CN113719272A - 一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，该钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，包括，行走机构，立柱，钻杆，钢丝绳，定位装置，控制器；其中，立柱设置于行走机构上，立柱上设置有底部导向架；钻杆的顶端通过提升架与立柱连接，钻杆的底端穿设于底部导向架与钻头连接；钢丝绳的底端穿过提升架位于钻杆内，钢丝绳能够相对于钻杆转动，提升架上设置有钻杆顶部相对于钢丝绳的偏移位移的测量装置；定位装置包括定位单元，定位单元与钢丝绳的顶端连接，定位单元用于定位钢丝绳并使钢丝绳保持铅垂状态；控制器根据测量装置控制立柱的倾斜程度。本方案中，控制器根据测量装置控制立柱的倾斜程度，保证成桩垂直度和工程施工质量。

Description

一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，尤其是涉及一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置。

背景技术

钻孔桩广泛应用于建筑工程中的地基处理、止水帷幕和基坑支护领域，较好的垂直度是保证施工质量的前提。垂直度较差的桩基工程会造成严重的经济损失，甚至威胁到工程安全。如深基坑围护桩偏移侵入主体结构导致需要剔桩，止水帷幕桩偏移导致搭接范围不够造成基坑漏水。为此，工程技术人员改进了多种检测桩体垂直度的方法，但成桩后即使检测发现桩体偏移，采取补救措施仍然费事费力，最好的办法是在钻进过程中对垂直度进行随钻测量及控制。

很多成桩机械未配置相应的桩身垂直度的控制装置，部分设备采用线垂、目测、经纬仪、激光测距仪等设备或方法检测桩身垂直程度。上述控制方法均存在诸多缺点，如线垂法和目测法精度低、效果差、操作人员主观性大，经纬仪、激光测距仪等设备虽然提高了精度，但其检测原理均是通过观察地面以上钻杆的垂直度来推算地面以下钻杆的垂直度，进一步推测桩身偏移程度(垂直度)，而事实上钻杆并非一个理想刚体，而是一个弹塑性体，受各地层的物理力学性质影响，钻杆各个深度处的垂直度均是不同的，用地面以上的钻杆垂直度推测地面以下的桩身偏移程度(垂直度)是不合理的。上述缺陷导致成桩垂直度不佳、桩体侵入主体结构范围、搭接范围达不到预期要求等现象，影响工程质量。

目前石油系统中已出现基于加速度计的随钻测斜及传输技术，但均要求测量时钻杆不能转动，故比较适用于钻进时钻杆不转动的定向钻领域，无法应用于钻孔桩领域。且该方法工艺复杂，经济成本较大，对工程技术人员的素质要求较高，适用于一次性投入较大的石油钻井工程。这也导致该技术短时间内难以应用于中小企业众多的工业、民用建筑市场。

发明内容

本发明的目的在于提供钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，以解决现有的测量偏移程度是不合理的，导致成桩垂直度不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，包括：

行走机构，

立柱，所述立柱设置于所述行走机构上，所述立柱上设置有底部导向架；

钻杆，所述钻杆的顶端通过提升架与所述立柱连接，所述钻杆的底端穿设于所述底部导向架与钻头连接；

钢丝绳，所述钢丝绳的底端穿过所述提升架位于所述钻杆内，所述钢丝绳能够相对于所述钻杆转动，所述提升架上设置有测量所述钢丝绳相对于所述钻杆的偏移位移的测量装置；

定位装置，所述定位装置包括定位单元，所述定位单元与所述钢丝绳的顶端连接，所述定位单元用于定位所述钢丝绳，并使所述钢丝绳沿所述重力轴线方向保持铅直状态；

控制器，所述控制器根据所述测量装置控制驱动装置带动所述立柱移动，从而使所述立柱沿重力轴线方向保持铅直。

在本发明的一些实施例中，所述定位单元为浮体，所述定位装置还包括蓄液桶，所述蓄液桶内能够通入液体；所述浮体与所述钢丝绳的顶端连接，在所述蓄液桶通入所述液体后所述浮体沿所述钻杆的轴线方向向上移动。

在本发明的一些实施例中，所述随钻测量控制装置还包括储液桶，所述储液桶通过输液管与所述蓄液桶连通，所述输液管内设置有液体泵，所述液体泵开启后所述液体通入。

在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置包括步进电机，所述步进电机设置于所述蓄液桶内，且所述步进电机与所述浮体连接，所述步进电机用于驱动所述钢丝绳转动。

