CN113804140A - 一种灌注桩混凝土界面监测装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种灌注桩混凝土界面监测装置，包括显示单元和若干检测单元；若干检测单元自混凝土输料导管的下端口由下至上依次设置，并沿竖直方向等距间隔分布于混凝土输料导管的外壁；若干检测单元通过有线连接或无线连接的方式分别与显示单元连接，并将检测到的信息转化为模拟数值传输至显示单元中；以检测单元的对应设置顺序作为横坐标，检测信息单位值作为纵坐标形成坐标图，将检测单元检测到的对应的模拟数值逐一排列并依次连接成线性图形进行显示。及一种监测方法。本发明能够实时监测导管下端口与混凝土界面高度的相对关系，使施工人员可以快速直观地确定导管下端口所在高度，确保导管下端口始终处于混凝土界面范围内，保证成桩质量。

Description

一种灌注桩混凝土界面监测装置及监测方法

技术领域

本发明涉及灌注桩施工技术领域，特别是涉及一种灌注桩混凝土界面监测装置及监测方法。

背景技术

混凝土灌注桩是一种在现场桩位上就地成孔，然后直接在孔内浇注混凝土或安放钢筋笼后再浇注混凝土而成的桩，其在高层建筑、桥梁、港口码头、海上采油平台以及核电站等大型工程中广泛采用。其中，钻孔灌注桩是混凝土灌注桩中最常见的一种基础工程形式，根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔两种方法。一般而言，岩土中存在地下水的概率非常高，所以钻孔灌注桩多采用泥浆护壁成孔。泥浆护壁钻孔灌注桩则是通过桩机在泥浆护壁条件下慢速钻进，将钻渣利用泥浆带出，并保护孔壁不致坍塌，成孔后再使用水下混凝土浇筑的方法将泥浆置换出来而成的桩。而在进行水下混凝土浇筑时最常用的方法则是导管法，其在成孔后将导管深入桩底，然后直接将混凝土拌合物浇筑到桩底，从而将泥浆置换出来。

不过，在采用导管法进行水下混凝土浇筑时，需要在混凝土界面升高的同时将导管一同提升，并在提升过程中保证导管端部始终位于混凝土界面内，避免发生因欠灌而导致该桩报废的严重施工事故；而且通过导管法进行水下混凝土浇筑时会在孔内自下而上地形成混凝土段、混凝土-泥浆混合段和泥浆护壁段，混凝土-泥浆混合段的存在导致混凝土界面的真实标高难以正确定位。因此，在采用导管法进行水下混凝土浇筑的过程中，如何判断混凝土灌注的界面高度是现阶段迫切需要解决的重要工程问题。

传统的混凝土灌注的界面高度的判断方式基本上都是通过测绳人工测量导管端部到孔口的距离来把握导管端部所在高度，但是这种方式存在较大误差，需要施工人员根据经验进一步估测来提高准确度，但由于施工人员的经验和施工水平的差异，施工质量存在极大的不稳定性。因此，为保证灌注量的可靠性，施工人员在实际操作中往往会通过超灌的方式增加混凝土灌注量，即在桩孔内超量灌注混凝土，以避免发生欠灌。但这一方面造成混凝土资源的严重浪费，增加了项目的施工成本和项目建设成本，另一方面增加了基础开挖的难度，且带来了多余混凝土弃块的处理问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种灌注桩混凝土界面监测装置及其监测方法，能够实时监测导管下端口与混凝土界面高度的相对关系，使得导管下端口始终处于混凝土界面范围内，保证成桩质量。

本发明通过以下技术方案实现：

一种灌注桩混凝土界面监测装置，包括显示单元和若干检测单元；若干检测单元自混凝土输料导管的下端口由下至上依次设置，并沿竖直方向等距间隔分布于混凝土输料导管的外壁；若干检测单元通过有线连接或无线连接的方式分别与显示单元连接，并将检测到的信息转化为模拟数值传输至显示单元中；显示单元接收到每个检测单元传输的模拟数值后，以检测单元的对应设置顺序作为横坐标，检测信息单位值作为纵坐标形成坐标图，将检测单元检测到的对应的模拟数值逐一排列并依次连接成线性图形进行显示。

