CN210797671U - 一种嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，其包括外壳、喷墨器及纸带，外壳具有箱形壳体，壳体内安装有为纸带提供支撑作用的纸带支撑轴、供喷墨器上下滑动的喷墨器导向杆，外壳外壁设有用于与钻机立轴箱体固定连接的外壳卡扣；喷墨器可上下滑动地套接于喷墨器导向杆，喷墨器的喷墨口朝向纸带，喷墨器背向纸带的一面设有喷墨器卡扣，喷墨器卡扣卡接固定于钻机的横梁，横梁与钻机钻杆共同相对于钻机立轴箱体上下升降。本实用新型根据钻头在沉渣中钻进比在混凝土桩身与持力层中钻进速度均快得多的特点，通过记录钻头在相同时间间隔，不同速度下的位移来确定沉渣厚度，结果直观可视，准确可靠，方便判断。

Description

一种嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种嵌岩混凝土灌注桩钻芯检测时，桩底沉渣厚度的检测装置及其检测方法。

背景技术

嵌岩桩是指桩的下部有相当一段长度浇筑于岩层中的钻孔灌注桩。嵌岩桩一般属端承桩或摩擦端承桩，桩底岩层作为持力层需提供较大反力。桩底沉渣是由于在桩基施工中，常会发生的泥土遗留沉淀，或桩周土体局部失稳、以及提升钻具或下放钢筋笼时碰撞孔壁而发生塌孔，而后期清孔不干净所产生。沉渣过厚会对桩基承载力，特别是嵌岩桩承载力的发挥造成影响，产生的不均匀沉降将危及建筑安全，国家相关规范均对沉渣厚度的允许值有明确规定。因此桩底沉渣厚度检测一直是桩基检测中的重点。

钻芯法是桩基检测行业中检测沉渣厚度的主要方法，其主要通过钻穿混凝土桩时钻杆进尺与钻取芯样长度的差值，并结合钻进速度、是否掉钻等情况综合确定沉渣厚度，整个过程无书面或电子数据支撑，完全取决于钻机机长的判断与经验。且由于沉渣易被钻芯水流冲走，钻取不便，一般通过钻芯所得的沉渣厚度与实际相比有较大差异。

针对钻芯法的上述缺陷，近年来新出现了若干改进方法，例如在钻机上安装振动与位移传感器，并通过外接程序对钻进过程中传感器信号进行处理，根据钻头在混凝土、沉渣、持力层的不同振动形式检测沉渣厚度。但该方法需事前对钻机进行改造，所采用的仪器高端精密，且检测数据分析过于复杂，不利于推广使用。另有采用钻芯后的孔内摄像法来检测沉渣，通过采用具有摄像功能的探头进入钻芯孔中对桩底沉位置进行拍摄测量得到沉渣厚度。但该方法程序复杂，仪器昂贵笨重，携带不便，且钻芯孔内充满的浊水会影响摄像头的辨识度，影响沉渣厚度判断。综上可知，现有的桩底沉渣检测技术仍不够完善，桩基检测行业急需一种快捷、经济、准确的桩底沉渣厚度测试方法。

在使用钻机钻取混凝土桩芯样时，钻机一般以恒定功率钻进。在相同强度的介质中钻进速率相同，但当介质强度出现变化，钻机钻进速度也相应会改变，其表现为介质强度越高，钻进速度越慢。桩底沉渣一般由细碎石子，泥土，砂土等组成，其强度较桩身及持力层低得多。当钻机钻穿桩身，进入软弱沉渣层，钻进速度会突然加快，甚至发生掉钻。待钻头接触到桩端坚硬的持力层后，钻进速度又马上减小。因此，若钻进时出现钻进速度突然加快的现象，即可认为桩底存在沉渣，而在钻进速度加快时钻头发生的位移，即可视为沉渣的厚度。基于以上特点，考虑研发一种嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置及方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术不能快捷准确检测桩底沉渣厚度的这一不足，提供了一种要以快速、方便对桩底沉渣厚度进行检测的装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种桩底沉渣厚度检测装置，其包括：外壳、喷墨器及纸带，

所述外壳具有一箱形壳体，壳体内安装有为纸带提供支撑作用的纸带支撑轴、供喷墨器上下滑动的喷墨器导向杆，外壳外壁设有用于与钻机立轴箱体固定连接的外壳卡扣；

所述喷墨器可上下滑动地套接于喷墨器导向杆，喷墨器的喷墨口朝向纸带，喷墨器背向纸带的一面设有喷墨器卡扣，喷墨器卡扣卡接固定于钻机的横梁，横梁与钻机钻杆共同相对于钻机立轴箱体上下升降。

