渣13将测饼11支撑住，松开拉绳91，同时两根L形锁扣8复位并解除对测针12的锁定，测针12穿过测饼11中心通孔并下插到孔底；

步骤四、重新提起拉绳91，两根L形锁扣8锁定测针12位置，然后通过拉绳91将装置从桩孔10拉出，测量测针12探出测饼11底面的长度即为沉渣13厚度。

本装置和方法利用测饼测针法进行沉渣厚度检测，但无需机电装置和控制系统，仅采用一套自动锁扣和解锁机构对测针进行锁定和解锁，可精确测量沉渣厚度，装置制作成本极低，检测效果极好，且检测操作方便，显著提高检测作业效率。