CN102071707B - 挤扩支盘灌注桩成形检测设备 - Google Patents
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Abstract
一种挤扩支盘灌注桩成形检测设备，包括工作平台、旋转液压马达、接长杆、支盘成形挤扩机构和液压控制中心，旋转液压马达与接长杆传动连接，接长杆的下端安装液压缸，液压缸内腔中部安装液压活塞，活塞杆与液压活塞固定连接，活塞杆伸出液压缸的下端，活塞杆与四连杆支盘挤扩臂连接，在液压缸内安装用以检测活塞杆移动行程的位移传感器，位移传感器的一端安装在液压缸的上腔体的顶壁，位移传感器的另一端安装在液压活塞的上端，位移传感器与用以根据活塞杆位移计算支盘孔大小实现成形检测的检测控制模块连接。本发明操作简便、实时性强、工作效率高、有效适应恶劣工作条件。
Description
技术领域
本发明涉及支盘桩领域，尤其是一种挤扩支盘灌注桩成形检测设备。
背景技术
支盘灌注桩的特点是在普通的混凝土灌注桩的基础上增加了一道或是多道挤扩支盘，此增加支盘是支盘灌注桩区别于原有桩基的主要标志，增加的支盘使整个桩基的受力机理发生根本性的改变，因而，挤扩成形支盘的质量至关重要。在成桩过程中，对支盘桩成桩质量的检测内容除普通灌注桩的检测之外，还有支盘的盘径、盘位的检测项目。
现有的支盘桩检测包括孔深检测、孔径和盘径检测。孔径和盘径检测可以归为3类：1、检测成孔后钻头直径；2、采用井径仪进行抽检；3用声波孔壁测定仪检测。
采用井径仪由机械测头由互成90度的四条井径臂组成，在测量开始之前，四条井径臂合拢并用弹簧锁定；工作时四条测臂向下打开，测臂末端紧贴桩孔壁，随着井径仪的向上提升，井径臂沿着孔壁凹凸不平的形状表面相应张开或缩进带动密封筒内的活动杆上的下移动，使四组串联的电阻触点来回滑动，不断改变电阻大小，通过记录回路电压信号的变化，可以得出孔径、孔壁的大小和形状。盘距的检查根据施工记录和现场测量来检测。成孔垂直度的检测采用声波孔壁检测仪。
用声波孔壁测定仪检测主要由振荡器发生一定频率的电脉冲信号，经过放大器后，由发射探头转换为声波并发射。声波发射遇到不同介质的分界面后会被反射。接收探头将接收到反射后的声波转换成电信号，经过处理可以得出测量的孔壁孔径。
滑线电阻井径仪和声波孔壁测定仪检测时，都需将挤扩支盘主机头起吊并提升出桩孔，再将测试仪器从孔口放入，需要另外一个工序，而不是在支盘挤扩的同时就一并完成；井径仪工作时，对所测区域是井径臂与桩孔的接触的两点，工作区域小，工作效率不高；此外，桩孔挤扩之后，桩孔之内存在着淤泥和水，工作条件比较恶劣，对滑线电阻井径仪的四个井臂的张开和收拢都造成一定的影响，对井径仪提升拉杆的在滑动工况下的密封防水做出了严格的要求。
现有的测量仪器的缺点：1) 需额外起升设备，工作时需要格外的设备将测量设备放入所测桩孔内；2）测量实时性不足，工作效率不高，不能在支盘挤扩瞬时测量出孔径孔深；3）易受工作环境影响，对防水密封性能提出很高要求。
发明内容
为了克服已有的支盘桩的桩基支盘孔径孔深检测设备的操作不便、实时性不高、工作效率低、不适应恶劣工作条件，本发明提供一种操作简便、实时性强、工作效率高、有效适应恶劣工作条件的挤扩支盘灌注桩成形检测设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种挤扩支盘灌注桩成形检测设备，包括工作平台、旋转液压马达、接长杆、支盘成形机挤扩机构和液压控制中心，所述旋转液压马达安装在底座上，所述底座安装在所述工作平台上，所述旋转液压马达与所述接长杆传动连接，所述支盘成形挤扩机构包括液压缸、活塞杆和四连杆支盘挤扩臂，所述接长杆的下端安装所述液压缸，所述液压缸内腔中部安装液压活塞，所述活塞杆与所述液压活塞固定连接，所述活塞杆伸出所述液压缸的下端，所述活塞杆与所述四连杆支盘挤扩臂连接，所述旋转液压马达和液压缸均与所述液压控制中心连接，在所述液压缸内安装用以检测活塞杆移动行程的位移传感器，所述位移传感器的一端安装在液压缸的上腔体的顶壁，所述位移传感器的另一端安装在所述液压活塞的上端，所述位移传感器与用以根据活塞杆位移计算支盘孔大小实现成形检测的检测控制模块连接。
