CN208833325U - 向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，它包括硬质的顶杆、主控制器和用于固定顶杆的支架，顶杆的底部设有总压力传感器和水压传感器，总压力传感器和水压传感器高度相同且两者均与主控制器电连接。上述装置能够精确地判断实际灌砼高度是否达到设定标高。

Description

向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程中的混凝土灌注领域，具体讲是一种向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，更具体的说是一种向成孔内灌砼时测量孔内的混凝土液面是否到达设定标高的装置。

背景技术

在地基施工中，经常需要向成孔内灌注混凝土，所述成孔是指由钻孔、冲孔、爆扩、沉管、人工等方式施工成的孔，灌砼的过程一般是用一根注浆管插到成孔的底部，然后从下往上灌浆，此时混凝土液面会由下往上翻。

在实际施工中遇到土体较软时，经常需要在钻孔的同时进行泥浆护壁，这就形成了孔内的泥浆层，而孔壁碎土掉落以及孔内存在的其他杂质如砂等会形成浮浆层，也就是说，在灌砼的过程中，成孔内就会客观的存在三层不同的物质，即底部的混凝土层、中部的浮浆层以及上部的泥浆层。

现有技术在灌砼时客观上存在一个技术难题，即由于混凝土液面上存在浮浆层和泥浆层，所以根本无法精确测得混凝土液面的实际高度。而现有技术的测量方式如利用重锤和测绳的测量方式，是根据测试人员具体手感，去感知重锤是否被顶托，从而大致估判混凝土液面位置。但上述方法人为因素干扰大，极不精确。当然还可以根据混凝土的总灌注量除以钻孔的截面积，来大致获得一个灌砼高度，但上述换算方式精确度太低，而且由于扩孔的存在，成孔孔径不一致导致难以估算，无法指导实际施工。所以，现有技术普遍采取超灌一定高度如1米的方式进行施工，比如设定灌砼的标高为9米，就需要灌注到10米，以确保灌砼充分，进而保证成桩质量，但超灌必然会造成砼料的浪费，导致成本增加，也不符合节能环保的需要。

论述本申请技术方案前，先铺陈一个概念，在成孔的孔口位置，为保证钻机竖直下钻，会事先固定一个钢护筒，起导向作用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够精确地判断实际灌砼高度是否达到设定标高的向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，它包括硬质的顶杆、主控制器和用于固定顶杆的支架，顶杆的底部设有总压力传感器和水压传感器，总压力传感器和水压传感器高度相同且两者均与主控制器电连接。

本实用新型向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：

上述装置的工作原理为：先对顶杆底部进行受力分析，灌砼过程中，随着混凝土面的上翻，硬质顶杆底部会依次接触并浸入三层物质中，其中，在泥浆池顶杆主要受到的是液压，而在半干半稀的浮浆层中，随着浸泡深度的增大，浮浆粘度增大，顶杆的主要受力会从液压逐步转变成顶托力，而在混凝土层，顶杆主要受力为顶托力；而顶杆下部设有测量总受力的总压力传感器和测量液压的水压力传感器，只要将两者的测量数据相减，就能获得顶杆底部受到的顶托力的具体数值，这样，主控制器采集到顶托力数值后，得出一条关于浸泡深度和顶托力的曲线，且该曲线规律为，当泥浆浸泡顶杆底部时，顶托力为零，当浮浆浸泡顶杆底部时，随着深度增大，顶托力小幅度的缓慢上升，当混凝土上翻至顶杆底部时，顶托力迅速大幅度上升，而小幅上升和大幅上升之间存在的一个拐点，所以，主控制器只需要捕捉到该拐点，就可以判定混凝土层已经到达顶杆底端。人们只需要调节顶杆长度，使得顶杆的两个压力传感器位于设定标高，就可以根据拐点，精确判定混凝土的灌注高度达到了设定标高。这样，既保证了后续成桩的质量，又避免超灌，节省砼料，降低成本，节能环保。