所述喷墨器包括定时控制器、喷墨触发器及受喷墨触发器触发工作的喷墨装置，所述喷墨装置包括经由管道连通的吸墨泵、墨盒、喷墨流量调节阀及喷墨口。

所述喷墨触发器包括有信号反馈模块与喷墨执行控制模块。

所述定时控制器包括经由导线电连接的定时触发器、电压比较器、信号转换模块、计时器、信号输出模块及通讯执行端口。

外壳外壁在喷墨器卡扣侧设有槽口供喷墨器卡扣向外伸出与钻机横梁连接。

喷墨器导向杆上串接有喷墨器复位弹簧，喷墨器复位弹簧位于喷墨器底部与外壳底座顶面之间。

所述纸带为印满5mm×5mm的小格子的纸张，由螺丝锁紧固定于外壳内。

本实用新型可以改进钻芯法检测持力层厚度时受人为或场地因素影响不准确的缺点，根据钻头在沉渣中钻进比在混凝土桩身与持力层中钻进速度均快得多的特点，通过记录钻头在相同时间间隔，不同速度下的位移来确定沉渣厚度，结果直观可视，准确可靠，方便判断，且该装置结构简单，便于携带，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置外壳结构的立面正视图。

图2是本实用新型的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置外壳结构的俯视图。

图3是本实用新型的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置结构的立面正视图。

图4是本实用新型的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置结构的俯向示意图。

图5是喷墨器的工作流程图。

图6是与本实用新型的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置相连接的钻机部分的立面正视图。

图7是与本实用新型的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置相连接的钻机部分的立面侧视图。

图8是本实用新型的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置安装在钻机上的工作示意图。

图9是本发明实施例采集到的无沉渣情况钻头位移示意图。

图10是本发明实施例采集到的有沉渣情况钻头位移示意图。

图中外壳1，纸带支撑轴1.1，喷墨器导向杆1.2，底座1.3，外壳卡扣1.4，槽口1.5，弹簧1.6，

喷墨器2，喷墨器卡扣2.1，喷墨口2.2，纸带3，钻机10，立轴箱体11，横梁12，立轴13，钻机导向杆14，钻杆15，钻头16，混凝土桩17，沉渣18，持力层19。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步说明。

一种嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，参照图3及图4，包括有外壳1、喷墨器2、纸带3及拼装零件。

参考图1及图2，所述外壳具有采用塑料或不锈钢板制作的长方形箱形壳体，在壳体内腔安装有相互平行的纸带支撑轴1.1和喷墨器导向杆1.2，壳体底部具有底座1.3，外壳外壁设有用于与钻机立轴箱体固定连接的外壳卡扣1.4；外壳外壁在背向记录纸带装置3的一侧设有槽口1.5，用于供喷墨器卡扣向外伸出与钻机横梁连接。

喷墨器2可上下滑动地套接于喷墨器导向杆1.2。喷墨器的喷墨口2.2朝向纸带3，喷墨器背向纸带的一面设有喷墨器卡扣2.1，喷墨器卡扣卡接固定于钻机的横梁12，横梁12与钻机10的立轴13、钻机导向杆14及钻杆15同步上下升降。喷墨器导向杆上串接有喷墨器复位弹簧，喷墨器复位弹簧位于喷墨器底部与外壳底座顶面之间。喷墨器随横梁及钻杆下移，一旦解除对横梁及钻杆的下拉力，则复位弹簧会使喷墨器复位至初始位置。

喷墨器2包括定时控制器、喷墨触发器及受喷墨触发器触发工作的喷墨装置。定时控制器包括经由导线电连接的定时触发器、电压比较器、信号转换模块、计时器、信号输出模块及通讯执行端口。喷墨触发器包括有信号反馈模块与喷墨执行控制模块。喷墨装置包括经由管道连通的吸墨泵、墨盒、喷墨流量调节阀及喷墨口。

纸带3用于记录喷墨器2的运动情况，其为印满5mm×5mm的小格子的纸张，宽度为450mm，通过纸带支撑轴及螺丝锁紧固定于外壳内。当一次试验结束后可快速将当次试验记录纸取出，并换上空白试验纸。

将嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置按工作时的位置可以分为移动部分和静止部分，移动部分为安装在横梁12上的喷墨器2，而静止部分为固定在外壳1而与立轴箱体11共同保持静止的纸带。预先根据沉渣厚度检测装置的尺寸大小，在钻机的横梁12与立轴箱体11上焊接卡座，卡座位置分别与外壳1的外壳卡扣1.4及喷墨器2上的喷墨器卡扣2.1的位置相对应。

喷墨器2的工作流程参考图5，喷墨器沿喷墨器导向杆1.2随与钻杆15相连的立轴顶部横梁12一同上下运动，按设定的时间间隔向纸带3喷墨，在纸带上留下印迹，反映喷墨器(钻杆)运动情况。钻机工作时钻头16钻进是通过连接钻杆15的立轴13通过回转器产生回转，并受立轴箱体11中的油压压力向下进尺。立轴13每次下压满行程为450mm，而后提升至顶部，再下压450mm。如此满一回次，再提钻采取芯样。在此过程中，立轴13上部横梁12随立轴上下运动，且在向下时横梁12下降速度与钻头16钻进速度一致，而立轴箱体11则在全过程中固定不动。

在进行钻芯法检测时，可根据施工桩长资料及已钻取深度，判断钻头16到达桩身的相对位置，当钻头即将钻穿混凝土桩基17，在提升立轴13后，将沉渣厚度检测装置卡扣连接到钻机上，其中外壳1与固定的钻机立轴箱体11相接，喷墨器2与随钻头16向下移动的横梁12连接。

启动钻机，同时打开喷墨器2开关，设定喷墨器2每1s喷墨一次；喷墨器2启动后，定时控制器预先判断墨盒中是否有墨；当确认墨量充足，则启动定时触发器，通过事先设定好的定时周期1s，以1s的时间间隔发送脉冲信号给到喷墨装置，喷墨装置会同时触发吸墨泵以及喷墨流量调节阀，使吸墨泵定时启动从墨盒中将定量的墨汁输送到喷墨流量调节阀，最终墨汁会经过喷墨流量调节阀流到喷墨口，然后喷射到外部纸带3上。喷墨器工作流程参考图5。

纸带3记录下本次钻头下钻的时间-位移图像。当本回次立轴13下压到底部，若钻机已钻至持力层19，则本次试验结束。关闭喷墨器2，拆卸沉渣厚度检测装置，并取出记录纸分析数据。在桩底无沉渣情况下，记录纸上所记录的位移将均匀分布，参考图9。若在记录纸上出现有相同时间间隔内位移明显增大的情况，则证明该桩桩底存在沉渣，且该位移即为沉渣厚度，参考图10。

若本次下钻仍未到桩底或未到持力层19，则关闭喷墨器2，上提立轴13至顶部，转动记录纸带装置转轴，取出已做标识记录纸并更换空白记录纸，重复上述钻进记录步骤，直至钻至持力层。

以上所述，仅仅是对本实用新型的解释，并不是对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质做出的没有创造性贡献的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于包括：外壳、喷墨器及纸带，

所述外壳具有一箱形壳体，壳体内安装有为纸带提供支撑作用的纸带支撑轴、供喷墨器上下滑动的喷墨器导向杆，外壳外壁设有用于与钻机立轴箱体固定连接的外壳卡扣；

所述喷墨器可上下滑动地套接于喷墨器导向杆，喷墨器的喷墨口朝向纸带，喷墨器背向纸带的一面设有喷墨器卡扣，喷墨器卡扣卡接固定于钻机的横梁，横梁与钻机钻杆共同相对于钻机立轴箱体上下升降。

2.根据权利要求1所述的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述喷墨器包括定时控制器、喷墨触发器及受喷墨触发器触发工作的喷墨装置，所述喷墨装置包括经由管道连通的吸墨泵、墨盒、喷墨流量调节阀及喷墨口。

3.根据权利要求2所述的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述喷墨触发器包括有信号反馈模块与喷墨执行控制模块。

4.根据权利要求2所述的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述定时控制器包括经由导线电连接的定时触发器、电压比较器、信号转换模块、计时器、信号输出模块及通讯执行端口。

5.根据权利要求1所述的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：外壳外壁在喷墨器卡扣侧设有槽口供喷墨器卡扣向外伸出与钻机横梁连接。

6.根据权利要求1所述的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：喷墨器导向杆上串接有喷墨器复位弹簧，喷墨器复位弹簧位于喷墨器底部与外壳底座顶面之间。

7.根据权利要求1所述的嵌岩桩桩底沉渣厚度检测装置，其特征在于：所述纸带为印满5mm×5mm的小格子的纸张，由螺丝锁紧固定于外壳内。

Images