所述旋转液压马达通过联轴器与传动轴连接，所述传动轴与所述接长杆连接。
所述旋转液压马达的输出轴上安装角度传感器。
本发明的技术构思为：支盘挤扩时就能检测支盘孔径及孔深的检测设备，在施工的过程中可以实时检测桩孔的垂直度。可以检测出支盘桩的孔径和支盘深度，提高了工作效率。设备在支盘挤扩过程中进行实时检测，在挤扩完成之后进行核对。因为在工作的同时测量，更能真实反映支盘桩的形状、深度等参数。
利用原有的支盘挤扩成形装置的四连杆支盘挤扩臂，不另行添加零件。由于支盘挤扩装置的工作环境中除了土层，当地下水位比较高时，挤装置的四连杆挤扩臂处于淤泥和沙石的工作工况，因而，检测挤扩参数的位移传感器不能安装外挤扩臂的表面，直接暴露于工作环境，本发明将位移传感器安装在挤压用液压缸内部，保持液压缸内的压力保持不变，位移传感器可以正常工作。液压缸的移动距离和支盘四连杆挤扩成形装置成一个函数关系，通过测量液压缸的行程便可以求解四连杆的扩张尺寸，数据采集系统采集液压缸内位移传感器的信号和安装于控制旋转接长杆上的角度传感器信号，便可以得出支盘在此角度下挤扩时所处的几何参数，通过控制支盘挤扩角度，可以记录支盘旋转一周的所有几何尺寸参数。
在挤扩瞬时测量加载在支盘挤扩臂上的力，根据力的大小，判断出支盘臂是否与孔臂的相对位置。记录支盘挤扩臂的扩张尺寸、旋转液压马达角度和接长杆的深度等参数，得到当前角度下挤扩孔然后支盘孔径和孔深等几何参数。通过控制支盘工臂在挤扩方向的360度任意角度定位，记录下旋转一周的尺寸参数，然后将每个角度下的尺寸融合整个支盘孔径和孔深，通过数据拼接处理得出桩基的形状尺寸和深度。当支盘挤扩完毕支盘修行过程中，通过测量支盘臂的受力状况，测量数据在修孔过程所测得尺寸进行记录，与上次的所测得的数据进行对比校核。
在支盘挤扩成形的同时一并将挤扩的尺寸记录，进行对比校核，一旦发现尺寸不符合要求还可以进行即时的修正，免去了二次吊装测试仪器的工序，工作效率成倍提高。
本发明的有益效果主要表现在：1）检测设备利用挤扩支盘装置作为载体，无需额外的提升和吊装机构，工作效率提高；2）由于挤扩装置是检测设的组成部分，测量实时性好，能同时测量孔径和孔深，工作效率高；3）将测量传感器安装在油缸内，使传感器免受恶劣的工作环境，检测设备性能稳定，测量精度高；4）检测装置对检测尺寸实时校核，数据的准确性高。
附图说明
图1是挤扩支盘灌注桩成形检测设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种挤扩支盘灌注桩成形检测设备，包括工作平台6、旋转液压马达1、接长杆7、支盘成形挤扩机构和液压控制中心14，所述旋转液压马达1安装在底座5上，所述底座5安装在所述工作平台6上，所述旋转液压马达1与所述接长杆7传动连接，所述支盘成形机挤扩机构包括液压缸8、活塞杆9和四连杆支盘挤扩臂12，所述接长杆7的下端安装所述液压缸8，所述液压缸8内腔中部安装液压活塞10，所述活塞杆为单伸出活塞杆，所述活塞杆9与所述液压活塞10固定连接，所述活塞杆9伸出所述液压缸8的下端，所述活塞杆9与所述四连杆支盘挤扩臂12连接，所述旋转液压马达1和液压缸8均与所述液压控制中心14连接，在所述液压缸内安装用以检测活塞杆移动行程的位移传感器11，所述位移传感器11的一端安装在液压缸8的上腔体的顶壁，所述位移传感器11的另一端安装在所述液压活塞10的上端，所述位移传感器11与用以根据活塞杆位移计算支盘孔大小实现成形检测的检测控制模块连接。