在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括顶轴承，所述顶轴承包括顶外圈和顶内圈，所述顶外圈套设于所述顶内圈外，所述步进电机设置于所述顶内圈上，所述顶外圈与所述浮体连接。

在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括支架平台，所述支架平台位于所述提升架的顶部，所述蓄液桶与所述提升架或所述支架平台连接，所述支架平台通过所述平台支腿设置于地面上。

在本发明的一些实施例中，所述蓄液桶与所述支架平台连接时，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括卷绳器，所述提升架和所述钻杆沿所述立柱轴线方向移动时，所述卷绳器能够张紧所述钢丝绳。

在本发明的一些实施例中，所述测量装置为激光测量装置，所述激光测量装置包括壳体、两个点光源和两个感光板，所述壳体围合形成测量空间，所述壳体内设置有读数仪，两个所述点光源和两个所述感光板位于所述测量空间内，所述感光板能够接收到所述点光源的信号并传输给所述读数仪。

在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括设置于所述钻杆内的底轴承，所述底轴承包括底内圈和套设于所述底内圈外的底外圈，所述钢丝绳的底端与所述底内圈连接，所述底外圈与所述钻杆固定连接。

在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括动力装置，所述动力装置包括电机，所述电机的输出轴通过齿轮组带动所述钻杆转动。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中，所述钢丝绳的底端穿过所述提升架位于所述钻杆内，所述定位单元与所述钢丝绳的顶端连接，因设置有测量装置能够测量钻杆顶部相对于钢丝绳的偏移位移，可直接测量地面以下的钻孔垂直度，避免了通过测量地面以上钻杆垂直度并间接推测钻孔垂直度导致的不准确性，从而通过控制所述立柱的倾斜程度随时纠正钻孔倾斜，保证成桩垂直度和工程施工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置工作状态的侧面结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中储液桶和蓄液桶的内部结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中蓄液桶的横向剖视图；

图4为本发明实施例1提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中底轴承和钻杆的横向剖视图；

图5为本发明实施例1提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置运输状态的侧面结构示意图；

图6为本发明实施例1的测量原理示意图；

图7为本发明实施例2提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置的侧面结构示意示意图；

图8为本发明实施例2提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中激光测量位移装置和钢丝绳的内部示意图；

图9为本发明实施例2提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中激光测量位移装置的纵向剖视图；

图10为本发明实施例2提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中激光测量位移装置的横向剖视图；

图11为本发明实施例3提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置的侧面结构示意图；

图12为本发明实施例3提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中齿轮箱的纵向剖视图；

图13为本发明实施例3提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中齿轮箱的横向剖视图。

图14为本发明实施例4提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中钻杆的正面结构示意图；

图15为本发明实施例4提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中导向套的纵向剖视图；

图16为本发明实施例4提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中导向套的横向剖视图；

图17为本发明实施4例提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中倾角测量传感器测量的角度；

图18为本发明实施例4提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中方位角测量传感器测量的方位角。

附图标记：

1-钻头,2-底部导向架,3-钻杆,4-提升架,5-起吊绳,6-立柱,7-斜撑,8-行走机构,9-底部连接杆,10-底轴承,11-钢丝绳,12-蓄液桶,13-浮体,14-液体,15-顶轴承,16-浮体连接杆,17-顶外圈,18-顶内圈,19-底外圈,20-底内圈,21-储液桶,22-输液管,23-液体泵,24-支撑架,25-支架平台,26-平台支腿,27-激光测量装置,28-感光板,29-点光源,30-壳体,31-储液桶支撑架,32-卷绳器,33-齿轮箱,34-主动齿轮,35-从动齿轮,36-输出轴,37-步进电机，38-动力装置，111-导向套，112-导向套座，115-传感器腔，118-定位杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1：

如图1至图6所示，本实施例提供的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，包括：行走机构8，立柱6，钻杆3，钢丝绳11、定位装置和控制器；所述立柱6设置于所述行走机构8上，所述立柱6上设置有底部导向架2；所述钻杆3的顶端通过提升架4与所述立柱6连接，所述钻杆3的底端穿设于所述底部导向架2与钻头1连接；所述钢丝绳11的底端穿过所述提升架4位于所述钻杆3内，所述钢丝绳11能够相对于所述钻杆3转动，所述提升架4上设置有测量钢丝绳11相对于所述钻杆3的顶部的偏移位移的测量装置；所述定位装置包括定位单元，所述定位单元与所述钢丝绳11的顶端连接，所述定位单元用于定位所述钢丝绳11，并使钢丝绳11沿重力轴线方向保持铅直状态。控制器根据测量装置控制驱动装置带动立柱移动，从而使立柱6沿重力轴线方向保持铅直。

