CN113235582B - 一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，包括旋喷钻杆、监控部件，监控部件包括轴承、支架、挡板以及监测组件。利用支架携带监测组件跟随着旋喷钻杆进行移动，监测组件中的噪声计以及测声管利用声学监测原理对旋喷桩进行监测探验，而钻探件则从一侧钻到旋喷桩处，以接触的形式对旋喷桩进行监测，这些监测在旋喷施工过程中同步进行，可以实时获取旋喷施工质量，在出现问题时可以第一时间补救，提高工程质量，同时装置自动化程度高，不需要工人靠近操作，提高工人工作的安全性。

Description

一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置

技术领域

本发明涉及监测装置领域，更具体的，涉及一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置。

背景技术

高压旋喷桩是一种常用且有效的地基改良方法，得到广泛的实用，是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。但是在施工开始后，难以对旋喷桩的质量进行监控，只能在施工完成后利用钻芯或开挖等方法进行抽检，监测效率不高，并且十分繁琐。

发明内容

为了克服现有技术中难以实时监测的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，其能够实时对旋喷桩的施工质量进行监控，并且自动化进行，不需要工人靠近，安全性高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，包括旋喷钻杆、监控部件，监控部件包括轴承、支架、挡板以及监测组件，轴承套设于旋喷钻杆上，且轴承的内环与旋喷钻杆固定连接，支架与轴承的外环连接，两个以上挡板均匀固定于支架的外部，监测部件包括噪声计以及测声管，噪声计以及测声管均固定于挡板靠近旋喷钻杆的一侧。

在本发明较佳的技术方案中，所述支架包括滑筒、支撑臂以及支撑杆，滑筒套设于轴承外，且轴承的外环与滑筒滑动连接，两个以上支撑臂均匀固定于滑筒的外部，所述挡板固定于支撑臂的末端，挡板配置为弧形板，支撑杆与支撑臂垂直设置，支撑杆配置为伸缩杆，支撑杆的顶部固定于支撑臂上，支撑杆的底部固定有用于增加接地面积的接地板。

在本发明较佳的技术方案中，所述监测组件还包括钻探件；钻探件包括机盒、气缸、驱动链、钻头以及传动件，机盒固定于所述挡板上，气缸固定于机盒的内顶部，气缸的自由端与驱动链的一端连接，钻头连接于驱动链的另一端，钻头内嵌有压力传感器，机盒的左侧的底部开设有开口，机盒的内底壁设置有导向块；传动件包括滚轮、皮带以及齿轮，滚轮转动连接于机盒内部，齿轮滚轮连接于开口上，皮带套设于齿轮的轴心与滚轮的轴心上；驱动链由两个以上链块依次铰接而成，链块的两端均设置有收缩部，其中一端的收缩部上套设有限位筒，限位筒的外壁设置有驱动齿，驱动齿与齿轮啮合。

在本发明较佳的技术方案中，所述监测组件还包括喷水件，喷水件包括铰轮、喷头以及导水管，铰轮固定于机盒顶部，导水管绕设于铰轮上，喷头固定于驱动链的末端，导水管与喷头连通。

在本发明较佳的技术方案中，所述轴承上固定有用于卡紧所述滑筒的卡块。

在本发明较佳的技术方案中，所述挡板内侧设置有防护板，防护板与挡板之间通过两个以上弹簧连接。

在本发明较佳的技术方案中，所述支撑臂配置为伸缩臂。

在本发明较佳的技术方案中，所述钻探件的下方以及所述测声管的下方均设置有缓冲板。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，利用支架携带监测组件跟随着旋喷钻杆进行移动，监测组件中的噪声计以及测声管利用声学监测原理对旋喷桩进行监测探验，而钻探件则从一侧钻到旋喷桩处，以接触的形式对旋喷桩进行监测，这些监测在旋喷施工过程中同步进行，可以实时获取旋喷施工质量，在出现问题时可以第一时间补救，提高工程质量，同时装置自动化程度高，不需要工人靠近操作，提高工人工作的安全性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置的结构示意图；

图2是图1中钻探件的结构示意图。

图中：

1-旋喷钻杆，21-轴承，22-滑筒，23-支撑臂，24-支撑杆，25-档板，26-卡块，27-防护板，31-噪声计，32-测声管，4-钻探件，40-导向块，41-机盒，42-气缸，43-链块，431-收缩部，432-限位筒，44-钻头，45-压力传感器，46-滚轮，47-皮带，48-齿轮，491-喷头，492-导水管，493-铰轮。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-2所示，实施例中提供了一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，包括旋喷钻杆1、监控部件，监控部件包括轴承21、支架、挡板25以及监测组件，轴承21套设于旋喷钻杆1上，且轴承21的内环与旋喷钻杆1固定连接，支架与轴承21的外环连接，两个以上挡板25均匀固定于支架的外部，监测部件包括噪声计31以及测声管32，噪声计31以及测声管32均固定于挡板25靠近旋喷钻杆1的一侧。

