CN105043929A - 一种钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶及钻孔灌注桩孔底泥浆比重的快捷测量方法 - Google Patents

Abstract

钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其包括一具有顶部瓶口及底部开口的瓶体、一向所述瓶口提供从内至外单向封闭的瓶塞和一底盖，所述底盖设置有配重且与瓶体可拆卸地装配固定，所述瓶体上部成形为向上收窄的圆台形瓶颈，所述瓶塞由圆锥形顶部、圆柱形中部和圆台形底部构成，圆柱形中部的外径与瓶口内径一致，圆台形底部与所述圆台形瓶颈收窄角度一致，当瓶塞向上移动时瓶口被圆台形底部所封闭，当瓶塞向下移动时瓶口被开启，所述瓶塞顶部设置有拉绳。本发明通过设置一个重量足以克服泥浆浮力的瓶子，使瓶子轻易沉入钻孔灌注桩泥浆中，轻松完成孔底泥浆取样，最后通过简单称重计算得出泥浆比重,其操作简单、快捷，使用方便。

Description

一种钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶及钻孔灌注桩孔底泥浆比重的快捷测量方法

技术领域

本发明涉及一种适于取样及测量的比重的比重瓶，尤其涉土木工程施工领域对泥浆进行取样及测量的比重瓶。

背景技术

在施工过程中，有时需要对施工现场土体的比重进行取样测量。例如，钻孔灌注桩的施工采用泥浆护壁，这样可以保证成孔以后不容易发生塌孔。灌注混凝土前需要进行清孔，把孔底沉渣尽量清除干净，以保证成桩质量。泥浆的比重是判断清孔的情况的最重要的指标。目前大部分项目采用泥浆秤测量泥浆比重，一般只测量孔顶局部泥浆的比重，但是不同地质条件下，泥浆比不一定是均匀的，有可能出现上部泥浆比重与孔底泥浆比重差异较大的情况，如桩底在粉沙层上时，粉沙容易沉淀，如果只测量孔顶局部泥浆的比重，则无法得知粉沙在孔底沉淀的情况，容易影响成桩质量。也有做法是采用孔底泥浆取样器取泥浆然后再将泥浆倾倒出来用泥浆秤测量泥浆比重的方法，但是取样器取样时间较长，泥浆容易出现沉淀，且每次取样情况不一，瓶中泥浆时多时少，取样后倒出来的泥浆样品也不均匀，不能准确反应钻孔灌注桩孔底泥浆的比重。

因此急需一种操作简易，能够快速直接得出钻孔灌注桩孔底泥浆比重的仪器，从而可以进一步保证钻孔灌注桩成桩质量。

发明内容

本发明的目的在于解决以上工程难题，提供一种结构简单合理，使用方便的取样及测量的比重瓶。

为了解决以上目的，本发明采用了以下技术方案：钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其特征在于：包括一具有顶部瓶口及底部开口的瓶体、一向所述瓶口提供从内至外单向封闭的瓶塞和一底盖，所述底盖设置有配重且与瓶体可拆卸地装配固定，所述瓶体上部成形为向上收窄的圆台形瓶颈，所述瓶塞由圆锥形顶部、圆柱形中部和圆台形底部构成，圆柱形中部的外径与瓶口内径一致，圆台形底部与所述圆台形瓶颈收窄角度一致，当瓶塞向上移动时瓶口被圆台形底部所封闭，当瓶塞向下移动时瓶口被开启，所述瓶塞顶部设置有拉绳。

通过以上结构，瓶塞可以相对瓶口不受限制地下移从而开启瓶口，因此当瓶塞所受向下的压力大于向上的压力时，瓶口将被打开；而当瓶塞所受向上的压力大于向下的压力时，瓶塞上移将封闭瓶口，从而通过比重瓶所受外力实现自动开启、关闭瓶口的效果。