具体地，控制装置为斜撑7，斜撑7为液压杆，通过控制液压杆内的液压调整立柱6的倾斜度，使立柱6沿重力轴线方向保持铅直。

具体地，如图6所示，在钻杆3发生倾斜时，钢丝绳11处于绝对铅直状态，可通过测量钻杆3顶部相对于钢丝绳11的偏移程度计算钻孔倾斜度，计算方法为偏移位移除以钢丝绳11的长度得到钻杆3的倾斜角度的正切值，成桩倾斜度测量精度较好。提升架4和所述底部导向架2通过滑轨和滑块分别沿所述立柱6的轴线方向移动。控制器能够控制立柱6的倾斜程度，对钻杆3的垂直度进行调整。

行走机构8用于运输上述成桩机构，运输时，通过斜撑7的长度缩短，使钻杆3、立柱6等转动90度并与地面平行，降低设备高度以便于运输。常规成桩机械处于工作状态时，钻杆3、立柱6等与地面垂直。起吊绳5用于起吊提升架4。提升架4与钻杆3的顶部为动连接，即提升架4有一圆孔，钻杆3顶部穿过此孔，且钻杆3顶部外径与该圆孔直径基本相同。提升架4可在竖直方向上提升和下压钻杆3，钻杆3在提升和下压过程中可绕自身转动轴线转动。

在本发明的一些实施例中，所述定位单元为浮体13，所述定位装置还包括蓄液桶12，所述蓄液桶12内能够通入液体14；所述浮体13与所述钢丝绳11的顶端连接，在所述蓄液桶12通入所述液体14后所述浮体13沿所述钻杆3的轴线方向向上移动。

当蓄液桶12内蓄满液体14时，浮体13带动钢丝绳11的上端向上移动，使钢丝绳11处于张紧和绝对铅直状态。如图6所示，由于浮体13所受浮力始终铅直向上，故浮体13静止时，必然与钢丝绳11施加于浮体13上的向下的拉力大小相等，方向相反。即钢丝绳11必定处于绝对铅直状态，以提供能够与“方向为绝对铅直向上的浮力”平衡的铅直向下的拉力。当钢丝绳11底部固定于钻杆3底部时，通过测量钢丝绳11顶部相对于钻杆3顶圆心的偏移程度即可判定钻杆3的垂直度，并以此为依据采取纠正措施，确保钻杆3的圆心位于钢丝绳11的中心附近，保证钻杆3的垂直度符合工程要求。

在本发明的一些实施例中，所述随钻测量控制装置还包括储液桶21，所述储液桶21通过输液管22与所述蓄液桶12连通，所述输液管22内设置有液体泵23，所述液体泵23开启后所述液体14通入。

具体地，蓄液桶12底部刚性连接支撑架24，储液桶21通过储液桶支撑架31与提升架4连接。支撑架24底部刚性连接提升架4。在平面上蓄液桶12的中心与钻杆3顶部的中心重合。储液桶21通过输液管22连接蓄液桶12。输液管22上有液体泵23，用于驱动储液桶21内的液体14、蓄液桶12内的液体14的相互流动。储液桶21内部为空腔，可以储存液体14。蓄液桶12的横断面为环形，其环形空间内可储存液体14。浮体13可以有若干个，呈对称布置。浮体13为一封闭外壳，内充密度较低的空气。多个浮体13均浮于蓄液桶12内的液体14的顶面上。

如图5所示，常规成桩机械处于运输状态时，通过斜撑7的长度缩短，使钻杆3、立柱6等转动90度并与地面平行，蓄液桶12的桶顶端未完全封闭，液体14容易溢出，此时打开液体泵23，抽取蓄液桶12内的液体14至储液桶21。待常规成桩机械处于工作状态时，通过液体泵23抽取储液桶21内的液体14至蓄液桶12，以完成相关垂直度测量工作。

在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置包括步进电机37，所述步进电机37设置于所述蓄液桶12内，且所述步进电机37与所述浮体13连接，所述步进电机37用于驱动所述钢丝绳11转动。

步进电机27使钢丝绳11的底部和顶部的转速相同，减小钢丝绳11内部的相对扭转。

在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括顶轴承15，所述顶轴承15包括顶外圈17和顶内圈18，所述顶外圈17套设于所述顶内圈18外，所述步进电机37设置于所述顶内圈18上，所述顶外圈17与所述浮体13连接。

