CN110530238B - 钻孔直径测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种钻孔直径测量装置及方法。该钻孔直径测量装置包括测量件、牵引件、定位框架、第一转动组件、第二转动组件、第一驱动组件、第二驱动组件、测量杆和多个测量组件，其中:测量件和牵引件分别对应缠绕于第一转动组件和第二转动组件上，第一驱动组件和第二驱动组件用于控制对应的第一转动组件和第二转动组件的转动方向，以调控测量件和牵引件的外伸长度，牵引件的底端与定位框架的顶部连接，测量件的底端与测量杆连接，多个测量组件枢接于定位框架的底部，测量组件用于与定位框架、测量杆和测量件相配合，以测量定位框架所在位置的钻孔直径。本发明解决了对钻孔的直径测量精度低、测量难度大、无法对孔径任意深度进行测量的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种钻孔直径测量装置及方法。
背景技术
现阶段，基于高层、超高层等建构筑物基础承载的需要，桩基础已经成为高层建筑基础的主要形式，桩基础施工技术也因此得到了快速的发展并日渐成熟。作为发展较早、工艺较成熟的泥浆护壁钻孔灌注桩施工方法被大量的设计和应用，其主要施工工序依次包括：平整场地、泥浆制备、埋设护筒、铺设工作平台、安装钻机并定位、钻进成孔、清孔并检查成孔质量、下放钢筋笼、灌注水下混凝土、拔出护筒和检查质量。在各工序中钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行才能保证成孔质量，而在实际施工中，对成孔质量参数中的孔深、垂直度、沉渣厚度等参数控制及测量均较完善，但是对成孔过程中成孔直径检查往往没有较好的方法，由于无法对成孔直径进行实时监测和及时调整，导致成桩质量偏差较大。
现有桩径控制手段多以试成孔及试桩结果数据为参考和依据，设定相关施工及机械技术参数，以及通过砼灌注充盈系数值验证调整的事后控制方法，但是现有的成孔监测设备和方法中还没有出现能够使监理等技术和质量检查人员对测量数据充分认可，并大范围推广使用的易于现场实施的桩孔检测工具。
现阶段，虽然具有一些成孔孔径的测量装置，但是测量精度低、操控不便、无法对任意深度的孔径进行测量均成为其推广和大范围应用的障碍。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种钻孔直径测量装置及方法，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻孔直径测量装置及方法，通过在钻孔内下放钻孔直径测量装置，并上提钻孔直径测量装置的测量件即可完成数据的采集，根据采集到的数据可计算该深度钻孔的直径，操作方便、测量准确度高、安全性高，而且钻孔直径测量装置结构简单、成本低，具有良好的实用性。
本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供了一种钻孔直径测量装置，包括测量件、牵引件、定位框架、第一转动组件、第二转动组件、第一驱动组件、第二驱动组件、测量杆和多个测量组件，其中:
所述测量件和所述牵引件分别对应缠绕于所述第一转动组件和第二转动组件上，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件用于控制对应的所述第一转动组件和所述第二转动组件的转动方向，以调控对应的所述测量件和所述牵引件的外伸长度，所述牵引件的底端与所述定位框架的顶部固定连接，所述测量件的底端与所述测量杆固定连接，多个所述测量组件枢接于所述定位框架的底部，所述测量组件用于与所述定位框架、所述测量杆和所述测量件相配合，以测量所述定位框架所在位置的钻孔直径。
在本发明的一较佳实施方式中，所述测量组件包括第一支杆、第二支杆和第三支杆，其中：
所述第一支杆的端部用于向上延伸至所述定位框架的外侧与所述钻孔的内壁之间；所述第二支杆的端部向所述定位框架的内侧延伸，所述第三支杆位于所述第一支杆和所述第二支杆的下方，且所述第二支杆与所述第一支杆之间形成第一夹角，所述第二支杆与所述第三支杆之间形成第二夹角，所述测量杆的端部位于所述第二夹角内。
在本发明的一较佳实施方式中，所述定位框架包括水平连杆和多根竖直连杆，各所述竖直连杆的顶端对应连接在所述水平连杆的端部，所述牵引件的底端与所述水平连杆的中部固定连接，各所述测量组件对应枢接于所述竖直连杆的底端，所述第一支杆的端部用于向上延伸至对应的所述竖直连杆与所述钻孔的内壁之间。
在本发明的一较佳实施方式中，所述水平连杆的中部开设有导线孔，所述测量件的底端穿过所述导线孔伸入至所述水平连杆的下方。
在本发明的一较佳实施方式中，两根所述第二支杆的长度之和小于所述水平连杆的长度。
在本发明的一较佳实施方式中，所述水平连杆的长度为L2，所述测量杆的长度为L3，所述第一支杆的长度为L4，所述第三支杆的质量为m1，所述第三支杆的长度为l1，所述第二支杆的质量为m2，所述第二支杆的长度为l2，所述第一支杆的质量为m3，所述第二支杆与所述竖直连杆的底端连接线之间的夹角为α，所述第三支杆与所述竖直连杆的底端连接线之间的夹角为β；