在开始旋喷桩作业前，可以预先利用打桩或顶推部件，将挡板25深入到要进行建桩的土地中，在土地上为挡板25预先插上一定深度的插槽。然后就将轴承21固定在旋喷钻杆1上，其中轴承21的内环部分与旋喷钻杆1固定连接，而外环则通过支架连接到挡板25上。开始旋喷桩作业后，外部设备驱动旋喷钻杆1在钻孔内旋转上升，旋喷钻杆1在上升的过程中通过轴承21带着自家以及挡板25上升。而挡板25上所安装的噪声计31以及测声管32是根据旋喷钻杆1末端的喷头491位置来设置。在旋喷桩杆喷射出混凝土进行建桩的过程中，噪声计31以及测声管32进行监测。旋喷钻杆1喷射出高压射流，这些高压射流碰撞到测声管32发出噪声，噪声计31拾取噪声并且生成噪声信号传输到外部，外部的计算机通过计算分析噪声信号来得知旋喷桩的喷射建桩状态。噪声计31一路跟随或者旋喷桩上升，可以实时监测到喷出的混凝土浇筑情况，有利于管理人员及时得知旋喷桩的情况，如果出现旋喷效果不好的情况可以及时补救，有利于提高旋喷桩的质量。

进一步地，支架包括滑筒22、支撑臂23以及支撑杆24，滑筒22套设于轴承21外，且轴承21的外环与滑筒22滑动连接，两个以上支撑臂23均匀固定于滑筒22的外部，挡板25固定于支撑臂23的末端，挡板25配置为弧形板，支撑杆24与支撑臂23垂直设置，支撑杆24配置为伸缩杆，支撑杆24的顶部固定于支撑臂23上，支撑杆24的底部固定有用于增加接地面积的接地板。在正常监测时，滑筒22与轴承21固定为一体，轴承21不能沿着滑筒22进行上下滑动，滑筒22与支撑臂23一体运动，带着挡板25与旋喷钻杆1同步上下移动。而如果需要对某个点进行重复或者长时间监测时，滑筒22与轴承21之间的固定解除，滑筒22与轴承21之间发生滑动。轴承21随着旋喷钻杆1继续继续上升，而滑筒22与挡板25以及挡板25上的噪声计31、测声管32继续留在原高度监测。该点监测完成后，滑筒22与轴承21之间重新锁紧，轴承21将升力传输给滑筒22，监测组件重新跟随着旋喷钻杆1上升。在支撑臂23停止上升进行暂停监测时，支撑杆24可以锁止，对支撑臂23以及挡板25提供支撑。

进一步地，监测组件还包括钻探件4；钻探件4包括机盒41、气缸42、驱动链、钻头44以及传动件，机盒41固定于挡板25上，气缸42固定于机盒41的内顶部，气缸42的自由端与驱动链的一端连接，钻头44连接于驱动链的另一端，钻头44内嵌有压力传感器45，机盒41的左侧的底部开设有开口，机盒41的内底壁设置有导向块40；传动件包括滚轮46、皮带47以及齿轮48，滚轮46转动连接于机盒41内部，齿轮48滚轮46连接于开口上，皮带47套设于齿轮48的轴心与滚轮46的轴心上；驱动链由两个以上链块43依次铰接而成，链块43的两端均设置有收缩部431，其中一端的收缩部431上套设有限位筒432，限位筒432的外壁设置有驱动齿，驱动齿与齿轮48啮合。在对特定高度点进行监测时，还可以利用钻探件4进行监测。气缸42推动驱动连接伸长，链块43在导向块40的导向下，从机箱滑出，链块43在滑出的过程中，链块43与滚轮46接触，带动滚轮46转动。滚轮46通过皮带47带动齿轮48转动，本实施例中滚轮46与齿轮48的轴心半径通过设置，使齿轮48的转动速度加快，当链块43从开口滑出时，齿轮48与链块43上的限位筒432啮合，将限位筒432推动到相邻一个链块43的收缩部431上，链块43两端的收缩部431长度不同，限位筒432套到相邻一个链块43的收缩部431上，同时也会有部分仍然套在原收缩部431上，将相邻的两个链块43连接组成一个直线的驱动链，不断伸出的驱动链驱动着钻头44往旋喷桩处钻去，直到钻头44插入到旋喷桩处，此时钻头44上的压力传感器45对旋喷桩内部的压力进行监测，通过压力传感器45的接触式监测，可以直观直接地测得旋喷桩的浇筑质量。同时钻头44体积小，具有较强的钻探能力，同时其钻刀旋喷桩处对桩的影响较小，可以忽略。在监测完成后，气缸42带着驱动链收缩，滚轮46被驱动链滴带动反转，齿轮48也反向转动将限位筒432回推，消除限位筒432的锁定，使链块43之间可以转动，进而收回到机盒41内。通过上述监测手段，可以更加深入地监测到旋喷桩的实际情况，方便施工人员更进一步了解掌握旋喷桩的内部情况。