具体地，浮体连接杆16刚性连接顶外圈17和浮体13，顶内圈18与顶外圈17为动连接，顶外圈17、顶内圈18可以沿顶轴承15轴线发生相对转动。顶内圈18刚性连接步进电机37的底座。钢丝绳11顶端连接于步进电机37的转轴。步进电机37的转轴轴线为竖直方向。

在本发明的一些实施例中，所述测量装置为激光测量装置27，所述激光测量装置27包括壳体30、两个点光源29和两个感光板28，所述壳体30围合形成测量空间，所述壳体30内设置有读数仪，两个所述点光源29和两个所述感光板28位于所述测量空间内，所述感光板28能够接收到所述点光源29的信号并传输给所述读数仪。

在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括设置于所述钻杆3内的底轴承10，所述底轴承10包括底内圈20和套设于所述底内圈20外的底外圈19，所述钢丝绳11的底端与所述底内圈20连接，所述底外圈19通过底部连接杆9与所述钻杆3固定连接。

实施例2

如图7至图10，在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括支架平台25，所述支架平台25位于所述提升架4的顶部，所述蓄液桶12与所述提升架4或所述支架平台25连接，所述支架平台25通过所述平台支腿26设置于地面上。

考虑到部分钻孔的成桩机械在钻孔过程中不需要反复提钻(如长螺旋钻机、水泥土搅拌钻机)，且对垂直度要求较高，成桩机械在工作状态时可能存在振动并影响蓄液桶12内液体14的稳定性，特提出实施例2以达到部分无需反复提钻的成桩机械钻孔对垂直度的更高要求。

蓄液桶12底部刚性连接支撑架24，支撑架24底部刚性连接支架平台25。平台支腿26底部位于钻孔周边土地上且支撑支架平台25。支架平台25、平台支腿26的作用为有效隔绝成桩机械工作时提升架4的振动引起的蓄液桶12内液体14的不稳定。支架平台25内有圆孔，在平面上该圆孔中心与钻杆3圆心重合。顶轴承内圈18刚性连接步进电机37的底座。钢丝绳11顶端连接于步进电机37的转轴。步进电机37的转轴轴线为竖直方向。钢丝绳11自上而下分别穿过支架平台25内圆孔内、激光测量位移装置27中心、提升架4圆孔内进入钻杆3内部，底部与底轴承内圈20连接。

在本发明的一些实施例中，所述蓄液桶与所述支架平台连接时，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括卷绳器32，所述提升架和所述钻杆沿所述立柱轴线方向移动时，所述卷绳器32能够张紧所述钢丝绳。

具体地，钢丝绳上有卷绳器32。卷绳器32内含弹簧。当钢丝绳11未处于绷紧状态时，卷绳器32可将钢丝绳11的一部分卷入至卷绳器32内，使钢丝绳11达到绷紧状态。成桩机械工作时，由于蓄液桶12不随提升架4及钻杆3移动，导致钻杆3下移时钢丝绳11会被拉长，上移时钢丝绳无法处于绷紧状态。通过卷绳器32内的弹簧可实时调节钢丝绳11的长度并使其一直处于绷紧状态。

激光测量位移装置27在平面上为中空，钢丝绳11可通过激光测量位移装置27的缝隙进入其中空区域，激光测量位移装置27的内壁上设置2个点光源29、2个感光板28。每个点光源29的对侧均有一块感光板28。点光源29发出的部分光会受到钢丝绳11的遮挡，导致感光板28的部分区域的获得的光能明显低于其他区域，读数仪根据感光板28各区域获得的光能分布即可计算钢丝绳的位置。激光测量位移装置27内设置2个不同方向的感光板28即可测得钢丝绳11在平面上的两个正交方向上的偏移值。

实施例3

如图11到图13所示，在本发明的一些实施例中，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括动力装置38，所述动力装置38包括电机，所述电机的输出轴通过齿轮组带动所述钻杆3转动。