所述钻孔直径测量装置满足的条件为：
m3L4sinα＞m2l2cosα+m1l1cosβ。
在本发明的一较佳实施方式中，所述竖直连杆上均设置有限位杆，所述限位杆的一端固定在对应的所述竖直连杆上，另一端向所述定位框架的内侧延伸，所述限位杆位于对应的所述第二支杆的上方。
在本发明的一较佳实施方式中，所述测量件和所述牵引件均用于设置在所述钻孔外部，所述牵引件和所述测量件的底端均用于伸入至所述钻孔内，且所述牵引件的底端固定连接于所述水平连杆的中部，所述测量件的底端固定连接于所述测量杆的中部。
在本发明的一较佳实施方式中，所述牵引件和所述测量件对应为牵引绳和测量绳，所述测量件上设置有用于显示所述测量件长度的标记。
在本发明的一较佳实施方式中，述标记为标刻在所述测量件上的刻度。
在本发明的一较佳实施方式中，所述测量件和所述牵引件均采用尼龙材质。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一夹角为直角；所述第二夹角为锐角。
在本发明的一较佳实施方式中，所述测量杆的顶部和底部均沿所述测量杆的延伸方向开设有限位槽，所述测量杆底部的限位槽用于向所述钻孔内下放所述钻孔直径测量装置时对所述第三支杆进行限位；所述测量杆顶部的限位槽用于测量所述钻孔的直径时对所述第二支杆进行限位。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一支杆用于与所述钻孔的内壁相接触的一端固定套设有保护套。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一支杆为可伸缩杆。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一转动组件为用于能转动的设置在所述钻孔上方的第一滚筒，所述第二转动组件为用于能转动的设置在所述钻孔上方的第二滚筒，所述测量件缠绕在所述第一滚筒上，所述牵引件缠绕在所述第二滚筒上。
在本发明的一较佳实施方式中，所述钻孔直径测量装置还包括连接支架，所述连接支架的顶部两侧分别设置有转轴，所述第一滚筒和所述第二滚筒套设在对应的转轴上，并通过所述转轴能转动的固定在所述连接支架上。
在本发明的一较佳实施方式中，所述钻孔直径测量装置还包括引导支架，所述引导支架的一端固定在所述连接支架上，所述引导支架的另一端设置有引导环，并沿水平方向延伸至所述钻孔的上方，所述测量件的下端和所述牵引件的下端均穿过所述引导环后伸入至所述钻孔内。
在本发明的一较佳实施方式中，所述引导支架为可伸缩杆。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一滚筒和所述第二滚筒在同一水平面上相对设置，所述第一滚筒外侧壁和所述第二滚筒的外侧壁通过对应的转轴与所述连接支架连接，所述第一滚筒的内侧壁与沿竖直方向设置的第一转盘的外侧壁连接，所述第一转盘的内侧壁上设置有第一摇柄；所述第二滚筒的内侧壁与沿竖直方向设置的第二转盘的外侧壁连接，所述第二转盘的内侧壁上设置有第二摇柄，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件对应与所述第一摇柄和所述第二摇柄连接，用于对应通过所述第一摇柄和所述第二摇柄带动所述第一滚筒和所述第二滚筒转动。
在本发明的一较佳实施方式中，所述连接支架的下方设置有固定支腿，所述固定支腿的顶部与所述连接支架的底部连接，所述固定支腿的底部固定在灌注桩护筒上，所述固定支腿沿竖直方向设置，所述连接支架用于由下至上向所述钻孔侧倾斜。
本发明提供了一种钻孔直径测量方法，包括如下步骤：
步骤S1：将测量件和牵引件对应固定于钻孔上方的第一转动组件和第二转动组件上，所述测量件和所述牵引件的底部沿竖直方向伸入至所述钻孔内；
步骤S2：定位框架和测量组件随所述牵引件匀速下放至所述钻孔内，所述测量件在测量杆的重力作用下与所述牵引件同步下放，下放至待测深度后停止下放，通过所述测量组件、所述定位框架、所述测量杆和所述测量件相配合，测量所述定位框架所在位置的钻孔直径。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤S2还包括：
步骤S201：所述测量杆向下移动且端部与对应的第三支杆的外壁相抵，所述第三支杆向下转动以带动对应的第一支杆向上转动，至所述第一支杆的端部与所述钻孔的内壁相分离，记录此时一固定高度处所对应的所述测量件上的刻度值为a；此时所述测量杆位于最低位置，其与所述定位框架的底部所在水平面之间的距离为L0；
步骤S202：固定所述牵引件不动，匀速上提所述测量件，此时所述测量杆向上移动且端部与对应的第二支杆的外壁相抵，所述第二支杆向上转动以带动对应的所述第一支杆向下转动；
步骤S203：在上提所述测量件出现卡顿时停止，所述测量杆的端部与对应的第二支杆的外壁相抵，第一支杆的端部与所述钻孔的内壁相接触，记录此时步骤S201中所述固定高度处所对应的所述测量件上的刻度值为b；