在其中一个实施例中，检测单元为压力传感器。

在其中一个实施例中，检测单元为声波收发一体装置，包括于同一高度相对设置的声波发射器和声波接收器；通过声波收发一体装置能够向显示单元传输声波发射器和声波接收器之间的声波传输速率。

在其中一个实施例中，检测单元通过固定架固定于混凝土输料导管的外壁；固定架包括环箍和固设于环箍外周的固定座，检测单元安装于固定座中；环箍环抱于混凝土输料导管的外周，并与混凝土输料导管螺栓连接。

在其中一个实施例中，检测单元通过安装架固定于混凝土输料导管的外壁；安装架包括连接杆、若干环箍和若干固定座，若干环箍固设于连接杆的水平方向一侧，并沿连接杆的长度方向均匀分布；若干固定座固设于连接杆的水平方向另一侧，并沿连接杆的长度方向均匀分布；检测单元安装于固定座中；环箍环抱于混凝土输料导管的外周，并与混凝土输料导管螺栓连接。

一种灌注桩混凝土界面监测方法，采用如上述任一实施例所述的灌注桩混凝土界面监测装置实施，包括以下步骤：

S1，根据桩孔的设计标高，划分相邻检测单元之间的分布间距；

S2，将安装有若干检测单元的混凝土输料导管竖直向下浸没于充满泥浆的桩孔中，直至混凝土输料导管的下端口到达桩底或指定标高；

S3，通过混凝土输料导管向桩孔内连续灌注混凝土拌合物，直至混凝土输料导管埋入混凝土拌合物的深度达到需求且显示单元上显示的线性图形由五段斜率不同的直线组成时，记录线性图形的每段直线的斜率，并以所述斜率作为斜率标准值设定该段直线的斜率波动范围；

S4，竖直向上提升混凝土输料导管，在提升过程中保持显示单元上显示的线性图形的斜率在对应斜率波动范围内波动，直至混凝土拌合物浇筑高程高于设计标高。

在其中一个实施例中，记最靠近混凝土输料导管的下端口的检测单元为第一检测单元，第一检测单元与混凝土输料导管的下端口之间的间距为0.1-1m。

在其中一个实施例中，相邻检测单元之间的分布间距为0.1-1.5m。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明利用桩孔内各段介质的成分和比重不同，通过分布于混凝土输料导管的外壁的若干检测单元即可准确地获取桩孔内各段介质的检测信息，然后通过显示单元将接收到的检测信息对应的模拟数值进行排列并连接成线性图形显示成图，位于不同介质段的检测单元即会反映出不同斜率值的直线，即在混凝土段、混凝土-泥浆混合段和泥浆护壁段的各个检测单元会在显示单元中呈现出反应所在介质段的不同斜率的直线；然后根据各直线的斜率值设置对应的斜率波动范围，在提升导管时控制保证每个直线的斜率值处于斜率波动范围内，即可保证导管端部处于混凝土界面范围内，导管提升速度与混凝土浇筑的速度可以通过线性图形内各直线的斜率实时体现，使得施工人员可以快速直观地确定导管端部所在高度，保证成桩质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种灌注桩混凝土界面监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种灌注桩混凝土界面监测装置的结构示意图；