优选地，支架包括用于固定顶杆的横梁和用于将横梁固定在位于成孔孔口的钢护筒上的安装支座；安装支座包括开口向下的底槽钢、开口朝水平向的中槽钢以及用于连接横梁的方套管；底槽钢的下开口卡在钢护筒的侧壁上，且底槽钢的一个翼缘板上贯通有横向的螺纹孔，螺纹孔内旋合有第一压紧螺栓，第一压紧螺栓将钢护筒的侧壁抵紧在底槽钢的另一个翼缘板上；中槽钢下翼缘板焊接在底槽钢的腹板上；方套管的底板上设有T型孔，中槽钢上翼缘板上贯通有过孔，方套管的底板和中槽钢上翼缘板由穿过T型孔和过孔的锁紧螺栓固定；这样，安装支座与钢护筒的装配时，只需要将底槽钢卡入钢护筒侧壁并用第一压紧螺栓压紧即可，装配过程快捷方便，且装配后两个部件连接牢固；而且，方套管与中槽钢之间依靠锁紧螺栓连接的设计，可以在需要时旋松螺栓，将方套管水平向转动，以调整横梁的水平摆角，而紧固时螺栓完全容置在T型孔内，不会干扰到横梁在方套管内的正常安装。

优选地，横梁由多个梁单体构成，每个梁单体的两端均设有一个法兰盘，每两个相邻的梁单体通过法兰盘螺接；外端的一个梁单体滑动插接在方套管内，且方套管的顶板上设有螺纹孔，螺纹孔内设有第二压紧螺栓，第二压紧螺栓将该梁单体压紧在方套管的底壁上；上述结构实现了横梁长度和顶杆横向位置的双重调节，具体的说，通过增减梁单体的数目来大幅度调节横梁的长度，而当需要调节的横梁长度小于单根梁单体的长度时，通过旋松第二压紧螺栓，滑移方套管内的梁单体来实现小幅度也就是一个梁单体长度内的调节。

优选地，顶杆由多根杆件单体构成，每根杆件单体两端均设有外螺纹，每两根相邻的杆件单体经一个内螺纹套筒连接；横梁中间设有一个通孔，最上方的一个杆件单体设有全螺纹，全螺纹上旋有两个锁紧螺帽，最上方的一个杆件单体插入横梁的通孔内，两个锁紧螺帽分别位于通孔的上下两端；上述结构实现了顶杆长度的双重调节，具体的说，通过增减相互连接的杆件单体的数目来大幅度调节顶杆的高度，而需要调节的高度小于单根杆件单体的长度时，通过旋松上下两个螺帽，滑移最上方的杆件单体来实现小幅度也就是一个杆件单体长度内的调节。

附图说明

图1是本实用新型向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置的局部主视示意图。

图2是本实用新型向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置中顶杆的示意图。

图3是本实用新型向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置中横梁拼装的示意图。

图4是本实用新型向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置中安装支座的示意图。

图5是本实用新型向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置的局部剖视图。

图中所示1、顶杆，2、总压力传感器，3、水压传感器，4、横梁，5、安装支座，6、方套管，7、中槽钢，8、底槽钢，9、第二压紧螺栓，10、锁紧螺栓，11、第一压紧螺栓，12、法兰盘，13、内螺纹套筒，14、锁紧螺帽，15、钢护筒，16、通孔，17、T型孔。

具体实施方式

如图1～5所示，本实用新型向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，它包括硬质的顶杆1、主控制器和用于固定顶杆1的支架，顶杆1的底部设有总压力传感器2和水压传感器3，总压力传感器2和水压传感器3高度相同，且总压力传感器2和水压传感器3均与主控制器电连接。上述的水压传感器3是现有技术，即该传感器的测量区域外设有滤网，只有液体能浸入测量区域，所以只会测得液体的压力。而所述的总压力传感器2优选为土压力盒。