具体地，部分钻孔桩机械的动力装置38位于钻杆3顶部，与本发明设置的蓄液筒12等相关装置存在空间位置方面的冲突，本实施例3为保证动力装置38位于钻杆3顶部的成桩机械能够正常应用本发明的实施例，如图12所示，常规成桩机械工作状态下，提升架4上设置齿轮箱33，齿轮箱上方设置蓄液桶12、动力装置38、储液桶21，动力装置38的内部的动力转动轴线与钻杆3平行。如图12所示，钻杆3穿过齿轮箱33。动力装置输出轴36为动力装置38的动力输出轴。动力装置输出轴36穿过齿轮箱33。齿轮箱33内设置主动齿轮34、从动齿轮35。主动齿轮34、从动齿轮35内为中空，外部设置多个轮齿。主动齿轮34、从动齿轮35的轮齿相互啮合。动力装置输出轴36位于主动齿轮34内。动力装置输出轴36与主动齿轮34刚性连接，且动力装置输出轴36与主动齿轮34的平面中心重合。钻杆3上部位于从动齿轮35内。钻杆3与钻杆3刚性连接。从动齿轮35与钻杆3的平面中心重合。钻杆3为中空，钢丝绳11下端连接位于钻杆3底端的底轴承内圈20。钢丝绳11穿过钻杆3内部、齿轮箱33内的从动齿轮35。顶轴承内圈18刚性连接步进电机37的底座。钢丝绳11顶端连接于步进电机37的转轴。步进电机37的转轴轴线为竖直方向。齿轮箱32内的主动齿轮34、从动齿轮35的主要功能为减速，即将动力装置38的高转速、低扭矩的动力转化为低转速、高扭矩动力，以满足钻孔需要。

通过上述设置，蓄液桶12与动力装置38间的空间位置方面的冲突即可解决。本发明即可应用于动力装置38位于钻杆3顶部的成桩机械。

实施例4：

由于依赖于单一测量方法的测量装置的测量结果存在一定的不稳定性，本实施例为含校核测量结果装置的实施例，增加测量结果的稳定性和精确性。

如图14至图16所示，本发明提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，定位杆118有两个，且分别位于钻杆3两侧。定位杆118上部与提升架4刚性连接。定位杆118底部与导向套111刚性连接。导向套111内设置有传感器，读数仪能够显示传感器检测到的信号。

具体地，导向套111上设置有通孔，通孔内为钻杆3。通孔直径与钻杆3直径基本相同，钻杆3与导向套111间隙配合。钻杆3能够转动地设置于通孔内。

设置导向套111能够使钻杆3和定位杆118与导向套111动联接，定位杆118与导向套座112固定连接，导向套111不随钻杆3的绕轴转动而转动。但导向套111可随钻杆3的倾斜而倾斜。即钻进过程中，导向套111的倾斜值与钻杆3的倾斜值一致，且不发生回转，相对静止。现有技术无法精确测得处于变速运动(如回转运动)的物体的倾斜姿态，本发明将倾角测量传感器及方位角测量传感器内置于导向套111的传感器腔115内，消除钻杆3转动对测量钻孔倾斜程度的影响，可实现随钻测量钻杆的倾斜值，该测量值可用于校核本发明测得的钻孔桩垂直度结果。

具体地，设置多个传感器能使测量更加准确。

在本发明的一些实施例中，传感器包括倾角测量传感器和/或方位角测量传感器，倾角测量传感器和方位角测量传感器分别与传感器腔115之间设置有隔震垫。

具体地，倾角测量传感器及方位角测量传感器内设置于传感器腔115内，倾角测量传感器与传感器腔115之间设置有隔震垫，方位角测量传感器与传感器腔115之间也设置有隔震垫。设置隔震垫能够减少传感器的震动。

如图17和图18所示，方位角传感器测得传感器绕重力轴线转动的角度γ，一般称为方位角。利用倾角测量传感器测得其传感器上的两个正交轴与水平面的夹角：X轴与水平面的夹角α，Y轴与水平面的夹角β。现阶段的测斜技术无法在倾角测量传感器旋转的情况下精确测量其倾斜值。本发明通过将传感器设置于相对静止的导向套111上，在钻杆转动时，克服了钻杆转动对测量的影响，可实现实时测量钻杆在三维空间内倾斜程度。

本发明提供的一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，通过导向套内的倾角测量传感器和方位角测量传感器可实时监测到钻头1、钻杆3垂直度。该测量值可用于校核本发明测得的钻孔桩垂直度结果。

