CN113529824B - 一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程建筑技术领域，具体为一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，包括有顶壳，顶壳的顶端安装有牵引绳，顶壳的内部安装有第一推杆，第一推杆连接有测量柱，顶壳的底部连接有中心盘，中心盘的侧壁上安装有定位机构，中心盘下表面边缘处安装有围板，中心盘内顶面安装有若干根第二推杆，第二推杆的下端连接有底框，底框转动连接有底盘，底盘中间安装有内筒，侧槽的侧壁连接有可调节的整平机构。通过本发明提出的一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置及方法，使得测得的数据更准确、更有可靠性。

Description

一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置及方法

技术领域

本发明涉及工程建筑技术领域，具体为一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置及方法。

背景技术

灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。

沉渣指钻孔和清孔过程中沉淀或塌孔留下的，未被循环泥浆带走的沉淀物，一般是较粗颗粒。所以沉渣并不是总是平整的，可能存在很大斜度，或者会有局部凸起和凹坑的情况，若使用现有技术中常用的吊锤法、测针测饼法等方法测试时，设备往往斜放在沉渣表面，使得测得的数据有很大误差，或者测得的数据是局部数据，不是沉渣的整体平均数据，不具备可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，包括有顶壳，所述顶壳的顶端安装有牵引绳，所述顶壳的内部安装有第一推杆，所述第一推杆连接有测量柱，所述顶壳的底部连接有中心盘，所述中心盘的侧壁上安装有定位机构，所述中心盘下表面边缘处安装有围板，所述中心盘内顶面安装有若干根第二推杆，所述第二推杆的下端连接有底框，所述底框转动连接有底盘，所述底盘中间安装有内筒，所述内筒的底部设置有侧槽，所述侧槽的侧壁连接有可调节的整平机构。

优选的，所述测量柱底部为锥形结构，测量柱的侧壁上设置有刻度线。

优选的，所述第一推杆和测量柱的连接处设置有压力传感器，第二推杆和底框的连接处设置有压力传感器。

优选的，所述中心盘的侧壁上开设有收纳槽，定位机构包括有侧板，侧板为弧形板结构，侧板的一侧表面设置有若干根定位钉，侧板的另一侧表面拐角处设置有四根限位柱并且在中间设置有丝杆。

优选的，所述收纳槽和中心盘的内部之间开设有定位孔，限位柱滑动插接在定位孔内，收纳槽和中心盘内部之间还开设有连通孔，连通孔内部安装有固定轴承，固定轴承连接有套筒，套筒的内部设有螺纹并与丝杆配合连接，套筒的端部安装有第一齿环，中心盘的内顶面安装有第一电机，第一电机的输出轴连接有第一主动齿轮，第一主动齿轮和第一齿环啮合连接。

优选的，所述底框为下表面开放的圆柱框体，底框的中间开设有圆孔，测量柱穿过圆孔，底框的内侧壁底部安装有托环，底盘为上表面开放的圆柱框体，底盘上端位于底框内部，底盘的侧壁上开设有转槽，托环嵌入转槽内部，底盘的内侧壁上环形设置有第二齿环，底框的内顶面安装有第二电机，第二电机的输出端连接有第二主动齿轮，第二主动齿轮和第二齿环啮合连接。

优选的，所述整平机构包括有若干根摆臂，摆臂为空心金属杆，摆臂的内部设置有活动杆，活动杆的一端设置有防卡死机构，活动杆的另一端开设有螺纹孔，侧槽的侧壁上安装有转柱，转柱的表面开设有螺纹并与螺纹孔配合连接，转柱的一端位于侧槽内部且这一端上安装有从动齿轮，底盘的内底面上安装有第三电机，第三电机连接有第三主动齿轮，第三主动齿轮和从动齿轮通过链条连接。

优选的，所述防卡死机构包括有开设于活动杆端部的安装槽，安装槽的内部设置有活动板，活动板和安装槽的侧壁之间设置有弹簧，活动板连接有连板，连板端部连接有安装块，安装槽内设置有滚轮，滚轮的两侧设置有轮轴，滚轮的表面安装有若干个万向球。