步骤S204：下放所述测量件后，同时匀速上提所述测量件和牵引件，将钻孔直径测量装置从所述钻孔内取出；
步骤S205：根据记录数据计算所述钻孔直径测量装置所在所述钻孔位置的直径D。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤S205中所述钻孔直径测量装置所在所述钻孔位置的直径D的计算公式为：
其中，L1＝a-b-L0，L2为定位框架的宽度，L3为测量杆的长度，L4为第一支杆的长度。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤S201中所述固定高度处为所述测量件与引导支架相交位置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤S201中，所述测量杆向下移动且两端与对应的第三支杆的外壁相抵，且满足如下条件：
m3L4sinα＞m2l2cosα+m1l1cosβ，
其中，m1为所述第三支杆的质量，l1为所述第三支杆的长度，m2为所述第二支杆的质量，l2为所述第二支杆的长度，m3为所述第一支杆的质量，α为所述第二支杆与所述竖直连杆的底端连接线之间的夹角，β为所述第三支杆与所述竖直连杆的底端连接线之间的夹角。
在本发明的一较佳实施方式中，所述定位框架的宽度为水平连杆的长度。
由上所述，本发明钻孔直径测量装置及方法的特点及优点是：将测量件和牵引件分别对应缠绕于第一转动组件和第二转动组件上，通过第一驱动组件和第二驱动组件用于控制对应的第一转动组件和第二转动组件的转动方向，从而调控对应的测量件和牵引件的外伸长度，牵引件的底端与定位框架的顶部固定连接，测量件的底端与测量杆固定连接，多个测量组件枢接于定位框架的底部，通过测量件和牵引件分别携带测量杆和定位框架伸入至钻孔预设深度，通过测量组件、定位框架、测量杆和测量件相配合，以测量定位框架所在位置的钻孔直径，通过该钻孔直径测量装置及方法可对任意位置的钻孔直径进行测量，操作简便、准确度高，具有良好的安全性和实用性，适于在钻孔灌注桩的孔径测量领域推广使用。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明钻孔直径测量装置的正视图。
图2：为本发明钻孔直径测量装置的右视图。
图3：为本发明钻孔直径测量装置未对钻孔直径进行测量时各测量部件的位置关系图。
图4：为本发明钻孔直径测量装置对钻孔直径进行测量时各测量部件的位置关系图。
本发明中的附图标号：1、第一转动组件；101、第一转盘；102、第一摇柄；2、第二转动组件；201、第二转盘；202、第二摇柄；3、连接支架；4、固定支腿；5、测量件；6、牵引件；7、引导支架；701、引导环；8、水平连杆；801、导线孔；9、竖直连杆；10、轴销；11、第一支杆；12、第二支杆；13、第三支杆；14、测量杆；15、限位杆；16、定位框架；17、测量组件。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例一
如图1至图4所示，本发明提供了一种钻孔直径测量装置，该钻孔直径测量装置包括测量件5、牵引件6、定位框架16、第一转动组件1、第二转动组件2、第一驱动组件、第二驱动组件、测量杆14和多个测量组件17，其中:测量件5固定缠绕于第一转动组件1上，牵引件6固定缠绕于第二转动组件2上，第一驱动组件用于控制第一转动组件1的转动方向，第二驱动组件用于控制第二转动组件2的转动方向，从而通过第一驱动组件和第二驱动组件调控对应的测量件5和牵引件6的外伸长度。牵引件6的底端与定位框架16的顶部固定连接，测量件5的底端与测量杆14固定连接，多个测量组件17枢接于定位框架16的底部，测量组件17用于与定位框架16、测量杆14和测量件5相配合，以测量定位框架16所在位置的钻孔直径。本发明通过测量件5和牵引件6分别携带测量杆14和定位框架16伸入至钻孔预设深度，通过测量组件17、定位框架16、测量杆14和测量件5相配合，以测量定位框架16所在位置的钻孔直径，通过该钻孔直径测量装置可对任意位置的钻孔直径进行测量，操作简便、准确度高，具有良好的安全性和实用性，适于在钻孔灌注桩的孔径测量领域推广使用。