作为瓶体和底盖的一种连接方式，所述瓶体下部外侧壁设置有外螺纹，所述底盖内侧壁设置有内螺纹，所述底盖通过螺纹连接固定于瓶体底部。

所述瓶体与底盖之间设有密封橡胶圈，以使比重瓶防漏防渗。

作为一种优选实施方式，所述瓶塞的圆柱形中部和圆台形底部之间设置有一穿过圆心的径向插销槽，当一插销穿插于所述插销槽并架于瓶口时，瓶塞相对于瓶体固定。

所述钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶容积为1000Ml，所述底盖设置有内腔可以容纳配重物，添加配重物后的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶整瓶重量为1kg的整数倍。

所述瓶塞顶部设置有一绳环，所述绳环连接有一可拆卸的环状构件，所述环状构件固定连接于所述拉绳。通过这种连接方式，使拉绳方便又牢固地与绳环进行连接及解除。

一种钻孔灌注桩孔底泥浆的取样及测量方法，按以下步骤进行：

(1)组装好如上任一所述的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，组装时，先将瓶塞从瓶体底部开口放入，将拉绳从瓶口拉出，然后再将底盖安装于瓶体底部；

(2)瓶塞相对于瓶体为活动状态，提起拉绳，在重力作用下瓶开口被瓶塞封堵，缓慢放拉绳，在保持拉绳呈绷紧状态下使钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶沉入钻孔灌注桩桩孔内浆液中直至沉入孔底；

(3)放松拉绳，在泥浆压力和重力共同作用下，瓶塞下移，瓶口打开，钻孔灌注桩孔底的泥浆流入瓶体内而将瓶内空气挤压出来，反复拉紧、放松拉绳，使瓶体内空气被完全置换至瓶体外；

(4)把钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶从钻孔灌注桩桩孔内提出，提升过程中，拉绳持续保持绷紧状态，提升出来后，保持瓶塞封闭瓶口并固定；

(5)拆卸拉绳，用清水冲洗钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶表面泥浆，并擦干水分；

(6)用手提弹簧秤或手提电子秤测量钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶及泥浆样品的整体重量M，并计算获得钻孔灌注桩孔底泥浆比重ρ，

$\mathrm{\ρ}=\frac{M-m_0}{V}$

ρ——泥浆比重；

M——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶及泥浆样品的整体重量；

m₀——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶净重；

V——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶容积。

具体来说，所述步骤4中的保持瓶塞封闭瓶口并固定，是在瓶塞中插入插销，插销架于瓶口之上而固定，步骤2中的瓶塞相对于瓶体为活动状态，是从瓶塞中拔除插销，使瓶塞可相对于瓶口不受限制地下移。

本发明通过设置一个重量足以克服泥浆浮力(泥浆比重范围：1.00～1.60kg/L)的瓶子，使瓶子轻易沉入钻孔灌注桩泥浆中，利用变截面金属圆锥形瓶塞导向性好，能有效对瓶口进行封堵的特点，通过放松、收紧拉绳的动作，轻松完成孔底泥浆取样，最后通过简单称重计算得出泥浆比重。将比重瓶容积设置为1000mL的整数倍，瓶整体重量亦为1kg的整数瓶，即可直接明了地得到泥浆比重。本发明的比重瓶可以通过瓶塞所受的压力自动开启和封闭瓶口，瓶塞顶部设计为圆锥形，使瓶塞具备导向性，可迅速准确地“找到瓶口”，且即使瓶塞与瓶口轴线未必重合，也能将瓶口封闭从而保证样品封存于瓶体内。同时瓶颈设计为向上收窄的圆台形结构，倾斜的侧壁方便瓶内气体逸出，解决了现有的取样瓶在实际现场操作中出现的取样不满、取样不畅顺的各种技术难题，使每次取样均能“满瓶”取样，保证了每次取得的泥浆样品体积基本保持一致，只需要通过称量泥浆与比重瓶的总重量即可获得泥浆比重，实现到达目标区域取样且满瓶取样的要求，其操作简单、快捷，使用方便。

附图说明

图1是本发明的比重瓶结构分解图。

图2是本发明装配完成后的比重瓶剖面结构示意图。

图3是本发明的比重瓶沉入桩孔孔底后泥浆将瓶内空气置换出来的示意图。

图4是注满泥浆后本发明的比重瓶被提出并锁紧固定及称量的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施方案对本发明作进一步说明。

