CN102535527A - 钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力的测试装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力的测试装置及其方法，由升降系统和测试系统组成，升降系统包括保护套环、测绳、升降架，测试系统包括压力传感器、数据传递导线、数据采集仪，其中：压力传感器固定在保护套环内，并通过数据传递导线连接到数据采集仪，保护套环上部通过挂钩与测绳绑定连接，测绳上端固定并盘绕于架于孔洞外侧升降架的轱辘上。本发明简单、安装方便、操作简单、测试效率高，在上海地区钻孔灌注桩施工泥浆压力测试中得以应用，经工程实践验证，取得显著效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑施工中的测试方法及装置，具体是一种钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力的测试方法及装置。
背景技术
所谓钻孔灌注桩施工方法，就是预先采用专用的钻孔机械，沿着设计轴线位置，采用膨润土触变泥浆进行护壁，钻出具有一定深度的孔洞，然后在孔洞内放入预制的钢筋笼，并采用水下浇筑混凝土形成桩身，由于这种施工方法能做出具有任意深度及直径的孔洞，所以能根据设计要求，建造具有不同深度及直径的桩体。施工中，无论是在成孔还是在成孔施工完成后，孔洞内均需充满触变泥浆，并保证泥浆的液面高度至少高于地下水位0.5m以上，从而借助泥浆的护壁作用，保持孔壁土体的稳定，使灌注桩在筑成之前不会出现孔壁坍塌的危险。
泥浆的护壁作用机理如下：泥浆的比重大于地下水的比重，液面又高于地下水位，使得泥浆的液柱压力足以平衡地下水的压力，成为孔壁土体的一种液态压力支撑。同时，泥浆压力使得泥浆能够渗入孔壁土体的孔隙内，填充其间，在孔壁表面形成一层组织致密、透水性低的泥皮，促使孔壁面土体由原来分散度较高的介质，胶结形成具有薄膜特性的整体，进一步维护了孔壁的稳定。此外，泥浆还具有携渣、冷却与润滑的作用，可作为成孔施工中运土的介质，提高施工功效和延长施工机械的使用寿命。
因此，在钻孔灌注桩施工过程中，为保证钻孔灌注桩的成孔质量和孔壁稳定，对现场泥浆的性能技术指标提出了一系列的要求，并应在泥浆配置和成孔施工中进行检验和控制。泥浆主要性能指标包括：比重、粘度、含砂率和PH值等。其中泥浆比重能够间接反映泥浆对孔壁土体作用压力的大小，因而工程界通常采用泥浆比重计来测定泥浆比重，进而间接反映泥浆对槽壁的作用压力。这种间接测定泥浆压力方法的缺点在于：a、因采用常规带活络盖的泥浆桶从孔洞中进行泥浆取样并进行泥浆比重测试，在取样过程中不可避免的存在漏浆及混浆问题，存在测试结果变异性大和精度低的问题，从而会影响泥浆压力的测试精度；b、因需要在孔洞内从不同深度进行泥浆的取样，取样工作量大，有限时间内能获得的取样点数量有限，故测试效率低下，对工程施工进度存在一定的影响。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的不足，提出了一种钻孔灌注桩在成孔施工过程中护壁泥浆压力的测试装置及其方法，用于克服以往常规采用泥浆比重计方法存在的测试结果精度差、获得的取样点数量有限的缺点，具有监测精度高、可获得大量监测数据等优点，大大提高了现场测试的数据精度和测试效率，具有较强的实用性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力的测试装置，由升降系统和测试系统组成，升降系统包括保护套环、测绳、升降架，测试系统包括压力传感器、数据传递导线、数据采集仪，其中：压力传感器固定在保护套环内，并通过数据传递导线连接到数据采集仪，保护套环上部通过挂钩与测绳绑定连接，测绳上端固定并盘绕于架于孔洞外侧升降架的轱辘上。
保护套环，其内径大于压力传感器直径，保护套环上设有槽孔，槽孔的内径大于数据传递导线直径，保护套环外侧设有用于固定压力传感器的松紧螺丝。
数据传递导线为双芯测量电缆，数据传递导线从该槽孔中引出至地面，
测绳带有刻度。升降架有四个支点，分别架于钻孔孔洞两侧。压力传感器为振弦式压力计，其量程为预估泥浆最大压力的1.5倍。
一种钻孔灌注桩施工中护壁泥浆压力的测试方法，包括以下步骤：
第一步，将钻孔灌注桩施工中护壁泥浆压力的测试装置中的压力传感器通过升降架自泥浆液面起滑入孔洞内，每隔设定竖向间距进行压力传感器的测读，直至压力传感器滑至孔洞底部；
第二步，自孔洞底部开始，将压力传感器向上提升，每隔设定竖向间距重复进行压力传感器的测读，直至压力传感器提升至泥浆液面结束；
第三步，将相同深度所测得的泥浆压力结果进行平均，绘制深度与泥浆压力关系的散点数据，将散点数据进行拟合，得到孔洞内各深度的泥浆压力分布。
第一步和第二步中，压力传感器在下滑和提升的数据测读中，下滑测读和提升测读时压力传感器的深度位置相同。
本发明的有益效果是：