进一步地，监测组件还包括喷水件，喷水件包括铰轮493、喷头491以及导水管492，铰轮493固定于机盒41顶部，导水管492绕设于铰轮493上，喷头491固定于驱动链的末端，导水管492与喷头491连通。在钻头44被驱动链带动伸长钻探的过程中，喷头491拉长导水管492，导水管492从外部获取水源，喷头491喷射出水湿润泥土，使泥土变得松软，钻头44的延伸更加轻松。

进一步地，轴承21上固定有用于卡紧滑筒22的卡块26。滑筒22上开设有与卡块26对应的限位孔，在需要滑动与轴承21之间锁定时，卡块26伸长插入到限位孔内，将轴承21与滑动锁住。而需要轴承21与滑动之间相互滑动时，则可以收回卡块26。

进一步地，挡板25内侧设置有防护板27，防护板27与挡板25之间通过两个以上弹簧连接。卡块26设置在各个监测部件的上方，即与旋喷钻杆1的末端高度相近，当旋喷钻杆1从地下出到地面抢，防护板27首先伸出地面，防护板27在弹簧的推顶下往旋喷钻杆1的方向弹去，避免在旋喷钻杆1在升出地面的瞬间混凝土飞溅向四周。

进一步地，支撑臂23配置为伸缩臂。将支撑臂23设置为可以伸缩的形式，使其可以现场情况而灵活调整挡板25到旋喷钻杆1的距离，提高装置的灵活性。

进一步地，钻探件4的下方以及测声管32的下方均设置有缓冲板。缓冲板在挡板25下降时为上述装置提供遮挡，避免其被泥土以及泥土中的硬物损坏。

本实施例的其它技术采用现有技术。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，包括旋喷钻杆(1)，其特征在于：还包括监控部件，监控部件包括轴承(21)、支架、挡板(25)以及监测组件，

轴承(21)套设于旋喷钻杆(1)上，且轴承(21)的内环与旋喷钻杆(1)固定连接，支架与轴承(21)的外环连接，两个以上挡板(25)均匀固定于支架的外部，监测部件包括噪声计(31)以及测声管(32)，噪声计(31)以及测声管(32)均固定于挡板(25)靠近旋喷钻杆(1)的一侧；

所述支架包括滑筒(22)、支撑臂(23)以及支撑杆(24)，滑筒(22)套设于轴承(21)外，且轴承(21)的外环与滑筒(22)滑动连接，两个以上支撑臂(23)均匀固定于滑筒(22)的外部，所述挡板(25)固定于支撑臂(23)的末端，挡板(25)配置为弧形板，支撑杆(24)与支撑臂(23)垂直设置，支撑杆(24)配置为伸缩杆，支撑杆(24)的顶部固定于支撑臂(23)上，支撑杆(24)的底部固定有用于增加接地面积的接地板；

所述监测组件还包括钻探件(4)；

钻探件(4)包括机盒(41)、气缸(42)、驱动链、钻头(44)以及传动件，

机盒(41)固定于所述挡板(25)上，气缸(42)固定于机盒(41)的内顶部，气缸(42)的自由端与驱动链的一端连接，钻头(44)连接于驱动链的另一端，钻头(44)内嵌有压力传感器(45)，

机盒(41)的左侧的底部开设有开口，机盒(41)的内底壁设置有导向块(40)；

传动件包括滚轮(46)、皮带(47)以及齿轮(48)，滚轮(46)转动连接于机盒(41)内部，齿轮(48)滚轮(46)连接于开口上，皮带(47)套设于齿轮(48)的轴心与滚轮(46)的轴心上；

驱动链由两个以上链块(43)依次铰接而成，链块(43)的两端均设置有收缩部(431)，其中一端的收缩部(431)上套设有限位筒(432)，限位筒(432)的外壁设置有驱动齿，驱动齿与齿轮(48)啮合。

2.根据权利要求1所述的一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，其特征在于：

所述监测组件还包括喷水件，喷水件包括铰轮(493)、喷头(491)以及导水管(492)，铰轮(493)固定于机盒(41)顶部，导水管(492)绕设于铰轮(493)上，喷头(491)固定于驱动链的末端，导水管(492)与喷头(491)连通。

3.根据权利要求2所述的一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，其特征在于：

所述轴承(21)上固定有用于卡紧所述滑筒(22)的卡块(26)。

4.根据权利要求1所述的一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，其特征在于：

所述挡板(25)内侧设置有防护板(27)，防护板(27)与挡板(25)之间通过两个以上弹簧连接。

5.根据权利要求1所述的一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，其特征在于：

所述支撑臂(23)配置为伸缩臂。

6.根据权利要求1所述的一种高压旋喷桩施工用的安全监测装置，其特征在于：

所述钻探件(4)的下方以及所述测声管(32)的下方均设置有缓冲板。

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