应理解，本说明书中的上、下、左、右、向上、向下、向左、向右等方向性术语是针对附图中所示的方位的描述，这些方位并不是限制性的。如果没有特定说明，本文中的术语向内、向外、内、外、内侧、外侧是指相对于部件中心的范围，例如以电机轴线作为参照，内和内侧指更靠近或指向电机轴线的位置或取向，外和外侧是指更远离电机中心部位。此外，术语水平、竖起、悬垂等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而允许可以稍微倾斜。如水平仅是指其方向相对竖直而言更加水平，并不是表示该结构要完全水平，而是可以稍微倾斜。

如图1所示，为本发明的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其包括瓶体1、瓶塞4和底盖2。瓶体1的瓶口开口向上，瓶体1底部是开口的。瓶体与底盖为可拆卸地安装连接，例如通过螺纹连接的方式，瓶体下部设置外螺纹1.2，底盖内壁设置内螺纹2.1。瓶体1与底盖2之间设有密封橡胶圈3，以使比重瓶防漏防渗，成为可盛装液体的容器。

底盖2是配重底盖，配重底盖内部可填充配重块(如：铁块、铅块等)，实现增加整体重量的目的。配重应能使瓶体的重量足以克服泥浆浮力(泥浆比重范围：1.00～1.60kg/L)的瓶子，使瓶子轻易沉入钻孔灌注桩泥浆中。作为最佳的方式，填加配重后比重瓶的整体重量恰好为1kg的整数配，例如3Kg。同时，比重瓶的容积控制在1000mL或其整数倍，那么在称量和计算泥浆比重时将会直观地得到比重数值。

瓶体上部成形为向上收窄的圆台形瓶颈1.1。瓶塞4包括圆锥形顶部4.2、圆柱形中部4.3和圆台形底部4.4。圆锥形顶部4.2设置有绳环5。圆柱形中部4.3的外径与瓶口内径一致，圆台形底部4.4与瓶体的圆台形瓶颈1.1的收窄角度一致。瓶塞4采用上小下大的变径结构，当瓶塞向上移动时瓶口被封闭，当瓶塞向下移动时瓶口被开启。瓶塞的圆柱形中部和圆台形底部之间设置有一穿过圆心的径向插销槽4.1，该插销槽4.1可容插销6穿过，当插销6穿过该插销槽4.1并架于瓶口时，瓶塞即受限制而不能向下移动，瓶塞相对于瓶体固定。

拉绳8连接于一可拆卸的环状构件7上，该环状构件7钩挂于绳环5。通过这种连接方式，使拉绳方便又牢固地与绳环进行连接及解除。

用手提弹簧秤或手提电子秤9，直接挂钩于绳环5，称量钻孔灌注桩孔底泥浆取样及检测的比重瓶及样品总重量，然后减去钻孔灌注桩孔底泥浆取样及检测的比重瓶的净重，直接得出泥浆的比重。

钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶使用步骤如下：

1.按步骤组装好钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，将拉绳8与环状构件7连接，然后将环状构件7连接到瓶塞4顶部的绳环5上。在安装配重底盖2前，把瓶塞4置入瓶体1内，将拉绳8从瓶口上方拉出。然后，将瓶体1与底盖2通过螺纹固定连接，为了提高其防漏能力，在金属圆筒与金属配重底盖间设置一密封橡胶圈3。

2.瓶塞与瓶体处于活动状态，提起拉绳，在重力作用下瓶口自然封闭，缓慢放拉绳，在保持拉绳呈绷紧状态下使钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶沉入钻孔灌注桩桩孔内浆液中直至沉入孔底。

3.放松拉绳，在泥浆压力和重力共同作用下，变截面金属圆锥形瓶塞下降，使瓶口打开，钻孔灌注桩孔底的泥浆将置换瓶内的空气，通过反复拉紧、放松拉绳，能保证钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶内空气被完全置换。

4.把钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶从钻孔灌注桩内提出，提升过程中，拉绳持续保持绷紧状态，提升出来后，将插销6插入瓶塞插销槽中固定变截面金属圆锥形瓶塞。

5.打开环状构件7，分离拉绳和钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，用清水冲洗钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶表面泥浆，并擦干水分。