图3为混凝土输料导管到达桩底或指定标高后且未灌注混凝土拌合物时显示单元显示的坐标图一；

图4为第一压力传感器开始浸没于混凝土-泥浆混合段时显示单元显示的坐标图二；

图5为第二压力传感器开始浸没于混凝土-泥浆混合段时显示单元显示的坐标图三；

图6为第一压力传感器开始浸没于混凝土段时显示单元显示的坐标图四；

图7为第三压力传感器开始浸没于混凝土时显示单元显示的坐标图五；

图8为混凝土输料导管向上提升期间第三压力传感器持续浸没于混凝土段时显示单元显示的坐标图六；

图9为混凝土输料导管向上提升期间第三压力传感器脱离混凝土-泥浆混合段时显示单元显示的坐标图七；

图10为图8和图9的坐标重叠图；

图标：1-显示单元，11-压力值点，2-检测单元，3-混凝土输料导管，31-螺纹孔，4-固定架，41-环箍，42-固定座，5-安装架，51-连接杆，100-桩孔，200-混凝土段，300-混凝土-泥浆混合段，400-泥浆护壁段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对一种灌注桩混凝土界面监测装置和监测方法进行更清楚、完整地描述。附图中给出了灌注桩混凝土界面监测装置和监测方法的首选实施例，但是，灌注桩混凝土界面监测装置和监测方法可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使灌注桩混凝土界面监测装置和监测方法的公开内容更加透彻全面。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。若出现术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，本文所使用的术语“设置”、“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。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种灌注桩混凝土界面监测装置，包括显示单元1和若干检测单元2；若干检测单元2自混凝土输料导管3的下端口由下至上依次设置，并沿竖直方向等距间隔分布于混凝土输料导管3的外壁；显示单元1可以是带有显示屏的主机设备，其具备数据储存、逻辑运算等功能，并置于地表以供施工人员观察、记录和操作；若干检测单元2通过有线连接或无线连接的方式分别与显示单元1连接，并将检测到的信息转化为模拟数值传输至显示单元1中；显示单元1接收到每个检测单元2传输的模拟数值后，以检测单元2的对应设置顺序作为横坐标，检测信息单位值作为纵坐标形成坐标图，将检测单元2检测到的对应的模拟数值逐一排列并依次连接成线性图形进行显示；在本实施例中，如图3至图10所示，按照检测单元2在混凝土输料导管3外壁的由下至上的位置顺序将检测单元2依次横向排列为横坐标，检测单元2需要检测的信息值作为纵坐标，检测单元2检测到的模拟数值对应横纵坐标在坐标图中显示，并依次连接成直线或折线进行显示。其利用桩孔100内各段介质的成分和比重不同，通过分布于混凝土输料导管3的外壁的若干检测单元2即可准确地获取桩孔100内各段介质的检测信息，然后通过显示单元1将接收到的检测信息对应的模拟数值进行排列并连接成线性图形显示成图，位于不同介质段的检测单元2即会反映出不同斜率值的直线，即在混凝土段200、混凝土-泥浆混合段300和泥浆护壁段400的各个检测单元2会在显示单元1中呈现出反应所在介质段的不同斜率的直线；然后根据各直线的斜率值设置对应的斜率波动范围，在提升导管时控制保证每个直线的斜率值处于斜率波动范围内，即可保证混凝土输料导管3端部处于混凝土界面范围内，混凝土输料导管3提升速度与混凝土浇筑的速度的关系可以通过线性图形内各直线的斜率实时体现，使得施工人员可以快速直观地确定导管端部所在高度，保证成桩质量。

在本实施例中，检测单元2为压力传感器，能够检测所在介质段内受到的压力，基于泥浆与混凝土的成分和比重不同，在混凝土段200、混凝土-泥浆混合段300和泥浆护壁段400即会对压力传感器产生不同的压力影响，在同一介质层内的不同高度则会呈现规律性差值变化，在不同介质层之间则会出现跳脱性差值变化，通过显示单元1显示的线性图形变化即可分辨出在不同介质层中的压力传感器受到的压力变化状态，和对应介质层内的压力传感器数量，结合检测单元2在混凝土输料导管3上的设置高度和检测单元2之间的分布间距，即可准确把握混凝土输料导管3下端部所在高度，保证混凝土输料导管3端部处于混凝土界面范围内，保证成桩质量。

