CN111733895A - 桩孔沉渣厚度检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩孔沉渣厚度检测装置及检测方法，涉及桩基础施工技术领域，其包括导向筒体；底环，固定连接在导向筒体的一端；所述底环朝向导向筒体的一侧表面上开设有两条滑道，两条所述滑道相对于底环的中心对称设置，且所述滑道朝向底环中心的一端为开口设置；重锤，滑动设置在导向筒体内；两根观测杆，分别滑动设置在滑道内，其一端位于滑道内，另一端穿出滑道朝向底环中心方向伸出；第一弹簧，套设在观测杆上，或者沿滑道的轴向设置在滑道内；以及锁紧组件，设在导向筒体上，用于限制观测杆单向滑动。本发明具有检测精度高的效果。

Description

桩孔沉渣厚度检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及桩基础施工技术领域，特别涉及一种桩孔沉渣厚度检测装置及检测方法。

背景技术

灌注桩是目前应用较为普遍的桩基础形式，具有对周边环境影响危害小、应用性强、桩身刚度大、单桩承载力高等特点。在灌注桩的钻孔过程中，掉落的流沙、碎石块会引起成孔沉渣，下放钢筋笼过程中，塌孔会进一步增加沉渣量；孔底沉渣具有强度低、压缩性高等特点，若清渣不当造成桩底沉渣过厚，当基桩进行静载试验或在实际承载阶段桩端处可能会产生刺入性剪切破坏，降低基桩的承载性能，因此在实际施工中，要对沉渣厚度进行测量，将沉渣厚度控制在合理范围内，才能确保桩基整体质量和承载力。

为测量灌注桩孔底的沉渣厚度，现有的测量方法主要是采用测锤和测量圆盘分别测量孔底的最大下沉深度，两者之间的差值即为沉渣厚度。

但是采用上述方式进行测量时，首先测锤和圆盘测绳的拉伸程度会存在差异，测绳拉伸程度的不同直接影响了测量结果；其次，测锤和圆盘的下沉深度在求差时还需考虑到测锤和圆盘自身的长度或厚度，并进行加减运算，在操作时很容易受到人为因素的干预，从一定程度上也间接影响了检测结果。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种桩孔沉渣厚度检测装置，能够有效提高检测精度。

本发明的第二目的是提供一种检测方法，采用上述桩孔沉渣厚度检测装置。

本发明的第一发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种桩孔沉渣厚度检测装置，包括：

导向筒体；

底环，固定连接在导向筒体的一端；所述底环朝向导向筒体的一侧表面上开设有两条滑道，两条所述滑道相对于底环的中心对称设置，且所述滑道朝向底环中心的一端为开口设置；

重锤，滑动设置在导向筒体内；

两根观测杆，分别滑动设置在滑道内，其一端位于滑道内，另一端穿出滑道朝向底环中心方向伸出；

第一弹簧，套设在观测杆上，或者沿滑道的轴向设置在滑道内；所述第一弹簧处于压缩状态，所述第一弹簧自然伸长时，两根观测杆的端部底环抵接于底环的中心处，所述重锤向下移动时抵压两根观测杆，两根观测杆沿滑道移动；以及

锁紧组件，设在导向筒体上，用于限制观测杆单向滑动。

通过采用上述技术方案，工作人员在施工时，首先将导向筒体和底环放进孔底沉渣上，待底环放置稳定后，将重锤由上而下放进导向筒体内，重锤沿着导向筒体向下移动，重锤的顶尖向下从两个顶板之间穿过，因自重向下插入沉渣层内，在这个过程中，由于重锤侧表面的抵压，观测杆沿着滑道向两侧移动，待重锤的顶尖沉降并抵触在孔底时，观测杆不再移动，通过观测杆移动的水平距离来计算得出重锤下降的距离。沉渣厚度可直接通过观测杆移动的长度得出，不受人为操作和周围环境的影响，能够有效提高检测结果的精确度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导向筒体的筒壁内沿竖直方向开设有与滑道连通的插槽，所述导向筒体的外壁上还沿竖直方向开设有插槽连通的腰型孔，所述锁紧组件包括：