在本说明书的一个可选实施例中，如图1至图4所示，测量组件17包括第一支杆11、第二支杆12和第三支杆13，其中：第一支杆11的端部用于向上延伸至定位框架16的外侧与钻孔的内壁之间；第二支杆12的端部向定位框架16的内侧延伸，第三支杆13位于第一支杆11和第二支杆12的下方，且第二支杆12与第一支杆11之间形成第一夹角，第二支杆12与第三支杆13之间形成第二夹角，测量杆14的端部位于第二夹角内。当向钻孔内下放钻孔直径测量装置时，测量杆14向下移动且端部与的第三支杆13的顶部外壁相抵，第三支杆13向下转动以带动的第一支杆11向上转动，至第一支杆11的端部与钻孔的内壁相分离，通过测量杆14与第三支杆13的配合，使得钻孔直径测量装置下放过程中，第一支杆11的端部不会与钻孔的内壁相接触和摩擦，避免对第一支杆11的端部造成磨损，延长该钻孔直径测量装置的使用寿命。当使用本发明的钻孔直径测量装置对钻孔的直径进行测量时，上提测量件5，测量杆14向上移动且端部与第二支杆12的底部外壁相抵，第二支杆12向上转动以带动第一支杆11向下转动，至第一支杆11的端部与钻孔的内壁相接触，在上提测量件5过程中，根据测量件5的上提距离、测量杆14最低位置与定位框架16的底端连接线之间的距离、定位框架16的宽度、测量杆14的长度和第一支杆11的长度即可计算得出该深度所对应的钻孔直径，操作简便、准确度高，适于对钻孔灌注桩的孔径，尤其是孔径较小的钻孔进行测量。
具体的，第一夹角为直角；第二夹角为锐角。
在本说明书的一个可选实施例中，如图1至4所示，定位框架16包括水平连杆8和多根竖直连杆9，水平连杆8为沿水平方向设置，竖直连杆9为沿竖直方向设置，各竖直连杆9的顶端对应连接在水平连杆8的端部，牵引件6的底端与水平连杆8的中部固定连接，各测量组件17对应枢接于竖直连杆9的底端，第一支杆11的端部用于向上延伸至对应的竖直连杆9与钻孔的内壁之间。其中，定位框架16的底端为竖直连杆9的底端；定位框架16的宽度为水平连杆8的长度。
具体的，如图1至图4所示，水平连杆8的中部开设有导线孔801，测量件5的底端穿过导线孔801伸入至水平连杆8的下方，保证测量件5能沿竖直方向伸入至钻孔内，且位于钻孔的中心位置，提高测量的准确性。
具体的，测量件5和牵引件6均用于设置在钻孔外部，牵引件6和测量件5的底端均用于伸入至钻孔内，且牵引件6的底端固定连接于水平连杆8的中部，测量件5的底端固定连接于测量杆14的中部，保证在对定位框架16和测量杆14在下放和提升过程中，定位框架16和测量杆14的两端均处于平衡状态，提高测量的准确性。
本说明书的一个可选实施例中，水平连杆8为沿水平方向设置的“一”字形。当水平连杆8为“一”字形时，竖直连杆9的数量为两根，两根竖直连杆9相对设置于水平连杆8的两端。
本说明书的另一各可选实施例中，水平连杆8为沿水平方向设置的“十”字形。当水平连杆8为“十”字形时，竖直连杆9的数量为四根，四根竖直连杆9对应设置与竖直连杆9的各端部，且其中两根竖直连杆9相对设置，其中另两根竖直连杆9相对设置。
具体的，两根第二支杆12的长度之和小于水平连杆8的长度。
具体的，水平连杆8的长度为L2，测量杆14的长度为L3，第一支杆11的长度为L4，第三支杆13的质量为m1，第三支杆13的长度为l1，第二支杆12的质量为m2，第二支杆12的长度为l2，第一支杆11的质量为m3，第二支杆12与竖直连杆9的底端连接线之间的夹角为α，第三支杆13与竖直连杆9的底端连接线之间的夹角为β。其中：夹角α为测量杆14位于最低位置时第二支杆12与竖直连杆9的底端连接线之间的夹角；夹角β为测量杆14位于最低位置时第三支杆13与竖直连杆9的底端连接线之间的夹角，因此，夹角为α和夹角为β均为定值。为使测量杆14向下移动且端部与第三支杆13的顶部杆壁相抵，且上提测量件5过程中，第一支杆11能够向下方转动，并与钻孔的内壁相接触，钻孔直径测量装置满足的条件为：
m3L4sinα＞m2l2cosα+m1l1cosβ。
本说明书的一个可选实施例中，如图1至图4所示，每根竖直连杆9上均沿水平方向设置有限位杆15，限位杆15的一端固定在对应的竖直连杆9上，另一端向定位框架16的内侧延伸，限位杆15位于对应的第二支杆12的上方，且限位杆15的长度小于对应的第二支杆12的长度。在上提测量件5时，通过限位杆15对第二支杆12向上转动的角度进行限定，保证测量数据的准确性。
本说明书的一个可选实施例中，牵引件6为牵引绳，测量件5为测量绳，测量件5上设置有用于显示测量件5长度的标记，从而记录测量件5的下放长度。
进一步的，标记为标刻在测量件5上的刻度，刻度的最小单位为毫米。
进一步的，测量件5和牵引件6均可采用但不限于尼龙材质。
本说明书的一个可选实施例中，测量杆14的顶部和底部均沿测量杆14的延伸方向开设有限位槽，测量杆14底部的限位槽用于向钻孔内下放钻孔直径测量装置时对第三支杆13进行限位；测量杆14顶部的限位槽用于测量钻孔的直径时对第二支杆12进行限位。当向钻孔内下放钻孔直径测量装置时，第三支杆13的顶部杆壁与测量杆14的接触位置嵌入测量杆14底部的限位槽内；当测量钻孔的直径时，第二支杆12的底部杆壁与测量杆14的接触位置嵌入测量杆14顶部的限位槽内。通过各限位槽分别在第二支杆12和第三支杆13与测量杆14接触时对第二支杆12和第三支杆13进行限位，防止第二支杆12与测量杆14接触时以及第三支杆13与测量杆14接触时出现偏移脱离的情况，保证钻孔直径测量装置工作的稳定性和测量的准确性，避免测量误差的产生。
本说明书的一个可选实施例中，第一支杆11用于与钻孔的内壁相接触的一端固定套设有保护套。通过保护套避免长期工作过程中，钻孔的内壁对第一支杆11的端部造成磨损，保证第一支杆11能够长期、正常的使用，保证测量数据的准确性。