在其他实施例中，检测单元2还可以为声波收发一体装置，包括于同一高度相对设置的声波发射器和声波接收器；通过声波收发一体装置能够向显示单元1传输声波发射器和声波接收器之间的声波传输速率，基于泥浆与混凝土的成分和比重不同，在混凝土段200、混凝土-泥浆混合段300和泥浆护壁段400的声波传输速率也会受到不同的影响，在混凝土段200或泥浆护壁段400的不同高度则会呈现等值变化，在混凝土-泥浆混合段300的不同高度则会基于上清下浊的混合分布呈现出规律性差值变化，而在不同介质层之间则会出现跳脱性差值变化，通过显示单元1显示的线性图形变化即可分辨出在不同介质层中的声波收发一体装置受到的影响，和对应介质层内的声波收发一体装置数量，结合检测单元2在混凝土输料导管3上的设置高度和检测单元2之间的分布间距，即可准确把握混凝土输料导管3下端部所在高度，保证混凝土输料导管3端部处于混凝土界面范围内，保证成桩质量。

进一步的，如图1所示，在本实施例中，检测单元2通过固定架4固定于混凝土输料导管3的外壁；固定架4包括环箍41和固设于环箍41外周的固定座42，检测单元2则安装于固定座42中，可通过螺栓、卡接箍设等方式实现安装固定；环箍41则环抱于混凝土输料导管3的外周，环箍41和混凝土输料导管3的外壁分别开设有螺纹孔31，通过螺栓穿设二者的螺纹孔31即可将环箍41与混凝土输料导管3进行紧固的螺栓连接。可以理解的是，混凝土输料导管3的外壁上设置的螺纹孔31是单个孔横向成排分布、单排孔竖向间隔分布的，并在混凝土输料导管3的外壁竖向形成多排螺纹孔31，而固定架4可以根据检测单元2的需求选择分隔间距，然后等距间隔分布在混凝土输料导管3的外壁，从而达到灵活布置检测单元2的目的，适用于不同深度、不同需求的桩孔100环境。

进一步的，如图2所示，在本实施例中，检测单元2还可以通过安装架5固定于混凝土输料导管3的外壁；安装架5包括连接杆51、若干环箍41和若干固定座42，若干环箍41固设于连接杆51的水平方向一侧，并沿连接杆51的长度方向均匀分布；若干固定座42固设于连接杆51的水平方向另一侧，并沿连接杆51的长度方向均匀分布；检测单元2安装于固定座42中；环箍41环抱于混凝土输料导管3的外周，并与混凝土输料导管3螺栓连接。这样，固定座42则根据检测单元2的需求选择设置数量和分隔间距，而环箍41的数量则可以根据需要最低设置两个，从而快速地将安装架5以及通过固定座42安装在安装架5上的多个检测单元2从混凝土输料导管3的外壁上卸下，达到快速装卸的目的；而且检测单元2与显示单元1通过有线连接的方式连接时，还可以通过连接杆51对线缆进行集束、布放和固定，使其排列整齐。

基于上述任一实施例所述的灌注桩混凝土界面监测装置，本发明进一步提供一种灌注桩混凝土界面监测方法，其包括以下步骤：

S1，根据桩孔的设计标高，划分相邻检测单元2之间的分布间距；

相邻检测单元2之间的分布间距为根据桩孔的设计标高可在0.1m-1.5m之间进行选择；在本实施例中，以20米深度的桩孔为例，设计需求需要保持混凝土输料导管3的下端口位于混凝土段界面以下1.4m-1.8m之间，此时在混凝土输料导管3的下端口由下至上依次设置10个压力传感器，记最靠近混凝土输料导管3的下端口的压力传感器为第一压力传感器，其余压力传感器由下而上依次记为第二压力传感器、第三压力传感器……第十压力传感器，第一压力传感器与混凝土输料导管3的下端口之间的间距为1m，相邻压力传感器之间的间距为0.2m；显示单元1显示的坐标图则按照由下至上的顺序将压力传感器依次排列为横坐标，如图3中的罗马数字Ⅰ、Ⅱ……Ⅱ和Ⅹ，压力传感器需要检测的压力值作为纵坐标，压力传感器检测到的模拟数值即压力值点11则对应横纵坐标在坐标图中显示，并依次连接成直线或折线进行显示。