所述旋转液压马达1通过联轴器与传动轴2连接，所述传动轴2与所述接长杆7连接。所述旋转液压马达的输出轴上安装角度传感器3。
本实施例中，所述的旋转液压马达1为低速大扭矩液压马达，马达输出轴连接的传动轴2，传动轴2通过螺栓连接接长杆7；所述的传动轴2通过圆锥滚子轴承4定位连接；所述的旋转液压马达1和圆锥滚子轴承4安装在安装于底座5上；底座5和工作平台6用支口定位，所述底座可以在垂直方向移动。接长杆7与支盘挤扩成形机构用螺栓连接。所述的挤扩支盘挤扩成形机构由液压支盘挤扩成形装置改造而成，在液压缸的内部安装位移传感器11，位移传感器的一端安装液压活塞10上，另一端安装在缸盖底部（即液压缸上腔的顶壁），在液压控制中心14控制液压缸两腔体油液的流向，活塞杆9进行轴向上下移动，带动位移传感器11的长度发生变化。所述活塞杆带动四连杆支盘挤扩臂12的平动，出现挤扩臂的张开和收拢。所述挤扩臂的张开端点接触上支盘孔壁。所述的挤扩臂张开尺寸与活塞杆的位移存在一个计算公式，经过信号处理，采集的数据传送到检测控制模块，可以得到支盘所在角度的直径；
所述的支盘挤扩成形装置的液压马达驱动，液压马达输出轴上安装有角度传感器3。通过控制液压系统14，就能测量在另一角度下支盘直径。支盘挤扩成形装置旋转一周，可以得到整个支盘的盘径。所述的支盘挤扩装置通过接长杆7与驱动马达联结，通过计算接长杆的长度，便可以知晓支盘的盘位。
同理，控制液压系统，使液压活塞杆向上移动，收拢支盘臂，通过检测支盘臂的受力，可以检测出四连杆支盘挤扩臂是否接触到孔壁，计算出支盘挤扩装置所处位置的直径。本发明不仅能测量出挤扩成形支盘的盘径和盘位，还可以测量出预先钻孔的基孔几何参数。测出基孔的形状和尺寸。
该支盘挤扩机构既即是支盘挤扩的工具，又是盘径尺寸的测量机构。一个机构，两种功能。
本实施例的挤扩支盘灌注桩成形检测设备共有5种工作状态：
（1）挤扩功能状态：关闭数据采集系统，向液压缸输入油液，支盘挤扩机构进行土体挤扩动作；
（2）支盘盘径检测状态：开启数据采集系统，不向液压缸注入油液，但保持压力，检测支盘盘径尺寸。
（3）挤扩支盘状态：开启数据采集系统，同时向液压缸注入油液，挤扩机构进行支盘挤扩和检测双重工作。
（4）修行校核状态：开启数据采集系统，不向液压缸注入油液，但保持压力，控制液压系统使旋转马达转动，对支盘进行修形和检测。
（5） 基孔测量状态：开启数据采集系统，向液压缸注入油液，使活塞杆向上移动，收拢四连杆支盘挤扩臂，在垂直方向提升，保持液压缸内的压力，检测孔径的大小。
Claims (3)
1.一种挤扩支盘灌注桩成形检测设备，包括工作平台、旋转液压马达、接长杆、支盘成形挤扩机构和液压控制中心，所述旋转液压马达安装在底座上，所述底座安装在所述工作平台上，所述旋转液压马达与所述接长杆传动连接，所述支盘成形挤扩机构包括液压缸、活塞杆和四连杆支盘挤扩臂，所述接长杆的下端安装所述液压缸，所述液压缸内腔中部安装液压活塞，所述活塞杆与所述液压活塞固定连接，所述活塞杆伸出所述液压缸的下端，所述活塞杆与所述四连杆支盘挤扩臂连接，所述旋转液压马达和液压缸均与所述液压控制中心连接，其特征在于：在所述液压缸内安装用以检测活塞杆移动行程的位移传感器，所述位移传感器的一端安装在液压缸的上腔体的顶壁，所述位移传感器的另一端安装在所述液压活塞的上端，所述位移传感器与用以根据活塞杆位移计算支盘孔大小实现成形检测的检测控制模块连接。
2.如权利要求1所述的挤扩支盘灌注桩成形检测设备，其特征在于：所述旋转液压马达通过联轴器与传动轴连接，所述传动轴与所述接长杆连接。
3.如权利要求1或2所述的挤扩支盘灌注桩成形检测设备，其特征在于：所述旋转液压马达的输出轴上安装角度传感器。
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