一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测方法，该方法包括以下步骤：

S1：通过牵引绳将本设备整体放入桩孔内部，接触到底部的沉渣时，将设备向上提拉一段距离，通过启动第一电机带动第一主动齿轮转动，第一主动齿轮通过和第一齿环啮合带动套筒转动，使得丝杆横向移动，进而使得两侧的侧板向两侧移动并抵住桩孔内壁，定位钉插入桩孔壁内，使得本设备整体可以平稳固定住；

S2：然后第二推杆启动伸长将底框和底盘缓慢向下推动，底框和底盘向下移动并非接触沉渣，同时第二电机启动带动第二主动齿轮转动，第二主动齿轮通过和第二齿环啮合连接使得底盘在底框内部转动，进而使得摆臂对沉渣进行拨动，随着摆臂转动，可使得沉渣凸出的部分被推向低洼的地方，进而使得沉渣被整平，可提高检测的精度；

S3：通过启动第三电机带动第三主动齿轮，第三主动齿轮通过链条带动从动齿轮，进而使得转柱转动，转柱和螺纹孔配合连接，可使得活动杆向摆臂的外部延伸，进而扩大整平的范围，进一步提高精度，提高了数据的可靠性；

S4：当底框和底盘下降到一定程度接触到时，内筒底部和摆臂接触到平整的沉渣表面，会使得第二推杆内部压力传感器的感应压力实数迅速上升到特定数值范围，停止第二推杆和第二电机，并启动第一推杆使得测量柱向下插入到沉渣内，当第一推杆内的压力传感器感应示数急剧上升，则代表测量柱到达桩孔的底部，停止第一推杆伸长，控制第一电机将侧板收回到收纳槽内，启动第三电机将活动杆收到摆臂内部，控制第二推杆收缩将底框收回到围板内，通过牵引绳将设备整体提升出桩孔，测量柱凸出滚轮的长度即为沉渣的平均厚度，通过测量柱表面的刻度线读出示数即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本发明提出的一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置及方法，通过牵引绳将本设备整体放入桩孔内部，设置有定位机构，使得本设备整体可以平稳固定在桩孔内壁上；然后通过设置有整平机构，可在测量前将沉渣整平，使得测得的数据更准确、更有可靠性。

附图说明

图1为本发明装置结构图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本发明中定位机构结构图；

图4为本发明中底框和底盘局部连接放大图；

图5为本发明中底盘底部结构图；

图6为图4中B处放大图；

图7为本发明中内筒结构图；

图8为图1中C处放大图。

图中：顶壳1、第一推杆101、中心盘2、收纳槽201、第二推杆3、侧板4、定位钉401、丝杆5、限位柱6、套筒7、固定轴承8、第一齿环9、第一电机10、第一主动齿轮1001、围板11、底框12、托环1201、底盘13、转槽1301、第二齿环14、第二电机15、第二主动齿轮1501、内筒16、侧槽1601、第三电机17、第三主动齿轮1701、摆臂18、活动杆19、螺纹孔1901、转柱20、从动齿轮2001、安装槽21、活动板22、弹簧23、连板24、安装块25、滚轮26、轮轴27、万向球28、测量柱29。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，包括有顶壳1，顶壳1的顶端安装有牵引绳，顶壳1的内部安装有第一推杆101，第一推杆101连接有测量柱29，第一推杆101和测量柱29的连接处设置有压力传感器，连接方式如图8所示，可在测量柱29顶部设置有插柱，第一推杆101底部设置有插孔，压力传感器安装在插柱顶部和插孔内部之间，插柱在插孔内在竖直方向上有微小活动空间，测量柱29底部为锥形结构，测量柱29的侧壁上设置有刻度线。

顶壳1的底部连接有中心盘2，中心盘2的侧壁上安装有定位机构，中心盘2的侧壁上开设有收纳槽201，定位机构包括有侧板4，侧板4为弧形板结构，侧板4的一侧表面设置有若干根定位钉401，侧板4的另一侧表面拐角处设置有四根限位柱6并且在中间设置有丝杆5，收纳槽201和中心盘2的内部之间开设有定位孔，限位柱6滑动插接在定位孔内，收纳槽201和中心盘2内部之间还开设有连通孔，连通孔内部安装有固定轴承8，固定轴承8连接有套筒7，固定轴承8的外圈固定在连通孔内，套筒7插接在固定轴承8的内圈中，套筒7的内部设有螺纹并与丝杆5配合连接，套筒7的端部安装有第一齿环9，中心盘2的内顶面安装有第一电机10，第一电机10的输出轴连接有第一主动齿轮1001，第一主动齿轮1001和第一齿环9啮合连接。