S2，将安装有若干检测单元2的混凝土输料导管3竖直向下浸没于充满泥浆的桩孔中，直至混凝土输料导管3的下端口到达桩底或指定标高；

在本实施例中，混凝土输料导管3竖直向下浸没于桩孔中时，压力传感器会由下而上依次受到泥浆的压力影响，直至混凝土输料导管3的下端口到达桩底或指定标高后，混凝土输料导管3处于悬停静置状态，此时，显示单元1上显示的图形如图3所示，由于桩孔内为泥浆胶体，属于同一介质层，因此，在同一介质层内的不同高度设置的压力传感器检测到的压力值会呈现规律性差值变化，显示单元1根据设置高度对压力传感器传递的模拟数值即压力值点11进行逐一排列并依次连接成线性图形，即显示单元1上呈现的如图3所示的直线。

S3，通过混凝土输料导管3向桩孔内连续灌注混凝土拌合物，直至混凝土输料导管3埋入混凝土拌合物的深度达到需求且显示单元1上显示的线性图形由五段斜率不同的直线组成时，记录线性图形的每段直线的斜率，并以所述斜率作为斜率标准值设定该段直线的斜率波动范围；

如图4所示，在本实施例中，随着混凝土拌合物的灌注，混凝土拌合物在桩底向上堆积，并在向上堆积的过程中与泥浆混合，形成自下而上分层的混凝土段、混凝土-泥浆混合段和泥浆护壁段；随着混凝土拌合物的灌注，第一压力传感器率先与混凝土-泥浆混合段接触并浸没在混凝土-泥浆混合段中，第一压力传感器所处的介质层发生变化，此时，桩孔底面积不变、压力传感器高度不变、介质层密度增大致使第一压力传感器受压增加，进而在显示单元1上呈现如图4所示的由两段斜率不同的直线组成的线性图形；其中，第一压力传感器压力值点与第二压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土-泥浆混合段与泥浆护壁段的不同介质层之间的跳脱性差值变化，第二压力传感器压力值点至第十压力传感器压力值点的直线表示的是泥浆护壁段的同一介质层的规律性差值变化，据此可知，第一压力传感器位于混凝土-泥浆混合段，第二至第十压力传感器则位于泥浆护壁段；

如图5所示，随着混凝土拌合物的继续灌注，第一压力传感器受到的压力持续增加，当第二压力传感器与混凝土-泥浆混合段并浸没在混凝土-泥浆混合段中，由于第一压力传感器和第二压力传感器位于同一介质层，第一压力传感器和第二压力传感器检测到的压力值会呈现出规律性差值变化，且该规律性差值变化与第三压力传感器至第十压力传感器检测到的压力值的规律性差值变化不同，即表现为：在显示单元1上显示的连接在第一压力传感器压力值点和第二压力传感器压力值点之间的直线，与连接在第三压力传感器压力值点至第十压力传感器压力值点之间的直线的斜率不同，也即在显示单元1上呈现如图5所示的由三段斜率不同的直线组成的线性图形；其中，第一压力传感器压力值点与第二压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土-泥浆混合段的同一介质层的规律性差值变化，第二压力传感器压力值点与第三压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土-泥浆混合段与泥浆护壁段的不同介质层之间的跳脱性差值变化，第三压力传感器压力值点至第十压力传感器压力值点的直线表示的是泥浆护壁段的同一介质层的规律性差值变化，据此可知，第一、第二压力传感器位于混凝土-泥浆混合段，第三至第十压力传感器则位于泥浆护壁段；