进一步的，保护套可采用但不限于橡胶材质。
本说明书的一个可选实施例中，第一支杆11为可伸缩杆，可根据不同钻孔的直径范围对第一支杆11的长度进行调整，以使扩大本发明的钻孔直径测量装置的适用范围。
本说明书的一个可选实施例中，如图3、图4所示，竖直连杆9的底部设置有轴销10，各测量组件17能转动的套设在对应的轴销10上。
本说明书的一个可选实施例中，如图1、图2所示，第一转动组件1为用于能转动的设置在钻孔上方的第一滚筒，第二转动组件2为用于能转动的设置在钻孔上方的第二滚筒，测量件5的上部缠绕在第一滚筒上，牵引件6的上部缠绕在第二滚筒上。通过分别转动第一滚筒和第二滚筒控制测量件5和牵引件6的下放或上提。其中，第一驱动组件和第二驱动组件可分别为带动第一滚筒和第二滚筒转动，并可分别控制第一滚筒和第二滚筒转动方向的驱动装置。
进一步的，驱动装置可为但不限于通过工作人员手动驱动。
具体的，如图1、图2所示，钻孔直径测量装置还包括连接支架3，连接支架3的顶部两侧分别设置有转轴，第一滚筒和第二滚筒套设在对应的转轴上，并通过转轴能转动的固定在连接支架3上。
具体的，如图1、图2所示，第一滚筒和第二滚筒在同一水平面上相对设置，第一滚筒外侧壁和第二滚筒的外侧壁通过对应的转轴与连接支架3连接，第一滚筒的内侧壁与沿竖直方向设置的第一转盘101的外侧壁连接，第一转盘101的内侧壁上设置有第一摇柄102；第二滚筒的内侧壁与沿竖直方向设置的第二转盘201的外侧壁连接，第二转盘201的内侧壁上设置有第二摇柄202，第一驱动组件和第二驱动组件对应与第一摇柄102和第二摇柄202连接，用于对应通过第一摇柄102和第二摇柄202带动第一滚筒和第二滚筒转动。工作人员也可直接通过第一摇柄102和第二摇柄202手动控制第一滚筒和第二滚筒转动，从而控制测量件5和牵引件6的上提和下放，操控简单，便于操作。
具体的，如图1、图2所示，连接支架3的下方设置有固定支腿4，固定支腿4的顶部与连接支架3的底部连接，固定支腿4的底部固定在灌注桩护筒上，固定支腿4沿竖直方向设置，连接支架3用于由下至上向钻孔侧倾斜，以使测量件5和牵引件6能沿竖直方向伸入至钻孔内。
本说明书的一个可选实施例中，如图1、图2所示，钻孔直径测量装置还包括引导支架7，引导支架7为沿水平方向设置的长杆状结构，引导支架7的一端固定在连接支架3的侧壁上，引导支架7的另一端设置有圆环形引导环701，引导环701沿水平方向延伸至钻孔的上方，测量件5的下端和牵引件6的下端均穿过引导环701后伸入至钻孔内，通过引导支架7上的引导环701对测量件5和牵引件6起到引导和限位的作用，保证测量件5和牵引件6均沿竖直方向伸入至钻孔内，并位于钻孔的中心位置，从而提高测量的准确性，降低测量误差。
在该实施例中，引导支架7可为但不限于可伸缩杆，在实际工作中可根据钻孔的位置对引导支架7的长度进行调整，从而确保引导环701位于钻孔的正上方，增加本发明钻孔直径测量装置的适用性和可调控性，进而提高测量的准确性。
本说明书的一个可选实施例中，水平连杆8、竖直连杆9、第一支杆11、第二支杆12、第三支杆13、测量杆14和引导支架7均可采用但不限于钢制材料。
本发明钻孔直径测量装置的特点及优点是：
一、该钻孔直径测量装置将测量件5和牵引件6分别对应缠绕于第一转动组件1和第二转动组件2上，通过第一驱动组件和第二驱动组件用于控制对应的第一转动组件1和第二转动组件2的转动方向，从而调控对应的测量件5和牵引件6的外伸长度，牵引件6的底端与定位框架16的顶部固定连接，测量件5的底端与测量杆14固定连接，多个测量组件17枢接于定位框架16的底部，通过测量件5和牵引件6分别携带测量杆14和定位框架16伸入至钻孔预设深度，通过测量组件17、定位框架16、测量杆14和测量件5相配合，以测量定位框架16所在位置的钻孔直径，通过该钻孔直径测量装置可对任意位置的钻孔直径进行测量，操作简便、准确度高，具有良好的安全性和实用性，适于在钻孔灌注桩的孔径测量领域推广使用。
二、该钻孔直径测量装置在进行钻孔直径测量时，上提测量件5，测量杆14向上移动且端部与对应的第二支杆12的底部外壁相抵，第二支杆12向上转动以带动对应的第一支杆11向下转动，至第一支杆11的端部与钻孔的内壁相接触，在上提测量件5过程中，根据测量件5的上提距离、测量杆14最低位置与竖直连杆9的底端连接线之间的距离、水平连杆8的长度、测量杆14的长度和第一支杆11的长度即可计算得出该深度所对应的钻孔直径，操作简便、准确度高，具有良好的安全性和实用性。
三、该钻孔直径测量装置中连接支架3和固定支腿4在钻孔的外部固定安装有第一转动组件1和第二转动组件2，测量件5的上部缠绕在第一转动组件1上，牵引件6的上部缠绕在第二转动组件2上，工作人员通过手动即可控制测量件5和牵引件6的上提或者下放状态以及测量件5和牵引件6的上提或者下放的距离，操控简便、适用性广。