本发明提供的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置使用时，第一步，将相关装置按照上述方法安装至常规机械上，此时打开液体泵23，抽取蓄液桶12内的液体14至储液桶21。通过行走机构8将常规成桩机械运至工作场地。第二步，通过斜撑7使钻杆3处于直立状态。通过液体泵23抽取储液桶21内的液体14至蓄液桶12。确保液体14使钢丝绳11绷直，调整钻杆3角度使钢丝绳11穿过钻杆3顶部的圆心。第三步，开始钻进，在钻进过程中，将步进电机37的转速调节至于钻杆3转速相同，此时由于钢丝绳11的顶端的步进电机37及底部的钻杆3的转速基本相同，故钢丝绳11的顶部和底部的转速基本相同，钢丝绳11的顶部几乎不会相对于底部发生扭转，产生的部分微小的扭转可由顶轴承15、底轴承10的“外圈与内圈的相对扭转”释放掉扭转力。实时观察钻杆3顶平面上的钢丝绳11相对于钻杆3圆心的偏移程度，并实时做出调整，使在钻杆3顶部平面上的钻杆3圆心位于钢丝绳11中心附近。在钻杆3顶部平面上，钻杆3顶圆心与钢丝绳11的相对位置可指示钻杆3的倾斜程度。举例，若在钻杆3顶部平面上，钢丝绳11位于钻杆3顶圆心北侧，则表示在平面上钻杆3底部在钻杆3顶部北侧。钻杆3需向相反方向调整以恢复绝对竖直状态。

综上，本发明提供的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置中，所述钢丝绳的底端穿过所述提升架位于所述钻杆内，所述定位单元与所述钢丝绳的顶端连接，因设置有测量装置能够测量钻杆顶部相对于钢丝绳的偏移位移，从而控制所述立柱的倾斜程度，随时纠正钻孔倾斜，保证成桩垂直度和工程施工质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，包括：

行走机构，

立柱，所述立柱设置于所述行走机构上，所述立柱上设置有底部导向架；

钻杆，所述钻杆的顶端通过提升架与所述立柱连接，所述钻杆的底端穿设于所述底部导向架与钻头连接；

钢丝绳，所述钢丝绳的底端穿过所述提升架位于所述钻杆内，所述钢丝绳能够相对于所述钻杆转动，所述提升架上设置有测量所述钢丝绳相对于所述钻杆的偏移位移的测量装置；

定位装置，所述定位装置包括定位单元，所述定位单元与所述钢丝绳的顶端连接，所述定位单元用于定位所述钢丝绳，并使所述钢丝绳沿重力轴线方向保持铅直状态；

控制器，所述控制器根据所述测量装置控制驱动装置带动所述立柱移动，从而使所述立柱沿重力轴线方向保持铅直。

2.根据权利要求1所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述定位单元为浮体，所述定位装置还包括蓄液桶，所述蓄液桶内能够通入液体；所述浮体与所述钢丝绳的顶端连接，在所述蓄液桶通入所述液体后所述浮体沿所述钻杆的轴线方向向上移动。

3.根据权利要求2所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述随钻测量控制装置还包括储液桶，所述储液桶通过输液管与所述蓄液桶连通，所述输液管内设置有液体泵，所述液体泵开启后所述液体通入。

4.根据权利要求2所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置包括步进电机，所述步进电机设置于所述蓄液桶内，且所述步进电机与所述浮体连接，所述步进电机用于驱动所述钢丝绳转动。

5.根据权利要求4所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括顶轴承，所述顶轴承包括顶外圈和顶内圈，所述顶外圈套设于所述顶内圈外，所述步进电机设置于所述顶内圈上，所述顶外圈与所述浮体连接。

6.根据权利要求2所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括支架平台，所述支架平台位于所述提升架的顶部，所述蓄液桶与所述提升架或所述支架平台连接，所述支架平台通过所述平台支腿设置于地面上。

7.根据权利要求6所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述蓄液桶与所述支架平台连接时，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括卷绳器，所述提升架和所述钻杆沿所述立柱轴线方向移动时，所述卷绳器能够张紧所述钢丝绳。

8.根据权利要求1所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述测量装置为激光测量装置，所述激光测量装置包括壳体、两个点光源和两个感光板，所述壳体围合形成测量空间，所述壳体内设置有读数仪，两个所述点光源和两个所述感光板位于所述测量空间内，所述感光板能够接收到所述点光源的信号并传输给所述读数仪。

9.根据权利要求1所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括设置于所述钻杆内的底轴承，所述底轴承包括底内圈和套设于所述底内圈外的底外圈，所述钢丝绳的底端与所述底内圈连接，所述底外圈与所述钻杆固定连接。

10.根据权利要求1所述的钻孔桩垂直的随钻测量控制装置，其特征在于，所述钻孔桩垂直的随钻测量控制装置还包括动力装置，所述动力装置包括电机，所述电机的输出轴通过齿轮组带动所述钻杆转动。

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