如图6所示，随着混凝土拌合物的继续灌注，第一压力传感器和第二压力传感器受到的压力持续增加，后续第三压力传感器、第四压力传感器等随之也进入到混凝土-泥浆混合段中；当第一压力传感器与混凝土段接触并浸没在混凝土段中，第一压力传感器所处的介质层发生变化，此时，桩孔底面积不变、压力传感器高度不变、介质层密度增大致使第一压力传感器受压增加，进而在显示单元1上呈现如图6所示的由四段斜率不同的直线组成的线性图形；其中，第一压力传感器压力值点与第二压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土段与混凝土-泥浆混合段的不同介质层之间的跳脱性差值变化，第二压力传感器压力值点至第四压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土-泥浆混合段的同一介质层的规律性差值变化，第四压力传感器压力值点与第五压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土-泥浆混合段与泥浆护壁段的不同介质层之间的跳脱性差值变化，第五压力传感器压力值点至第十压力传感器压力值点的直线表示的是泥浆护壁段的同一介质层的规律性差值变化，据此可知，第一压力传感器位于混凝土段，第二、三、四压力传感器位于混凝土-泥浆混合段，第五至第十压力传感器则位于泥浆护壁段，此时，混凝土输料导管3的下端口位于混凝土段界面以下，并可精确到混凝土段界面以下1-1.2m；

如图7所示，随着混凝土拌合物的继续灌注，第一至第四压力传感器受到的压力持续增加，后续第二压力传感器等随之也进入到混凝土段中，后续第五压力传感器等随之也进入到混凝土-泥浆混合段中；当第三压力传感器压力值点与第四压力传感器压力值点出现跳脱性差值变化时，即表示第三压力传感器进入混凝土段，在显示单元1上则呈现如图7所示的由五段斜率不同的直线组成的线性图形；其中，第一压力传感器压力值点至第三压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土段的同一介质层的规律性差值变化，第三压力传感器压力值点与第四压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土段与混凝土-泥浆混合段的不同介质层之间的跳脱性差值变化，第四压力传感器压力值点至第六压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土-泥浆混合段的同一介质层的规律性差值变化，第六压力传感器压力值点与第七压力传感器压力值点的直线表示的是混凝土-泥浆混合段与泥浆护壁段的不同介质层之间的跳脱性差值变化，第七压力传感器压力值点至第十压力传感器压力值点的直线表示的是泥浆护壁段的同一介质层的规律性差值变化；

据此可知，第一、二、三压力传感器位于混凝土段，第四、五、六压力传感器位于混凝土-泥浆混合段，第七至第十压力传感器则位于泥浆护壁段；此时，混凝土输料导管3的下端口位于混凝土段界面以下，并可精确到混凝土段界面以下1.4-1.6m，混凝土输料导管3埋入混凝土拌合物的深度达到设计需求，且显示单元1上呈现的线性图形由五段斜率不同的直线组成，记录线性图形中每段直线的斜率，并以所述斜率作为该段直线的斜率标准值设定斜率波动范围。

S4，竖直向上提升混凝土输料导管3，在提升过程中保持显示单元1上显示的线性图形的斜率在对应斜率波动范围内波动，直至混凝土拌合物浇筑高程高于设计标高。

如图8、图9和图10所示，随着混凝土输料导管3的向上提升，位于混凝土输料导管3上的所有压力传感器受到的压力也会根据所属的介质层产生等比例缩减，由于压力传感器位于同一介质层中时会产生的规律性差值变化，位于不同介质层之间时则会出现跳脱性差值变化，当压力传感器从一个介质层进入另一介质层中时，即会在该压力传感器压力值点两端直线上体现出跳脱性差值变化，极大程度的改变该压力传感器压力值点两端直线的斜率，使其超出斜率波动范围；从图8、图9和图10中可以很明显的看出，第三压力传感器在图8中处于混凝土段，而在图9中处于混凝土-泥浆混合段，第五压力传感器在图8中处于混凝土-泥浆混合段，而在图9中处于泥浆护壁段，进而可以很明显的判断出图8的混凝土输料导管3的下端口处于混凝土界面需求范围内，而图9的混凝土输料导管3的下端口处于低于混凝土界面需求范围的位置。因此只要在导管提升过程中，保持显示单元1上显示的线性图形的斜率(每段直线的斜率)在对应斜率波动范围内波动，即可保证混凝土输料导管3的下端口处于混凝土界面需求范围内，从而保证成桩质量。