四、该钻孔直径测量装置可对孔径进行准确测量，根据孔径测量数据与设计值偏差便于及时调整泥浆比重、钻进速度等施工技术参数，减少塌孔及局部土层成孔桩径偏差过大等质量问题的出现，从而更科学的对成孔质量进行控制，减小孔径测量数据与设计值之间的偏差，从而减小实际砼灌注量与理论计算量间的偏差，使得混凝土充盈系数得到更好的控制，在既满足质量要求的情况下又能够节约工程造价，减少成孔过程中泥浆的用量及泥浆产生量，更加符合环保要求。
实施例二
如图1至图4所示，本发明提供了一种钻孔直径测量方法，该钻孔直径测量方法包括如下步骤：
步骤S1：连接支架3和固定支腿4的安装。钻孔成孔至待测深度后，在护钢筒上安装连接支架3，将固定支腿4卡设在灌注桩护筒上，调节引导支架7的引导环701至钻孔的正上方，并在连接支架3的第一滚筒上缠绕测量件5，在第二滚筒上缠绕牵引件6，使测量件5和牵引件6的底部沿竖直方向伸入至钻孔内；
步骤S2：定位框架16和测量组件17随牵引件6匀速下放至钻孔内，测量件5在测量杆14的重力作用下与牵引件6同步下放，下放至待测深度后停止下放，通过测量组件17、定位框架16、测量杆14和测量件5相配合，测量定位框架16所在位置的钻孔直径。
在本说明书的一个可选实施例中，步骤S2还包括：
步骤S201：通过摇动安装在第二滚筒2上的第二摇柄202，向钻孔内匀速下放牵引件6、水平连杆8和竖直连杆9，此时测量件5在测量杆14的重力作用下会与牵引件6同步下放，观察测量件5上刻度的变化，下放至待测深度后停止下放，测量杆14向下移动且端部与对应的第三支杆13的外壁相抵，第三支杆13向下转动以带动对应的第一支杆11向上转动，至第一支杆11的端部与钻孔的内壁相分离，记录此时一固定高度处(测量件5与引导支架7相交处)的刻度值为a(未示出)，其中a的单位为长度单位；如图3所示，此时测量杆14位于最低位置，其与竖直连杆9的底端连接线之间的距离为L0；
步骤S202：固定牵引件6不动，匀速上提测量件5，此时测量杆14向上移动且端部与对应的第二支杆12的外壁相抵，第二支杆12向上转动以带动对应的第一支杆11向下转动；
步骤S203：匀速上提测量件5至出现卡顿(第一摇柄102摇动受到阻碍)时停止继续上提，如图4所示，此时测量杆14的两端与对应的第二支杆12的底部外壁相抵，第一支杆11的端部与钻孔的内壁相接触，记录此时测量件5与引导支架7相交处的刻度值为b(未示出)，其中b的单位为长度单位；
步骤S204适当下放测量件5后，同时通过摇动第一摇柄102和第二摇柄202使测量件5和牵引件6匀速上提，将钻孔直径测量装置从钻孔内的护筒中取出，测量过程结束；
步骤S205：根据记录数据计算钻孔直径测量装置所在钻孔位置的直径D，其直径计算公式为：
其中，L1＝a-b-L0，L2为定位框架的宽度，L3为测量杆14的长度，L4为第一支杆11的长度。
在本说明书的一个可选实施例中，步骤S201中，测量杆14向下移动且两端与对应的第三支杆13的外壁相抵，为保证上提测量件5过程中，第一支杆11能够向下方转动，并与钻孔的内壁相接触，应满足如下条件：
m3L4sinα＞m2l2cosα+m1l1cosβ，
其中，m1为第三支杆13的质量，l1为第三支杆13的长度，m2为第二支杆12的质量，l2为第二支杆12的长度，m3为第一支杆11的质量，α为第二支杆12与竖直连杆9的底端连接线之间的夹角，β为第三支杆13与竖直连杆9的底端连接线之间的夹角。
在本说明书的一个可选实施例中，定位框架的宽度为水平连杆8的长度。
本发明钻孔直径测量方法的特点及优点是：
该钻孔直径测量方法在对测量件5上提过程中，根据测量件5的上提距离、测量杆14最低位置与竖直连杆9的底端连接线之间的距离、水平连杆8的长度、测量杆14的长度和第一支杆11的长度即可计算得出该深度所对应的钻孔直径，操作简便、准确度高，具有良好的安全性和实用性，适于对钻孔灌注桩的孔径，尤其是孔径较小的钻孔进行测量。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (23)
1.一种钻孔直径测量装置，其特征在于，包括测量件（5）、牵引件（6）、定位框架（16）、第一转动组件（1）、第二转动组件（2）、第一驱动组件、第二驱动组件、测量杆（14）和多个测量组件（17），其中:
所述测量件（5）和所述牵引件（6）分别对应缠绕于所述第一转动组件（1）和第二转动组件（2）上，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件用于控制对应的所述第一转动组件（1）和所述第二转动组件（2）的转动方向，以调控对应的所述测量件（5）和所述牵引件（6）的外伸长度，所述牵引件（6）的底端与所述定位框架（16）的顶部固定连接，所述测量件（5）的底端与所述测量杆（14）固定连接，多个所述测量组件（17）枢接于所述定位框架（16）的底部，所述测量组件（17）用于与所述定位框架（16）、所述测量杆（14）和所述测量件（5）相配合，以测量所述定位框架（16）所在位置的钻孔直径；
所述测量组件（17）包括第一支杆（11）、第二支杆（12）和第三支杆（13），其中：