中心盘2下表面边缘处安装有围板11，中心盘2内顶面安装有若干根第二推杆3，第二推杆3的下端连接有底框12，其中一根第二推杆3和底框12的连接处设置有压力传感器，底框12、第二推杆3的连接方式和第一推杆101、测量柱29连接方式相同。

底框12转动连接有底盘13，底框12为下表面开放的圆柱框体，底框12的中间开设有圆孔，测量柱29穿过圆孔，底框12的内侧壁底部安装有托环1201，底盘13为上表面开放的圆柱框体，底盘13上端位于底框12内部，底盘13的侧壁上开设有转槽1301，托环1201嵌入转槽1301内部，底盘13的内侧壁上环形设置有第二齿环14，底框12的内顶面安装有第二电机15，第二电机15的输出端连接有第二主动齿轮1501，第二主动齿轮1501和第二齿环14啮合连接。

底盘13中间安装有内筒16，测量柱29穿过内筒16，内筒16的底部设置有侧槽1601，侧槽1601的侧壁连接有可调节的整平机构，整平机构包括有若干根摆臂18，摆臂18为空心金属杆，摆臂18为三到五根，摆臂18的底面也可设置为斜面结构，用于减小阻力，摆臂18的内部设置有活动杆19，活动杆19的一端设置有防卡死机构，活动杆19的另一端开设有螺纹孔1901，侧槽1601的侧壁上安装有转柱20，转柱20和侧槽1601的侧壁通过轴承转动安装，转柱20的表面开设有螺纹并与螺纹孔1901配合连接，转柱20的一端位于侧槽1601内部且这一端上安装有从动齿轮2001，底盘13的内底面上安装有多组第三电机17，每组第三电机17和一根转柱20相对应，第三电机17连接有第三主动齿轮1701，第三主动齿轮1701和从动齿轮2001通过链条连接。

防卡死机构包括有开设于活动杆19端部的安装槽21，安装槽21的内部设置有活动板22，活动板22和安装槽21的侧壁之间设置有弹簧23，活动板22连接有连板24，连板24端部连接有安装块25，安装槽21内设置有滚轮26，滚轮26的两侧设置有轮轴27，滚轮26的表面安装有若干个万向球28。

一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测方法，该方法包括以下步骤：

S1：通过牵引绳将本设备整体放入桩孔内部，接触到底部的沉渣时，将设备向上提拉一段距离，通过启动第一电机10带动第一主动齿轮1001转动，第一主动齿轮1001通过和第一齿环9啮合带动套筒7转动，使得丝杆5横向移动，进而使得两侧的侧板4向两侧移动并抵住桩孔内壁，定位钉401插入桩孔壁内，使得本设备整体可以平稳固定住；

S2：然后第二推杆3启动伸长将底框12和底盘13缓慢向下推动，底框12和底盘13向下移动并非接触沉渣，同时第二电机15启动带动第二主动齿轮1501转动，第二主动齿轮1501通过和第二齿环14啮合连接使得底盘13在底框12内部转动，进而使得摆臂18对沉渣进行拨动，随着摆臂18转动，可使得沉渣凸出的部分被推向低洼的地方，进而使得沉渣被整平，可提高检测的精度；

S3：通过启动第三电机17带动第三主动齿轮1701，第三主动齿轮1701通过链条带动从动齿轮2001，进而使得转柱20转动，转柱20和螺纹孔1901配合连接，可使得活动杆19向摆臂18的外部延伸，进而扩大整平的范围，进一步提高精度，提高了数据的可靠性；

