CN114351772B - 基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器，包括主体，所述钻孔灌注桩探孔器还包括径向调节机构和检测机构；所述径向调节机构包括径向延伸的移动柱、与所述移动柱的径向外端相连的固定柱，所述移动柱在径向上与所述主体滑动配接，所述固定柱周向延伸，所述检测机构包括安装于每个所述固定柱上的压力传感器；所述固定柱上还设有圆环补偿机构；所述圆环补偿机构能够可操纵地调节两个相邻所述固定柱之间的间隙距离。压力传感器可对灌注桩内部的情况进行探查，从而达到对灌注桩内部情况推测的效果；而径向调节机构使得探孔器可以对不同桩径的灌注桩进行检测，使用范围更广。

Description

基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器

技术领域

本发明涉及灌注桩检测技术领域，具体涉及一种基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器。

背景技术

钻孔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。

灌注桩在完成后需要对其内部的情况进行检测，避免灌注桩内部出现石头、缩孔、塌孔还是孔打歪了等情况影响灌注桩后续的使用，现有的探孔器通常采用尼龙绳底部悬挂重物放入到灌注桩的内部来进行检测，但尼龙绳较软，遇到很多的情况无法及时准确的反应，不利于对灌注桩进行检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器，能适应不同孔径的灌注桩，且可及时反应灌注桩内部情况。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器，包括主体，所述钻孔灌注桩探孔器还包括径向调节机构和检测机构；所述径向调节机构包括径向延伸的移动柱、与所述移动柱的径向外端相连的固定柱，所述移动柱在径向上与所述主体滑动配接，所述固定柱周向延伸并且多个固定柱周向间隔设置；所述检测机构包括安装于每个所述固定柱上的压力传感器；所述固定柱上还设有圆环补偿机构；所述圆环补偿机构能够可操纵地调节两个相邻所述固定柱之间的间隙距离。

优选的，所述主体包括所述周向延伸的侧壁，所述侧壁设有连接孔，所述移动柱与所述连接孔滑动配接；所述径向调节机构还包括轴向延伸的连接柱，所述连接柱与所述移动柱的径向外端相连，所述固定柱与所述连接柱的底部相连，所述固定柱的底面与所述主体的底面平齐；所述圆环补偿机构包括自所述固定柱沿径向向外伸出的弧形移动杆；所述弧形移动杆伸出所述固定柱的长度可调。

优选的，所述径向调节机构还包括设置于所述侧壁内侧的限位板，在垂直于径向的平面上，所述连接孔的投影位于所述限位板的投影内；所述固定柱设有定位件；所述弧形移动杆在其长度方向上设有多个间隔排布的被定位孔；所述弧形移动杆通过所述定位件可操作地定位于不同的所述被定位孔中，使其伸出所述固定柱的长度可调；所述弧形移动杆位于固定柱外的一端还设有连接块；两个相邻所述固定柱之间的弧形移动杆能相向移动直至连接块相接触构成封闭检测环。

优选的，所述主体包括顶壁，所述顶壁在径向上间隔设置有至少两个第一螺纹孔，所述调节机构包括与连接柱的顶部相连的顶板，所述顶板上设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔的孔径与所述第一螺纹孔的孔径相等。

优选的，所述检测机构包括与所述压力传感器相连的导线，所述径向调节机构内设有可供所述导线穿过的通道。

优选的，所述径向调节机构的数量至少为两个，所述至少两个径向调节机构周向间隔排布。

优选的，所述主体包括顶壁，所述钻孔灌注桩探孔器还包括与所述顶壁相连的高度调节机构；所述检测机构还包括与所述压力传感器通过导线连接的数据接口，所述数据接口位于所述高度调节机构的顶部。

优选的，所述高度调节机构包括与所述顶壁相连的固定杆，与所述固定杆螺纹配接的螺纹杆，所述螺纹杆的外表面设置有刻度。

优选的，所述高度调节机构的内部中空可供所述导线穿过，所述固定杆的内部设置有橡胶塞，所述螺纹杆的顶部设置有固定塞，所述导线穿过所述橡胶塞和所述固定塞。

优选的，所述主体包括中空圆柱状的外壳，所述外壳设置有镂空结构。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：压力传感器可对灌注桩内部的情况进行探查，从而达到对灌注桩内部情况推测的效果；而径向调节机构使得探孔器可以对不同桩径的灌注桩进行检测，使用范围更广。