所述第一支杆（11）的端部用于向上延伸至所述定位框架（16）的外侧与所述钻孔的内壁之间；所述第二支杆（12）的端部向所述定位框架（16）的内侧延伸，所述第三支杆（13）位于所述第一支杆（11）和所述第二支杆（12）的下方，且所述第二支杆（12）与所述第一支杆（11）之间形成第一夹角，所述第二支杆（12）与所述第三支杆（13）之间形成第二夹角，所述测量杆（14）的端部位于所述第二夹角内；
所述定位框架（16）包括水平连杆（8）和多根竖直连杆（9），各所述竖直连杆（9）的顶端对应连接在所述水平连杆（8）的端部，所述牵引件（6）的底端与所述水平连杆（8）的中部固定连接，各所述测量组件（17）对应枢接于所述竖直连杆（9）的底端，所述第一支杆（11）的端部用于向上延伸至对应的所述竖直连杆（9）与所述钻孔的内壁之间；
所述牵引件（6）和所述测量件（5）对应为牵引绳和测量绳，所述测量件（5）上设置有用于显示所述测量件（5）长度的标记。
2.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述水平连杆（8）的中部开设有导线孔（801），所述测量件（5）的底端穿过所述导线孔（801）伸入至所述水平连杆（8）的下方。
3.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，两根所述第二支杆（12）的长度之和小于所述水平连杆（8）的长度。
4.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述水平连杆（8）的长度为L2，所述测量杆（14）的长度为L3，所述第一支杆（11）的长度为L4，所述第三支杆（13）的质量为，所述第三支杆（13）的长度为/>，所述第二支杆（12）的质量为/>，所述第二支杆（12）的长度为/>，所述第一支杆（11）的质量为/>，所述第二支杆（12）与所述竖直连杆（9）的底端连接线之间的夹角为/>，所述第三支杆（13）与所述竖直连杆（9）的底端连接线之间的夹角为/>；
所述钻孔直径测量装置满足的条件为：。
5.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述竖直连杆（9）上均设置有限位杆（15），所述限位杆（15）的一端固定在对应的所述竖直连杆（9）上，另一端向所述定位框架（16）的内侧延伸，所述限位杆（15）位于对应的所述第二支杆（12）的上方。
6.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述测量件（5）和所述牵引件（6）均用于设置在所述钻孔外部，所述牵引件（6）和所述测量件（5）的底端均用于伸入至所述钻孔内，且所述牵引件（6）的底端固定连接于所述水平连杆（8）的中部，所述测量件（5）的底端固定连接于所述测量杆（14）的中部。
7.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述标记为标刻在所述测量件（5）上的刻度。
8.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述测量件（5）和所述牵引件（6）均采用尼龙材质。
9.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述第一夹角为直角；所述第二夹角为锐角。
10.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述测量杆（14）的顶部和底部均沿所述测量杆（14）的延伸方向开设有限位槽，所述测量杆（14）底部的限位槽用于向所述钻孔内下放所述钻孔直径测量装置时对所述第三支杆（13）进行限位；所述测量杆（14）顶部的限位槽用于测量所述钻孔的直径时对所述第二支杆（12）进行限位。
11.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述第一支杆（11）用于与所述钻孔的内壁相接触的一端固定套设有保护套。
12.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述第一支杆（11）为可伸缩杆。
13.如权利要求1所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述第一转动组件（1）为用于能转动的设置在所述钻孔上方的第一滚筒，所述第二转动组件（2）为用于能转动的设置在所述钻孔上方的第二滚筒，所述测量件（5）缠绕在所述第一滚筒上，所述牵引件（6）缠绕在所述第二滚筒上。
14.如权利要求13所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述钻孔直径测量装置还包括连接支架（3），所述连接支架（3）的顶部两侧分别设置有转轴，所述第一滚筒和所述第二滚筒套设在对应的转轴上，并通过所述转轴能转动的固定在所述连接支架（3）上。