S4：当底框12和底盘13下降到一定程度接触到时，内筒16底部和摆臂18接触到平整的沉渣表面，会使得第二推杆3内部压力传感器的感应压力实数迅速上升到特定数值范围，停止第二推杆3和第二电机15，并启动第一推杆101使得测量柱29向下插入到沉渣内，当第一推杆101内的压力传感器感应示数急剧上升，则代表测量柱29到达桩孔的底部，停止第一推杆101伸长，控制第一电机10将侧板4收回到收纳槽201内，启动第三电机17将活动杆19收到摆臂18内部，控制第二推杆3收缩将底框12收回到围板11内，通过牵引绳将设备整体提升出桩孔，测量柱29凸出滚轮26的长度即为沉渣的平均厚度，通过测量柱29表面的刻度线读出示数即可。

工作原理：通过牵引绳将本设备整体放入桩孔内部，接触到底部的沉渣时，将设备向上提拉一段距离，通过启动第一电机10带动第一主动齿轮1001转动，第一主动齿轮1001通过和第一齿环9啮合带动套筒7转动，使得丝杆5横向移动，进而使得两侧的侧板4向两侧移动并抵住桩孔内壁，定位钉401插入桩孔壁内，使得本设备整体可以平稳固定住；然后第二推杆3启动伸长将底框12和底盘13缓慢向下推动，底框12和底盘13向下移动并非接触沉渣，同时第二电机15启动带动第二主动齿轮1501转动，第二主动齿轮1501通过和第二齿环14啮合连接使得底盘13在底框12内部转动，进而使得摆臂18对沉渣进行拨动，随着摆臂18转动，可使得沉渣凸出的部分被推向低洼的地方，进而使得沉渣被整平，可提高检测的精度；通过启动第三电机17带动第三主动齿轮1701，第三主动齿轮1701通过链条带动从动齿轮2001，进而使得转柱20转动，转柱20和螺纹孔1901配合连接，可使得活动杆19向摆臂18的外部延伸，进而扩大整平的范围，进一步提高精度，提高了数据的可靠性；当活动杆19向外延伸时，为了尽量扩大整平范围，活动杆19端部会抵住桩孔壁，桩孔壁的摩擦系数较大，而且可能会有凹坑或者凸起，会使得活动杆19难以活动，不仅使得设备无法进行整平，也增加了第二电机15的负担，可能也会损伤设备，设置有防卡死机构，滚轮26和万向球28可以在桩孔壁上转动，而且设置有弹簧23提供缓冲空间，使得滚轮26可以收缩进安装槽21内，防止设备卡死；当底框12和底盘13下降到一定程度接触到时，内筒16底部和摆臂18接触到平整的沉渣表面，会使得第二推杆3内部压力传感器的感应压力实数迅速上升到特定数值范围，停止第二推杆3和第二电机15，并启动第一推杆101使得测量柱29向下插入到沉渣内，当第一推杆101内的压力传感器感应示数急剧上升，则代表测量柱29到达桩孔的底部，停止第一推杆101伸长，控制第一电机10将侧板4收回到收纳槽201内，启动第三电机17将活动杆19收到摆臂18内部，控制第二推杆3收缩将底框12收回到围板11内，通过牵引绳将设备整体提升出桩孔，测量柱29凸出滚轮26的长度即为沉渣的平均厚度，通过测量柱29表面的刻度线读出示数即可。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，包括有顶壳，其特征在于：所述顶壳的顶端安装有牵引绳，所述顶壳的内部安装有第一推杆，所述第一推杆连接有测量柱，

所述顶壳的底部连接有中心盘，所述中心盘的侧壁上安装有定位机构，所述中心盘下表面边缘处安装有围板，所述中心盘内顶面安装有若干根第二推杆，所述第二推杆的下端连接有底框，所述底框转动连接有底盘，所述底盘中间安装有内筒，所述内筒的底部设置有侧槽，所述侧槽的侧壁连接有可调节的整平机构；

所述整平机构包括有若干根摆臂，摆臂为空心金属杆，摆臂的内部设置有活动杆，活动杆的一端设置有防卡死机构，活动杆的另一端开设有螺纹孔，侧槽的侧壁上安装有转柱，转柱的表面开设有螺纹并与螺纹孔配合连接，转柱的一端位于侧槽内部且这一端上安装有从动齿轮，底盘的内底面上安装有第三电机，第三电机连接有第三主动齿轮，第三主动齿轮和从动齿轮通过链条连接。