6.用手提弹簧秤或手提电子秤测量钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶及泥浆样品的整体重量M，并计算获得钻孔灌注桩孔底泥浆比重ρ，

$\mathrm{\ρ}=\frac{M-m_0}{V}$

ρ——泥浆比重；

M——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶及泥浆样品的整体重量；

m₀——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶净重；

V——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶容积。

在实际应用时，下放和提起钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶应速度平稳，保持拉绳处于绷紧的状态，防止因速度变化造成瓶口打开影响测试结果。此外本发明同样可以应用于地下连续墙等需要采用泥浆护壁的施工项目。

本发明包括但并不限于上述实施例及附图所示的内容，其它一切与本发明的技术方案具有相同实质性内容的产品结构均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其特征在于：包括一具有顶部瓶口及底部开口的瓶体、一向所述瓶口提供从内至外单向封闭的瓶塞和一底盖，所述底盖设置有配重且与瓶体可拆卸地装配固定，所述瓶体上部成形为向上收窄的圆台形瓶颈，所述瓶塞由圆锥形顶部、圆柱形中部和圆台形底部构成，圆柱形中部的外径与瓶口内径一致，圆台形底部与所述圆台形瓶颈收窄角度一致，当瓶塞向上移动时瓶口被圆台形底部所封闭，当瓶塞向下移动时瓶口被开启，所述瓶塞顶部设置有拉绳。

2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其特征在于：所述瓶体下部外侧壁设置有外螺纹，所述底盖内侧壁设置有内螺纹，所述底盖通过螺纹连接固定于瓶体底部。

3.根据权利要求2所述的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其特征在于：所述瓶体与底盖之间设有密封橡胶圈。

4.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其特征在于：所述瓶塞的圆柱形中部和圆台形底部之间设置有一穿过圆心的径向插销槽，当一插销穿插于所述插销槽并架于瓶口时，瓶塞相对于瓶体固定。

5.根据权利要求4所述的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其特征在于：所述钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶容积为1000Ml，所述底盖设置有内腔可以容纳配重物，添加配重物后的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶整瓶重量为1kg的整数倍。

6.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，其特征在于：所述瓶塞顶部设置有一绳环，所述绳环连接有一可拆卸的环状构件，所述环状构件固定连接于所述拉绳。

7.一种钻孔灌注桩孔底泥浆比重的快捷测量方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)组装好如权利要求1～6任一所述的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶，组装时，先将瓶塞从瓶体底部开口放入，将拉绳从瓶口拉出，然后再将底盖安装于瓶体底部；

(2)瓶塞相对于瓶体为活动状态，提起拉绳，在重力作用下瓶口被瓶塞封堵，缓慢放拉绳，在保持拉绳呈绷紧状态下使钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶沉入钻孔灌注桩桩孔内浆液中直至沉入孔底；

(3)放松拉绳，在泥浆压力和重力共同作用下，瓶塞下移，瓶口打开，钻孔灌注桩孔底的泥浆流入瓶体内而将瓶内空气挤压出来，反复拉紧、放松拉绳，使瓶体内空气被完全置换至瓶体外；

(4)把钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶从钻孔灌注桩桩孔内提出，提升过程中，拉绳持续保持绷紧状态，提升出来后，保持瓶塞封闭瓶口并固定；

(5)拆卸拉绳，用清水冲洗钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶表面泥浆，并擦干水分；

(6)用手提弹簧秤或手提电子秤测量钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶及泥浆样品的整体重量M，并计算获得钻孔灌注桩孔底泥浆比重ρ，

$\mathrm{\ρ}=\frac{M-m_0}{V}$

ρ——泥浆比重；

M——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶及泥浆样品的整体重量；

m₀——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶净重；

V——钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶容积。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：所述步骤4中的保持瓶塞封闭瓶口并固定，是在瓶塞中插入插销，插销架于瓶口之上而固定，步骤2中的瓶塞相对于瓶体为活动状态，是从瓶塞中拔除插销，使瓶塞可相对于瓶口不受限制地下移。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于：所述钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶容积为1000Ml，所述底盖设置有内腔可以容纳配重物，添加配重物后的钻孔灌注桩孔底泥浆比重瓶整瓶重量为1kg的整数倍。