插杆，滑动设置在插槽内；

第二弹簧，设在插槽内，其一端与插槽的底部抵接，另一端与插杆的端面抵接；以及

拨杆，固定连接在插杆上，其一端由腰型孔向外伸出；

其中，所述观测杆朝向插槽的一侧壁上沿轴向固定设置有棘齿，所述插杆插在棘齿内。

通过采用上述技术方案，正常状态下，由于第二弹簧的弹力作用，插杆由插槽的下端口向下伸出插在棘齿内，拨杆卡在腰型孔孔壁的下边缘，由于腰型孔的限位作用，拨杆不会向下滑脱；观测杆移动时，插杆贴着棘齿上下往复运动，当观测杆停止移动时，插杆由于第二弹簧的弹力作用竖直向下插在对应的棘齿内，观测杆不会反向移动。当需要将观测杆复位时，手动将拨杆向上拉起，插杆与棘齿分离，观测杆受到第一弹簧的弹力作用自动复位。不仅能够自锁，而且复位也方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述观测杆靠近重锤的一端固定有顶板，所述顶板倾斜设置，并与重锤的侧表面贴合。

通过采用上述技术方案，两个顶板抵在一起时，两个顶板靠近孔底的一侧边相抵接，形成V字形，方便重锤顺利进入两个观测杆之间。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底环上于滑道的一侧设置有刻度。

通过采用上述技术方案，能够直接读数，方便观察观测杆在滑道内的移动距离。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述重锤的底面上固定设置有导向柱，所述导向柱的直径等于导向筒体的内径。

通过采用上述技术方案，重锤由上向下进入导向筒体内后，导向柱贴着导向筒体的内壁向下移动，保证重锤的轴线与导向筒体的轴线重合，重锤向下滑动的过程中不会发生晃动或侧偏。

本发明的第二目的是通过以下技术目的得以实现的：

一种桩孔沉渣厚度检测方法，采用上述所述的桩孔沉渣厚度检测装置，包括如下步骤：

S1：通过吊绳将导向筒体和底环放置于孔底沉渣上；

S2：底环放置稳定后，通过吊绳将重锤放进导向筒体内，重锤沿导向筒体向下移动，从两个观测杆之间穿过，并因重力向下插入沉渣层，此过程中重锤将两个观测杆向外撑开，直到重锤抵接至孔底密实土层或浇筑层后，重锤不再下沉，观测杆停止移动；

S3：先通过吊绳将重锤吊起至桩孔外，然后将导向筒体和底环吊起；

S4：观察观测杆横向移动的距离，以此长度来计算出重锤下落的竖直距离，得到沉渣厚度。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.工作人员在施工时，首先将导向筒体和底环放进孔底沉渣上，待底环放置稳定后，将重锤由上而下放进导向筒体内，重锤沿着导向筒体向下移动，重锤的顶尖向下从两个顶板之间穿过，因自重向下插入沉渣层内，在这个过程中，由于重锤侧表面的抵压，观测杆沿着滑道向两侧移动，待重锤的顶尖沉降并抵触在孔底时，观测杆不再移动，通过观测杆移动的水平距离来计算得出重锤下降的距离。沉渣厚度可直接通过观测杆移动的长度得出，不受人为操作和周围环境的影响，能够有效提高检测结果的精确度；

2.插杆与棘齿的配合不仅能够实现观测杆的自锁，而且复位方便。

附图说明

图1是本发明实施例给出的一种整体结构示意图。

图2是图1中的一种剖视图。

图3是图2中A部分的局部放大结构示意图。

图4是为了体现图3中观测杆与锁紧组件配合关系的局部剖视图。

图5是重锤的纵截面示意图。

图中，11、导向筒体；12、底环；13、滑道；14、插槽；15、腰型孔；16、挡板；17、让位槽；21、重锤；22、导向柱；31、观测杆；32、第一弹簧；33、棘齿；34、顶板；4、锁紧组件；41、插杆；42、第二弹簧；43、拨杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本发明实施例公开的一种沉渣厚度检测装置，包括导向筒体11、底环12、重锤21、观测杆31、第一弹簧32和锁紧组件4。

参照图2、图3和图4，导向筒体11为圆柱筒，底环12固定连接在导向筒体11的一端，底环12的一侧表面与导向筒体的端面平齐，具体使用时，底环12放置在孔底沉渣表面；重锤21可由上而下放入导向筒体11内，沿着导向筒体11向下移动，最终因重力进入沉渣内，对沉渣厚度进行检测。