2.根据权利要求1所述的一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述测量柱底部为锥形结构，测量柱的侧壁上设置有刻度线。

3.根据权利要求2所述的一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述第一推杆和测量柱的连接处设置有压力传感器，第二推杆和底框的连接处设置有压力传感器。

4.根据权利要求3所述的一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述中心盘的侧壁上开设有收纳槽，定位机构包括有侧板，侧板为弧形板结构，侧板的一侧表面设置有若干根定位钉，侧板的另一侧表面拐角处设置有四根限位柱并且在中间设置有丝杆。

5.根据权利要求4所述的一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述收纳槽和中心盘的内部之间开设有定位孔，限位柱滑动插接在定位孔内，收纳槽和中心盘内部之间还开设有连通孔，连通孔内部安装有固定轴承，固定轴承连接有套筒，套筒的内部设有螺纹并与丝杆配合连接，套筒的端部安装有第一齿环，中心盘的内顶面安装有第一电机，第一电机的输出轴连接有第一主动齿轮，第一主动齿轮和第一齿环啮合连接。

6.根据权利要求5所述的一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述底框为下表面开放的圆柱框体，底框的中间开设有圆孔，测量柱穿过圆孔，底框的内侧壁底部安装有托环，底盘为上表面开放的圆柱框体，底盘上端位于底框内部，底盘的侧壁上开设有转槽，托环嵌入转槽内部，底盘的内侧壁上环形设置有第二齿环，底框的内顶面安装有第二电机，第二电机的输出端连接有第二主动齿轮，第二主动齿轮和第二齿环啮合连接。

7.根据权利要求6所述的一种钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述防卡死机构包括有开设于活动杆端部的安装槽，安装槽的内部设置有活动板，活动板和安装槽的侧壁之间设置有弹簧，活动板连接有连板，连板端部连接有安装块，安装槽内设置有滚轮，滚轮的两侧设置有轮轴，滚轮的表面安装有若干个万向球。

8.一种应用如权利要求7所述的钻孔桩桩底沉渣厚度检测装置进行检测的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：通过牵引绳将本设备整体放入桩孔内部，接触到底部的沉渣时，将设备向上提拉一段距离，通过启动第一电机带动第一主动齿轮转动，第一主动齿轮通过和第一齿环啮合带动套筒转动，使得丝杆横向移动，进而使得两侧的侧板向两侧移动并抵住桩孔内壁，定位钉插入桩孔壁内，使得本设备整体可以平稳固定住；

S2：然后第二推杆启动伸长将底框和底盘缓慢向下推动，底框和底盘向下移动并非接触沉渣，同时第二电机启动带动第二主动齿轮转动，第二主动齿轮通过和第二齿环啮合连接使得底盘在底框内部转动，进而使得摆臂对沉渣进行拨动，随着摆臂转动，可使得沉渣凸出的部分被推向低洼的地方，进而使得沉渣被整平，可提高检测的精度；

S3：通过启动第三电机带动第三主动齿轮，第三主动齿轮通过链条带动从动齿轮，进而使得转柱转动，转柱和螺纹孔配合连接，可使得活动杆向摆臂的外部延伸，进而扩大整平的范围，进一步提高精度，提高了数据的可靠性；

S4：当底框和底盘下降到一定程度接触到时，内筒底部和摆臂接触到平整的沉渣表面，会使得第二推杆内部压力传感器的感应压力实数迅速上升到特定数值范围，停止第二推杆和第二电机，并启动第一推杆使得测量柱向下插入到沉渣内，当第一推杆内的压力传感器感应示数急剧上升，则代表测量柱到达桩孔的底部，停止第一推杆伸长，控制第一电机将侧板收回到收纳槽内，启动第三电机将活动杆收到摆臂内部，控制第二推杆收缩将底框收回到围板内，通过牵引绳将设备整体提升出桩孔，测量柱凸出滚轮的长度即为沉渣的平均厚度，通过测量柱表面的刻度线读出示数即可。

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