进一步的，记最靠近混凝土输料导管3的下端口的检测单元2为第一检测单元2，第一检测单元2与混凝土输料导管3的下端口之间的间距为0.1-1m，以在第一检测单元2与导管下端口之间预留空间，避免混凝土输料导管3在向下浸没的过程中触底进而使得桩孔底部残渣对第一检测单元2造成碰撞破坏。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种灌注桩混凝土界面监测装置，其特征在于，包括显示单元和若干检测单元；若干所述检测单元自混凝土输料导管的下端口由下至上依次设置，并沿竖直方向等距间隔分布于所述混凝土输料导管的外壁；若干所述检测单元通过有线连接或无线连接的方式分别与所述显示单元连接，并将检测到的信息转化为模拟数值传输至所述显示单元中；所述显示单元接收到每个检测单元传输的模拟数值后，以检测单元的对应设置顺序作为横坐标，检测信息单位值作为纵坐标形成坐标图，将所述检测单元检测到的对应的模拟数值逐一排列并依次连接成线性图形进行显示。

2.根据权利要求1所述的灌注桩混凝土界面监测装置，其特征在于，所述检测单元为压力传感器。

3.根据权利要求1所述的灌注桩混凝土界面监测装置，其特征在于，所述检测单元为声波收发一体装置，包括于同一高度相对设置的声波发射器和声波接收器；通过所述声波收发一体装置能够向所述显示单元传输所述声波发射器和声波接收器之间的声波传输速率。

4.根据权利要求1-3任一所述的灌注桩混凝土界面监测装置，其特征在于，所述检测单元通过固定架固定于所述混凝土输料导管的外壁；所述固定架包括环箍和固设于所述环箍外周的固定座，所述检测单元安装于所述固定座中；所述环箍环抱于所述混凝土输料导管的外周，并与所述混凝土输料导管螺栓连接。

5.根据权利要求1-3任一所述的灌注桩混凝土界面监测装置，其特征在于，所述检测单元通过安装架固定于所述混凝土输料导管的外壁；所述安装架包括连接杆、若干环箍和若干固定座，若干所述环箍固设于所述连接杆的水平方向一侧，并沿所述连接杆的长度方向均匀分布；若干所述固定座固设于所述连接杆的水平方向另一侧，并沿所述连接杆的长度方向均匀分布；所述检测单元安装于所述固定座中；所述环箍环抱于所述混凝土输料导管的外周，并与所述混凝土输料导管螺栓连接。

6.一种灌注桩混凝土界面监测方法，采用如权利要求1-5任一所述的灌注桩混凝土界面监测装置实施，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据桩孔的设计标高，划分相邻所述检测单元之间的分布间距；

S2，将安装有若干检测单元的混凝土输料导管竖直向下浸没于充满泥浆的桩孔中，直至混凝土输料导管的下端口到达桩底或指定标高；

S3，通过混凝土输料导管向桩孔内连续灌注混凝土拌合物，直至混凝土输料导管埋入混凝土拌合物的深度达到需求且显示单元上显示的线性图形由五段斜率不同的直线组成时，记录所述线性图形的每段直线的斜率，并以所述斜率作为斜率标准值设定该段直线的斜率波动范围；

S4，竖直向上提升所述混凝土输料导管，在提升过程中保持显示单元上显示的线性图形的斜率在对应所述斜率波动范围内波动，直至混凝土拌合物浇筑高程高于设计标高。

7.根据权利要求6所述的灌注桩混凝土界面监测方法，其特征在于，记最靠近所述混凝土输料导管的下端口的检测单元为第一检测单元，所述第一检测单元与所述混凝土输料导管的下端口之间的间距为0.1-1m。

8.根据权利要求7所述的灌注桩混凝土界面监测方法，其特征在于，相邻所述检测单元之间的分布间距为0.1-1.5m。

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