15.如权利要求14所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述钻孔直径测量装置还包括引导支架（7），所述引导支架（7）的一端固定在所述连接支架（3）上，所述引导支架（7）的另一端设置有引导环（701），并沿水平方向延伸至所述钻孔的上方，所述测量件（5）的下端和所述牵引件（6）的下端均穿过所述引导环（701）后伸入至所述钻孔内。
16.如权利要求15所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述引导支架（7）为可伸缩杆。
17.如权利要求14所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述第一滚筒和所述第二滚筒在同一水平面上相对设置，所述第一滚筒外侧壁和所述第二滚筒的外侧壁通过对应的转轴与所述连接支架（3）连接，所述第一滚筒的内侧壁与沿竖直方向设置的第一转盘（101）的外侧壁连接，所述第一转盘（101）的内侧壁上设置有第一摇柄（102）；所述第二滚筒的内侧壁与沿竖直方向设置的第二转盘（201）的外侧壁连接，所述第二转盘（201）的内侧壁上设置有第二摇柄（202），所述第一驱动组件和所述第二驱动组件对应与所述第一摇柄（102）和所述第二摇柄（202）连接，用于对应通过所述第一摇柄（102）和所述第二摇柄（202）带动所述第一滚筒和所述第二滚筒转动。
18.如权利要求14所述的钻孔直径测量装置，其特征在于，所述连接支架（3）的下方设置有固定支腿（4），所述固定支腿（4）的顶部与所述连接支架（3）的底部连接，所述固定支腿（4）的底部固定在灌注桩护筒上，所述固定支腿（4）沿竖直方向设置，所述连接支架（3）用于由下至上向所述钻孔侧倾斜。
19.一种钻孔直径测量方法，其特征在于，所述钻孔直径测量方法采用权利要求1至18中任一项所述的钻孔直径测量装置对钻孔直径进行测量，所述钻孔直径测量方法包括如下步骤：
步骤S1：将测量件（5）和牵引件（6）对应固定于钻孔上方的第一转动组件（1）和第二转动组件（2）上，所述测量件（5）和所述牵引件（6）的底部沿竖直方向伸入至所述钻孔内；
步骤S2：定位框架（16）和测量组件（17）随所述牵引件（6）匀速下放至所述钻孔内，所述测量件（5）在测量杆（14）的重力作用下与所述牵引件（6）同步下放，下放至待测深度后停止下放，通过所述测量组件（17）、所述定位框架（16）、所述测量杆（14）和所述测量件（5）相配合，测量所述定位框架（16）所在位置的钻孔直径；
所述步骤S2还包括：
步骤S201：所述测量杆（14）向下移动且端部与对应的第三支杆（13）的外壁相抵，所述第三支杆（13）向下转动以带动对应的第一支杆（11）向上转动，至所述第一支杆（11）的端部与所述钻孔的内壁相分离，记录此时一固定高度处所对应的所述测量件（5）上的刻度值为a；此时所述测量杆（14）位于最低位置，其与所述定位框架的底部所在水平面之间的距离为L0；步骤S202：固定所述牵引件（6）不动，匀速上提所述测量件（5），此时所述测量杆（14）向上移动且端部与对应的第二支杆（12）的外壁相抵，所述第二支杆（12）向上转动以带动对应的所述第一支杆（11）向下转动；
步骤S203：在上提所述测量件（5）出现卡顿时停止，所述测量杆（14）的端部与对应的第二支杆（12）的外壁相抵，第一支杆（11）的端部与所述钻孔的内壁相接触，记录此时步骤S201中所述固定高度处所对应的所述测量件（5）上的刻度值为b；
步骤S204：下放所述测量件（5）后，同时匀速上提所述测量件（5）和牵引件（6），将钻孔直径测量装置从所述钻孔内取出；
步骤S205：根据记录数据计算所述钻孔直径测量装置所在所述钻孔位置的直径。
20.如权利要求19所述的钻孔直径测量方法，其特征在于，所述步骤S205中所述钻孔直径测量装置所在所述钻孔位置的直径的计算公式为：/>，其中，/>，L2为定位框架的宽度，L3为测量杆（14）的长度，L4为第一支杆（11）的长度。
21.如权利要求19所述的钻孔直径测量方法，其特征在于，所述步骤S201中所述固定高度处为所述测量件（5）与引导支架（7）相交位置。
22.如权利要求19所述的钻孔直径测量方法，其特征在于，所述步骤S201中，所述测量杆（14）向下移动且两端与对应的第三支杆（13）的外壁相抵，且满足如下条件：
，
其中，为所述第三支杆（13）的质量，/>为所述第三支杆（13）的长度，/>为所述第二支杆（12）的质量，/>为所述第二支杆（12）的长度，/>为所述第一支杆（11）的质量，/>为所述第二支杆（12）与所述竖直连杆（9）的底端连接线之间的夹角，/>为所述第三支杆（13）与所述竖直连杆（9）的底端连接线之间的夹角。
23.如权利要求20所述的钻孔直径测量方法，其特征在于，所述定位框架的宽度为水平连杆（8）的长度。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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