附图说明

图1为本发明提供的基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器基于第一视角的整体结构示意图；

图2为图1所示的钻孔灌注桩探孔器的基于第二视角的整体结构示意图；

图3为图1所示的钻孔灌注桩探孔器的内部结构示意图；

图4为图1所示的钻孔灌注桩探孔器的径向调节机构的结构示意图。

图中：1、主体；101、外壳；102、第一螺纹孔；2、径向调节机构；201、移动柱；202、限位板；203、连接柱；204、底板；205、固定柱；206、顶板；207、第二螺纹孔；208、固定螺栓；3、检测机构；301、压力传感器；302、导线；303、数据接口；4、高度调节机构；401、固定杆；402、螺纹杆；403、橡胶塞；404、固定塞。

实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如上、下、顶、底、轴向、径向等通常是针对探孔器正常使用的方向而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

请结合图1至图4，本实施例提供一种基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器（以下简称为探孔器），包括主体1、径向调节机构2和检测机构3。

主体1包括中空圆柱状的外壳101，外壳101设置有镂空结构，这使得外壳101为镂空结构，从而外壳101在下潜时受到的阻力较小，便于探孔器下潜。具体的，外壳101包括周向延伸的侧壁、与侧壁的顶部相连的圆形顶壁、与侧壁的底部相连的圆形底壁，侧壁、顶壁和底壁形成中空圆柱体。侧壁、顶壁、底壁均设置有镂空结构。

本实施方式中，设置在顶壁和底壁的镂空结构为扇形，设置在侧壁的镂空结构为矩形，且扇形镂空结构与矩形镂空结构相连通。进一步的，扇形镂空结构的弧形边缘构成矩形镂空结构的侧边，结构规整、外形美观。本领域技术人员可以想到，镂空结构的形状可以根据需要设置，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

径向调节机构2能够在主体1下潜前进行展开，适用于不同桩径的灌注桩检测。具体的，可在使用时根据不同桩径的灌注桩调整径向调节机构2的位置，使得探孔器能够与不同桩径的灌注桩的内壁进行贴合，从而可以对不同桩径的灌注桩进行检测。

具体的，径向调节机构2包括径向延伸的移动柱201、与移动柱201的径向外端相连的固定柱205。移动柱201在径向上与主体1滑动配接。固定柱205周向延伸，固定柱205的外侧表面与主体1的侧壁平行，即固定柱205的外侧表面周向延伸。固定柱205的底面与主体1的底面平齐。由此，固定柱205外侧表面可与灌注桩的内壁进行贴合，而固定柱205的底面可与灌注桩贴合。多个固定柱205沿圆周方向间隔排布。每个固定柱205上固定有至少一个压力传感器301。通过彼此独立的固定柱205，在下潜时能够进行局部碰撞反馈，根据具体反馈信号的固定柱205的压力传感器，便于确定是局部碰撞还是整体遇阻。

为避免孤石在固定柱205之间的间隔缝隙中溜走而无法被检测，固定柱205的侧端（径向一端）设置有圆环补偿机构5。圆环补偿机构5包括弧形移动杆51。在装置不使用时能够将弧形移动杆51收纳在固定柱205内部，使用时将两个相邻的固定柱205内部的弧形移动杆51抽出后。弧形移动杆51被配置为伸出固定柱的长度可调。通过设置可调伸出长度的弧形移动杆51，可以控制两个固定柱205之间的间隙距离，避免间隙过大，提高孔内测石头的准确性，避免石头从两腿之间的缝隙中错过。

具体的，固定柱205的壁上设有定位孔或定位螺钉，弧形移动杆51沿长度方向具有多个间隔排布的被定位孔，通过定位螺钉连接在不同的被定位孔中实现弧形移动杆51伸出长度的期望控制。当然，固定柱205还可以设有定位销，通过定位销插入到被定位孔中实现弧形移动杆51的期望定位。

在一个可行的实施例中，圆环补偿机构5还包括设置于弧形移动杆51位于固定柱205外一端的连接块52。两个固定柱205上的圆环补偿机构5（弧形移动杆51、连接块52）可以相向或反向移动。连接块52上可以设有连接孔。在两个连接块52相对接触时，通过螺丝或者金属丝将两个相邻的连接块52进行连接，使得装置能够形成闭环，进一步提高孔内测石头的准确性，避免石头从两腿之间的缝隙中错过。另外，连接块52还可以防止弧形移动杆51全部缩入到固定柱205中而难以后续使用。