底环12朝向导向筒体11的一侧表面上开设有两条滑道13，具体的，两条滑道13分别沿底环12的径向设置，且相对于底环12的中心对称设置；滑道13朝向底环12中心的一端呈开口，另一端呈闭口设置。观测杆31分别滑动设置在滑道13内，具体的，观测杆31位于滑道13内的一端固定有挡板16，挡板16的直径与滑道13相配合，观测杆31沿滑道13移动时，挡板16贴着滑道13的内壁移动，且挡板16可卡在滑道13开口侧的通孔处，保证观测杆31不会从滑道13内滑脱；观测杆31远离挡板16的一端固定有顶板34，相邻两个观测杆31上的顶板34抵接在一起时，挡板16恰好位于滑道13的开口端位置。

第一弹簧32套在观测杆31上，第一弹簧32的一端抵在顶板34上，另一端抵在导向筒体11的内壁上，第一弹簧32始终处于压缩状态；实际中也可以将第一弹簧32设置在滑道13内，第一弹簧32沿滑道13的轴向压缩，第一弹簧32的一端抵在滑道13的底部，另一端抵在观测杆31的侧端面上。正常状态下，由于第一弹簧32的弹力作用，两个观测杆31同时向底环12的中心方向伸出，两个顶板34抵接于底环12的中心处；当重锤21由两个顶板34之间向下移动时，能够将两根观测杆31向外撑开，两根观测杆31沿滑道13移动。

锁紧组件4设置在导向筒体11内，观测杆31沿滑道13横向移动时，锁紧组件4能够将观测杆31固定在指定位置，以便于测量观测杆31的移动距离。

工作人员在施工时，首先将导向筒体11和底环12放进孔底沉渣上，待底环12放置稳定后，将重锤21由上而下放进导向筒体11内，重锤21沿着导向筒体11向下移动，重锤21的顶尖向下从两个顶板34之间穿过，因自重向下插入沉渣层内，在这个过程中，由于重锤21侧表面的抵压，观测杆31沿着滑道13向两侧移动，待重锤21的顶尖沉降并抵触在孔底时，观测杆31不再移动，通过观测杆31移动的水平距离来计算得出重锤21下降的距离。

参考图3和图4，锁紧组件4包括插杆41、第二弹簧42和拨杆43，导向筒体11的筒壁内沿竖直方向开设有插槽14，插槽14与滑道13连通，插杆41和第二弹簧42均位于插槽14内，其中，插杆41可在插槽14内滑动，第二弹簧42的一端抵在插槽14的底部，另一端抵在插杆41的端面上。

导向筒体11的外壁上对应于插槽14的位置还开设有腰型孔15，腰型孔15沿竖直方向，且与插槽14的内部连通；拨杆43固定连接在插杆41的上端，拨杆43由腰型孔15向外伸出；正常状态下，由于第二弹簧42的弹力作用，插杆41由插槽14的下端口向下伸出，拨杆43卡在腰型孔15孔壁的下边缘，由于腰型孔15的限位作用，拨杆43不会向下滑脱。

观测杆31朝向插槽14的一侧表面上固定有棘齿33，棘齿33沿观测杆31的轴线并排设置；导向筒体11上开设有与棘齿33对应的让位槽17，观测杆31移动时，棘齿33可通过让位槽17滑动，插杆41竖直向下插在对应的棘齿33内，取出重锤21后，观测杆31也不会向底环12的中心移动，当需要将观测杆31复位时，手动将拨杆43向上拉起，插杆41与棘齿33分离，观测杆31受到第一弹簧32的弹力作用自动复位。

参照图3，进一步的，顶板34倾斜设置，具体的，顶板34的倾斜角度以其能与重锤21的母线贴合为宜，两个顶板34抵在一起时，两个顶板34靠近孔底的一侧边相抵接，形成V字形，方便重锤21顺利进入两个观测杆31之间。

参照图1，为了便于观察观测杆31的移动距离，在底环12上于滑道13的一侧设置有刻度，能够直接读数。

参照图2，在重锤21的底面上固定有导向柱22，导向柱22的直径等于导向筒体11的内径，重锤21由上向下进入导向筒体11内后，导向柱22贴着导向筒体11的内壁向下移动，保证重锤21的轴线与导向筒体11的轴线重合，重锤21向下滑动的过程中不会发生晃动或侧偏。