本发明简单、安装方便、操作简单、测试效率高，在上海地区钻孔灌注桩施工泥浆压力测试中得以应用，经工程实践验证，取得显著效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力的测试装置，由升降系统和测试系统组成。
升降系统包括保护套环1、测绳6、升降架7。测试系统包括压力传感器4、数据传递导线5、数据采集仪8。
压力传感器4设置在保护套环1内，保护套环1上设有槽孔，压力传感器4的数据传递导线5从该槽孔中引出，并连接到数据采集仪8，保护套环1外侧有松紧螺丝2，用于固定压力传感器4，保护套环1上部连有挂钩3，升降架7架于孔洞外侧，升降架7上安装有轱辘，测绳6下端与挂钩3绑定，上端固定并盘绕于升降架7的轱辘上。
保护套环1的内径大于压力传感器4直径。保护套环1上部的槽孔，其内径大于数据传递导线5直径。数据传递导线5为双芯测量电缆，数据传递导线5从压力传感器4引伸至地面。测绳6带有刻度。升降架7有四个支点，分别架于钻孔孔洞两侧。压力传感器4为振弦式压力计。压力传感器4的量程为预估泥浆最大压力的1.5倍。
钻孔灌注桩施工中护壁泥浆压力的测试方法，包括以下步骤：
第一步，准备一上端开有槽孔的金属保护套环1，在保护套环1的挂钩3上绑扎带有刻度的测绳6；
第二步，将保护套环1外侧的螺丝2拎松后，在保护套环1内装入压力传感器4，拎紧螺丝2固定压力传感器4；
第三步，将压力传感器4的数据传递导线5从保护套环1的槽孔中引出，与保护套环1上绑扎的测绳6一道引出，连接到架设于地面的升降架7上；
第四步，通过升降架7的轱辘将压力传感器4自泥浆液面起缓慢滑入孔洞内，每隔设定竖向间距进行压力传感器4的测读，直至压力传感器4滑至槽段底部；
第五步，自槽段底部开始，通过升降架7的轱辘将压力传感器4缓慢向上提升，没隔设定竖向间距重复进行压力传感器4的测读，直至压力传感器4提升至泥浆液面结束；
第六步，将相同深度所测得的泥浆压力结果进行平均，绘制深度与泥浆压力关系的散点数据，将散点数据进行拟合，得到孔洞内各深度的泥浆压力分布。
Claims (8)
1.一种钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力的测试装置，由升降系统和测试系统组成，其特征在于：所述升降系统包括保护套环（1）、测绳（6）、升降架（7），所述测试系统包括压力传感器（4）、数据传递导线（5）、数据采集仪（8），其中：压力传感器（4）固定在保护套环（1）内，并通过数据传递导线（5）连接到数据采集仪（8），保护套环（1）上部通过挂钩（3）与测绳（6）绑定连接，测绳（6）上端固定并盘绕于架于孔洞外侧升降架（7）的轱辘上。
2.根据权利要求1述的钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力的测试装置，其特征在于：所述保护套环（1），其内径大于压力传感器（4）直径，保护套环（1）上设有槽孔，槽孔的内径大于数据传递导线（5）直径，保护套环（1）外侧设有用于固定压力传感器（4）的松紧螺丝（2）。
3.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力测试装置，其特征在于：所述数据传递导线（5）为双芯测量电缆，数据传递导线（5）从该槽孔中引出至地面。
4.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力测试装置，其特征在于；所述的测绳（6）带有刻度。
5.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力测试装置，其特征在于：所述升降架（7）有四个支点，分别架于钻孔孔洞两侧。
6.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力测试装置，其特征在于；所述的压力传感器（4）为振弦式压力计，其量程为预估泥浆最大压力的1.5倍。
7.一种钻孔灌注桩施工中护壁泥浆压力的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将钻孔灌注桩施工中护壁泥浆压力的测试装置中的压力传感器（4）通过升降架（7）自泥浆液面起滑入孔洞内，每隔设定竖向间距进行压力传感器（4）的测读，直至压力传感器（4）滑至孔洞底部；
第二步，自孔洞底部开始，将压力传感器（4）向上提升，每隔设定竖向间距重复进行压力传感器（4）的测读，直至压力传感器（4）提升至泥浆液面结束；
第三步，将相同深度所测得的泥浆压力结果进行平均，绘制深度与泥浆压力关系的散点数据，将散点数据进行拟合，得到孔洞内各深度的泥浆压力分布。
8.根据权利要求7所述的钻孔灌注桩成孔施工中护壁泥浆压力的测试方法，其特征是，第一步和第二步中，压力传感器（4）在下滑和提升的数据测读中，下滑测读和提升测读时压力传感器的深度位置相同。
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