固定柱205至少底面为柔性材质（例如金属薄板、橡胶材质），借此可以在与障碍物触碰时发生形变，压力传感器通过检测固定柱205的形变实现对灌注桩内部物体的检测。具体的，固定柱205整体为柔性材质或弹性材质，例如弹簧管、波纹管，甚至橡胶管材质，在与障碍物移开后固定柱205可恢复初始状态。当然，固定柱205还可以为（弹性）板体结构，压力传感器301安装于固定柱205（固定板）的上表面以检测碰撞压力。每个固定柱205相互独立地检测所对应覆盖面积的障碍物。相邻两个固定柱205之间间隔一定距离。

检测机构3包括压力传感器301，压力传感器301安装于固定柱205内。固定柱205为中空结构，便于压力传感器进行安装，同时对压力传感器进行保护。

由此，当移动柱201在径向上相对主体1滑动，即可调节固定柱205的位置，从而使固定柱205的外侧面与灌注桩的内壁贴合。固定柱205底面在下潜到最底部时可与灌注桩的底面贴合，而安装于固定柱205内的压力传感器301下行过程中，可对灌注桩内部存在的情况进行探查。

固定柱205内均匀间隔设置有多个压力传感器301，当所有压力传感器301均发出触碰信号时，且探孔器无法继续下潜则表示探孔器已经达到灌注桩的底部或者遇到缩孔，可根据探孔器下潜深度对遇到的情况进行再次判断。多个固定柱205沿圆周方向间隔排布，每个固定柱205设有2-4个均匀间隔排布的压力传感器301，实现固定柱205全周长范围内的形变碰撞检测。当1至4个压力传感器301发出触碰信号，且探孔器可以继续下潜则表示探孔器在下潜时遇到石子等物体的阻拦，同时可以根据发出信号的多少来推测石子的大小。当同一侧的多个压力传感器301发出信号，且探孔器无法继续下潜则表示灌注桩打歪了。

压力传感器301为电阻应变式压力传感器，通过电阻应变片感应传感器内的弹性敏感元件在外压作用下的变形来实现对灌注桩内部物体的检测，当压力传感器301触碰到石子等物体时，便会发出信号。

综上所述，固定柱205内的压力传感器301可对灌注桩内部的情况进行探查，从而达到对灌注桩内部情况推测的效果；更优的是，径向调节机构2使得探孔器可以对不同桩径的灌注桩进行检测，使用范围更广。

主体1的侧壁上设有连接孔，移动柱201与连接孔滑动配接。通过移动柱201与主体1的连接孔滑动配接实现径向调节，结构简单，制造成本低。

径向调节机构2还包括轴向延伸的连接柱203，连接柱203与移动柱201的外侧端相连，固定柱205与连接柱203的底部相连。主体1的侧壁上的连接孔设置于侧壁轴向上的中部位置，轴向延伸的连接柱203连接移动柱201和固定柱205，结构设计合理，移动柱201、连接柱203、固定柱205各司其能。连接柱203不仅实现连接的功能，而且可以防止移动柱201朝向内侧滑动过程中脱离主体1的外壳101。

径向调节机构2还包括设置于主体1的侧壁内侧的限位板202，在垂直于径向的平面上，连接孔的投影位于限位板202的投影内。限位板202防止移动柱201朝向外侧滑动过程中脱离主体1的外壳101。

由此，限位板202和和连接柱203分别在内侧和外侧防止移动柱201在滑动过程中脱离主体1的外壳101，结构设计十分合理。且连接柱203还可将在轴向上相对位于中部的移动柱201和在轴向相相对位于底部的固定柱205连接起来，结构设计十分合理。

径向调节机构2还包括底板204，底板204的上侧面与连接柱203的底端相连接，底板204的下侧面与固定柱205的顶部固定连接。也就是说，底板204设置于连接柱203与固定柱205之间。底板204与固定柱205相对固定，具体的，底板204与固定柱205之间卡扣固定。