钻孔的孔口位置设置有钢护筒15。

支架包括用于固定顶杆1的横梁4和用于将横梁4固定在钢护筒15上的安装支座5；本实施例中安装支座5为两根，分居钢护筒15的两侧。每根安装支座5包括开口向下的底槽钢8、开口朝水平向的中槽钢7以及用于连接横梁4的方套管6。底槽钢8的下开口卡在钢护筒15的侧壁上，且底槽钢8的一个翼缘板上贯通有横向的螺纹孔，螺纹孔内旋合有第一压紧螺栓11，第一压紧螺栓11将钢护筒15的侧壁抵紧在底槽钢8的另一个翼缘板上。中槽钢7下翼缘板焊接在底槽钢8的腹板上；中槽钢7上翼缘板上贯通有过孔，方套管6的底板上设有T型孔17，方套管6的底板和中槽钢7上翼缘板由穿过T型孔17和过孔的锁紧螺栓10固定。具体的说，T型孔17分为大尺寸的六角孔和小尺寸的圆孔，锁紧螺栓10的头部卡在六角孔内被六角块周向限位，螺杆穿过圆孔和过孔并由螺帽旋紧，这样锁紧螺栓10的头部完全埋在方套管6的底板里，不会干扰横梁4的安装。

横梁4由多个梁单体构成，每个梁单体的两端均设有一个法兰盘12，每两个相邻的梁单体通过法兰盘12螺接；外端的一个梁单体滑动插接在方套管6内，且方套管6的顶板上设有螺纹孔，螺纹孔内设有第二压紧螺栓9，第二压紧螺栓9将该梁单体压紧在方套管6的底壁上。

顶杆1由多根杆件单体构成，每根杆件单体两端均设有外螺纹，每两根相邻的杆件单体经一个内螺纹套筒13连接；具体的说，内螺纹套筒13两端都设有内螺纹，上下两个杆件单体分别旋入内螺纹套筒13两端。横梁4中间的梁单体设有一个通孔16，最上方的一个杆件单体设有全螺纹，即从上到下全部都是外螺纹，全螺纹上旋有两个锁紧螺帽14，最上方的一个杆件单体插入横梁4的通孔16内，两个锁紧螺帽14分别位于通孔16的上下两端。

Claims (4)

1.一种向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，其特征在于，它包括硬质的顶杆(1)、主控制器和用于固定顶杆(1)的支架，顶杆(1)的底部设有总压力传感器(2)和水压传感器(3)，总压力传感器(2)和水压传感器(3)高度相同且两者均与主控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，其特征在于，支架包括用于固定顶杆(1)的横梁(4)和用于将横梁(4)固定在位于成孔孔口的钢护筒(15)上的安装支座(5)；安装支座(5)包括开口向下的底槽钢(8)、开口朝水平向的中槽钢(7)以及用于连接横梁(4)的方套管(6)；底槽钢(8)的下开口卡在钢护筒(15)的侧壁上，且底槽钢(8)的一个翼缘板上贯通有横向的螺纹孔，螺纹孔内旋合有第一压紧螺栓(11)，第一压紧螺栓(11)将钢护筒(15)的侧壁抵紧在底槽钢(8)的另一个翼缘板上；中槽钢(7)下翼缘板焊接在底槽钢(8)的腹板上；方套管(6)的底板上设有T型孔(17)，中槽钢(7)上翼缘板上贯通有过孔，方套管(6)的底板和中槽钢(7)上翼缘板由穿过T型孔(17)和过孔的锁紧螺栓(10)固定。

3.根据权利要求2所述的向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，其特征在于，横梁(4)由多个梁单体构成，每个梁单体的两端均设有一个法兰盘(12)，每两个相邻的梁单体通过法兰盘(12)螺接；外端的一个梁单体滑动插接在方套管(6)内，且方套管(6)的顶板上设有螺纹孔，螺纹孔内设有第二压紧螺栓(9)，第二压紧螺栓(9)将该梁单体压紧在方套管(6)的底壁上。

4.根据权利要求2所述的向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，其特征在于，顶杆(1)由多根杆件单体构成，每根杆件单体两端均设有外螺纹，每两根相邻的杆件单体经一个内螺纹套筒(13)连接；横梁(4)中间设有一个通孔(16)，最上方的一个杆件单体设有全螺纹，全螺纹上旋有两个锁紧螺帽(14)，最上方的一个杆件单体插入横梁(4)的通孔(16)内，两个锁紧螺帽(14)分别位于通孔(16)的上下两端。