本发明还公开了一种采用上述桩孔沉渣厚度检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：

S1：通过吊绳将导向筒体11和底环12放置于孔底沉渣上；

S2：底环12放置稳定后，通过吊绳将重锤21放进导向筒体11内，重锤21沿导向筒体11向下移动，从两个观测杆31之间穿过，并因重力向下插入沉渣层，此过程中重锤21将两个观测杆31向外撑开，直到重锤21抵接至孔底密实土层或浇筑层后，重锤21不再下沉，观测杆31停止移动；

S3：先通过吊绳将重锤21吊起至桩孔外，然后将导向筒体11和底环12吊起；

S4：观察观测杆31横向移动的距离，以此长度来计算出重锤下落的竖直距离，得到沉渣厚度。

具体的，上述S4步骤中沉渣厚度的计算方法可采用下述方法：

参照图5，为重锤21的纵截面，将重锤21轴线与其母线之间的夹角命名为

，重锤底面 半径为x，重锤的高度为y，则

=x/y。

若将观测杆31移动的距离命名为s，重锤下降的高度命名为h，则h=s/

，具体计 算时可采用科学计算器进行计算。

另外，读出s的数值后，已知

，还可在图纸上绘出h的具体长度，量取h的长度作为 最终结果。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种桩孔沉渣厚度检测装置，其特征在于，包括：

导向筒体（11）；

底环（12），固定连接在导向筒体（11）的一端；所述底环（12）朝向导向筒体（11）的一侧表面上开设有两条滑道（13），两条所述滑道（13）相对于底环（12）的中心对称设置，且所述滑道（13）朝向底环（12）中心的一端为开口设置；

重锤（21），滑动设置在导向筒体（11）内；

两根观测杆（31），分别滑动设置在滑道（13）内，其一端位于滑道（13）内，另一端穿出滑道（13）朝向底环（12）中心方向伸出；

第一弹簧（32），套设在观测杆（31）上，或者沿滑道（13）的轴向设置在滑道（13）内；所述第一弹簧（32）处于压缩状态，所述第一弹簧（32）自然伸长时，两根观测杆（31）的端部底环（12）抵接于底环（12）的中心处，所述重锤（21）向下移动时抵压两根观测杆（31），两根观测杆（31）沿滑道（13）移动；以及

锁紧组件（4），设在导向筒体（11）上，用于限制观测杆（31）单向滑动。

2.根据权利要求1所述的桩孔沉渣厚度检测装置，其特征在于，所述导向筒体（11）的筒壁内沿竖直方向开设有与滑道（13）连通的插槽（14），所述导向筒体（11）的外壁上还沿竖直方向开设有插槽（14）连通的腰型孔（15），所述锁紧组件（4）包括：

插杆（41），滑动设置在插槽（14）内；

第二弹簧（42），设在插槽（14）内，其一端与插槽（14）的底部抵接，另一端与插杆（41）的端面抵接；以及

拨杆（43），固定连接在插杆（41）上，其一端由腰型孔（15）向外伸出；

其中，所述观测杆（31）朝向插槽（14）的一侧壁上沿轴向固定设置有棘齿（33），所述插杆（41）插在棘齿（33）内。

3.根据权利要求2所述的桩孔沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述观测杆（31）靠近重锤（21）的一端固定有顶板（34），所述顶板（34）倾斜设置，并与重锤（21）的侧表面贴合。

4.根据权利要求2所述的桩孔沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述底环（12）上于滑道（13）的一侧设置有刻度。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的桩孔沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述重锤（21）的底面上固定设置有导向柱（22），所述导向柱（22）的直径等于导向筒体（11）的内径。

6.一种桩孔沉渣厚度检测方法，采用如上述权利要求1-5中任意一项所述的桩孔沉渣厚度检测装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通过吊绳将导向筒体（11）和底环（12）放置于孔底沉渣上；

S2：底环（12）放置稳定后，通过吊绳将重锤（21）放进导向筒体（11）内，重锤（21）沿导向筒体（11）向下移动，从两个观测杆（31）之间穿过，并因重力向下插入沉渣层，此过程中重锤（21）将两个观测杆（31）向外撑开，直到重锤（21）抵接至孔底密实土层或浇筑层后，重锤（21）不再下沉，观测杆（31）停止移动；

S3：先通过吊绳将重锤（21）吊起至桩孔外，然后将导向筒体（11）和底环（12）吊起；

S4：观察观测杆（31）横向移动的距离，以此长度来计算出重锤下落的竖直距离，得到沉渣厚度。

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