底板204的外侧面弧线延伸。优选的，底板204的外侧面与固定柱205的外侧面共面。由此，在使用时，底板204的外侧面和固定柱205的外侧面共同与灌注桩的内壁抵接。进一步的，连接柱203的外侧面位于底板204的外侧面以内，或者连接柱203的外侧面与底板204的外侧面共面亦可。连接柱203的外侧面位于底板204的外侧面以内，可避免连接柱203的外侧面影响底板204外侧面与灌注桩的内壁抵接；连接柱203的外侧面与底板204的外侧面共面，则使用时，连接柱203的外侧面与底板204的外侧面共同与灌注桩的内壁抵接，抵接更可靠。

主体1的顶壁在径向上间隔设置有至少两个第一螺纹孔102，径向调节机构包括与连接柱203的顶部相连的顶板206，顶板206上设有第二螺纹孔207，第二螺纹孔207的孔径与第一螺纹孔102的孔径相等。第二螺纹孔207的内部螺纹连接有固定螺栓208，固定螺栓208将第二螺纹孔207与径向上不同位置的第一螺纹孔102相对固定时，顶板206与主体1的外壳101在径向上不同位置相对固定，从而可使径向调节机构2在不同位置相对主体1固定。

检测机构3还包括与压力传感器301相连的导线302，径向调节机构2内设有可供导线302穿过的通道。具体的，限位板202设有第一通孔，移动柱201设有第一中空部，第一中空部在移动柱201的整个延伸方向上延伸；连接柱203设有第二中空部，第二中空部至少在移动柱201至固定柱205的轴向间距范围延伸；第一通孔、第一中空部、第二中空部相继连通。固定柱205的上端面设有第二通孔，第二通孔与第二中空部连通。由此，导线302可依次穿过第一通孔、第一中空部、第二中空部、第二通孔与设置于固定柱205内的压力传感器301相连接。底板204上设有第三通孔，第三通孔与连接柱203的第二中空部及固定柱205的第二通孔连接，方便导线302穿过。

请结合图3和图4，径向调节机构2的数量至少为两个，至少两个径向调节机构2周向间隔排布。也就是说，限位板202、移动柱201、连接柱203、底板204、固定柱205、以及顶板206连接形成一个径向调节机构2。至少两个径向调节机构2周向间隔排布，可以节省材料、降低重量，从而使用方便，而且可以使探孔器结构规整、可以更准确的探测孔内的情况。

请返回图2和图3，探孔器还包括与顶壁相连的高度调节机构4。高度调节机构4使得探孔器可对不同深度的灌注桩进行检测。

检测机构3还包括与压力传感器301通过导线302连接的数据接口303，数据接口303位于高度调节机构4的顶部。由此，压力传感器301获得的信号通过导线302传输至数据接口303，可将数据接口303与计算机（控制器）进行连接形成物联网感应识别系统，使得探孔器在使用时计算机能够实时显示压力传感器所传出的信号，便于探孔器进行使用。控制器能够根据固定柱205所构成的碰撞检测圆环的碰撞长度或碰撞点数量来判断障碍物类型。

高度调节机构4包括与顶壁相连的固定杆401，与固定杆401螺纹配接的螺纹杆402，螺纹杆402的外表面设置有刻度。螺纹杆402相对固定杆401旋转即可调节螺纹杆402的高度，操作简便，而且螺纹杆402的外表面设置有刻度，使得探孔器在对灌注桩进行检测时及时了解探孔器底部到达的深度。螺纹杆402的数量可以是若干个，使用时可以通过若干个螺纹杆402来改变探孔器整体的高度，进而便于探孔器对不同深度的灌注桩进行检测，

高度调节机构4的内部中空可供导线302穿过，固定杆401的内部设置有橡胶塞403，螺纹杆402的顶部设置有固定塞404，导线302穿过橡胶塞403和固定塞404。由此，与压力传感器301连接的导线302依次穿过固定柱205的上侧面和底板204上设置的通孔、连接柱203和固定柱205上设置的中空部、限位板202上设置的通孔，橡胶塞403、固定杆401和螺纹杆402的中空部，最终延伸至螺纹杆402的顶部并穿过固定塞404与数据接口303相连。其中，固定杆401内的橡胶塞403可对固定杆401内的导线302进行固定，同时起到密封的作用，螺纹杆402的顶部设置的固定塞404同样可以对导线302进行固定，从而使导线302的走线更加规整和稳定。

下面描述本实施例的探孔器的使用方法：

将探孔器进行组装，改变径向调节机构2的移动柱201相对外壳101连接孔的位置，并用固定螺栓208使径向调节机构相对外壳101固定，从而来控制探孔器的工作半径。

将探孔器下潜至灌注桩，使得底板204的外侧面及固定柱205外侧面与不同桩径的灌注桩的内壁相贴合，使得探孔器在使用时能够对灌注桩内部进行全面的检测，避免与灌注桩的内表面之间存在较大的缝隙，导致检测数据精准度降低，便于探孔器对灌注桩的内部进行检测。同时，通过安装于固定柱205的检测机构3，能够对灌注桩内部存在的情况进行探查，并且通过将数据接口303与计算机进行连接，当检测机构3发出不同的信号时，可以直接在计算机上观察到压力传感器301的具体数值变化，进而达到对灌注桩内部情况推测的效果。

通过高度调节机构4，使得探孔器在使用时能够通过改变螺纹杆402的位置和/或数量，来调整探孔器整体的长度，相较于常规的尼龙绳，探孔器整体不易弯曲，螺纹杆402的硬度较高，在探孔器到达底部或遇到较大的阻拦时便无法继续下潜，便于探孔器对灌注桩内部进行全面的检测。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器，包括主体，其特征在于，所述钻孔灌注桩探孔器还包括径向调节机构和检测机构；所述径向调节机构包括径向延伸的移动柱、与所述移动柱的径向外端相连的固定柱，所述移动柱在径向上与所述主体滑动配接，所述固定柱周向延伸并且多个固定柱周向间隔设置；所述检测机构包括安装于每个所述固定柱上的压力传感器；所述固定柱上还设有圆环补偿机构；所述圆环补偿机构能够可操纵地调节两个相邻所述固定柱之间的间隙距离；

所述主体包括所述周向延伸的侧壁，所述侧壁设有连接孔，所述移动柱与所述连接孔滑动配接；所述径向调节机构还包括轴向延伸的连接柱，所述连接柱与所述移动柱的径向外端相连，所述固定柱与所述连接柱的底部相连，所述固定柱的底面与所述主体的底面平齐；所述圆环补偿机构包括自所述固定柱沿径向向外伸出的弧形移动杆；所述弧形移动杆伸出所述固定柱的长度可调；

所述径向调节机构还包括设置于所述侧壁内侧的限位板，在垂直于径向的平面上，所述连接孔的投影位于所述限位板的投影内；所述固定柱设有定位件；所述弧形移动杆在其长度方向上设有多个间隔排布的被定位孔；所述弧形移动杆通过所述定位件可操作地定位于不同的所述被定位孔中，使其伸出所述固定柱的长度可调；所述弧形移动杆位于固定柱外的一端还设有连接块；两个相邻所述固定柱之间的弧形移动杆能相向移动直至连接块相接触构成封闭检测环；

所述主体包括顶壁，所述顶壁在径向上间隔设置有至少两个第一螺纹孔，所述调节机构包括与连接柱的顶部相连的顶板，所述顶板上设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔的孔径与所述第一螺纹孔的孔径相等；

所述检测机构包括与所述压力传感器相连的导线，所述径向调节机构内设有可供所述导线穿过的通道；

所述钻孔灌注桩探孔器还包括与所述顶壁相连的高度调节机构；所述检测机构还包括与所述压力传感器通过导线连接的数据接口，所述数据接口位于所述高度调节机构的顶部。

2.根据权利要求1所述的基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器，其特征在于，所述径向调节机构的数量至少为两个，所述至少两个径向调节机构周向间隔排布。

3.根据权利要求1所述的基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器，其特征在于，所述高度调节机构包括与所述顶壁相连的固定杆，与所述固定杆螺纹配接的螺纹杆，所述螺纹杆的外表面设置有刻度。

4.根据权利要求3所述的基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器，其特征在于，所述高度调节机构的内部中空可供所述导线穿过，所述固定杆的内部设置有橡胶塞，所述螺纹杆的顶部设置有固定塞，所述导线穿过所述橡胶塞和所述固定塞。

5.根据权利要求1所述的基于物联网具有碰触感应的钻孔灌注桩探孔器，其特征在于，所述主体包括中空圆柱状的外壳，所述外壳设置有镂空结构。