CN215948290U

CN215948290U - 一种钻孔桩偏移检测装置

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Publication number: CN215948290U
Application number: CN202122100387.6U
Authority: CN
Inventors: 关岩鹏; 梁涛; 刘晓丽; 郭密文; 张辉; 吴敏; 王书行; 高艳卫; 马世敏
Original assignee: Beijing Aerospace Foundation Engineering Co ltd; Spaceflight Building Design Research Institute Co ltd; China Aerospace Construction Group Co Ltd
Current assignee: Beijing Aerospace Foundation Engineering Co ltd; Spaceflight Building Design Research Institute Co ltd; China Aerospace Construction Group Co Ltd
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2031-09-01

Abstract

本实用新型涉及工程施工技术领域，尤其是涉及一种钻孔桩偏移检测装置，其包括钻杆和倾角测量探头；钻杆内部中空，倾角测量探头设置在钻杆内部，用于测量钻杆的倾斜角度；倾角测量探头滑动设置在钻杆内。本实用新型采用直接检测法，检测的技术指标即为位于地面以下的钻孔桩的桩身偏移程度。与现有技术中通用的间接检测法相比，本检测方法更直接，可操作性更强，精确度更高。倾角测量探头通过采集钻杆不同深处位置的倾角数据，从而计算各深度处钻杆的偏移值。相对于现有技术中利用单一参数(垂直度)量化桩身偏移程度的方法，本方法可以量化桩体各深度处的偏移程度，精确度更高。

Description

一种钻孔桩偏移检测装置

技术领域

本实用新型涉及工程施工技术领域，尤其是涉及一种钻孔桩偏移检测装置。

背景技术

目前，建筑工程中常常使用钻孔桩用于地基处理、止水帷幕和基坑围护体系，很多成桩机械未配置相应的桩身偏移程度检测及控制装置，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桩身偏移程度。上述检测及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。

上述方法均存在以下缺陷：①无法直接测量钻孔桩钻进桩身偏移程度。②通过检测及推测获得的桩身偏移程度计算值简化为垂直度一个参数，无法完全量化各深度处的偏移程度。即现有技术中的检测精度低，往往导致成桩垂直度不佳、搭接范围达不到预期要求等现象，影响工程质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻孔桩偏移检测装置，以解决现有技术中存在的检测精度低的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的钻孔桩偏移检测装置包括钻杆和倾角测量探头；所述钻杆内部中空，所述倾角测量探头设置在所述钻杆内部，用于测量所述钻杆的倾斜角度。

进一步地，所述倾角测量探头滑动设置在所述钻杆内，使得所述倾角测量探头能够在所述钻杆内部上下移动。

进一步地，所述倾角测量探头包括测量杆和倾角传感器；所述测量杆与所述钻杆平行设置，所述倾角传感器设置在所述测量杆上。

进一步地，所述倾角测量探头包括引导件；所述引导件与所述测量杆连接，用于引导所述测量杆沿着所述钻杆的内壁上下滑动。

进一步地，所述引导件包括滑杆和位于所述滑杆两端的滑轮；所述滑杆与所述测量杆连接；两个所述滑轮均能够在所述钻杆的内壁上滑动。

进一步地，所述引导件包括弹簧；所述滑杆与所述测量杆交叉设置且转动连接；两个所述滑轮端部之间的距离在水平面内的投影大于所述钻杆的内径；所述弹簧的两端分别连接所述滑杆和所述测量杆；所述弹簧用于向所述滑杆施力以使所述滑杆朝向水平状态旋转。

进一步地，所述钻杆的内壁上设置有滑槽；所述滑轮在所述滑槽内滑动。

进一步地，所述倾角测量探头还包括缓冲垫；所述缓冲垫设置在所述测量杆的底部。

进一步地，本实用新型还包括读数仪和控制线缆；所述倾角测量探头通过所述控制线缆与所述读数仪电连接。

进一步地，所述倾角测量探头还包括电路板和插座；所述电路板设置在所述测量杆内部；所述倾角传感器与所述电路板电连接；所述电路板通过所述插座与所述控制线缆电连接

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的钻孔桩偏移检测装置，采用直接检测法，检测的技术指标即为位于地面以下的钻孔桩的桩身偏移程度。与现有技术中通用的间接检测法(检测的技术指标为地面以上钻杆垂直度，间接推测地面以下的桩身偏移程度)相比，本检测方法更直接，可操作性更强，精确度更高。倾角测量探头通过采集钻杆不同深处位置的倾角数据，从而计算各深度处钻杆的偏移值，而假定钻杆顶部为不动点，各深度的绝对偏移值为该深度处上方各深度范围的相对偏移值的和。相对于现有技术中利用单一参数(垂直度)量化桩身偏移程度的方法，本方法可以量化桩体各深度处的偏移程度，精确度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的钻孔桩偏移检测装置的结构示意图；

图2为图1所示的钻孔桩偏移检测装置中的倾角测量探头的结构示意图；

图3为图1所示的钻孔桩偏移检测装置中钻杆和倾角测量探头配合的结构示意图。

附图标记：

1-钻头；2-叶片；3-导向架；

4-钻杆；5-动力装置；6-立柱；

7-斜撑；8-行走机构；9-倾角测量探头；

10-控制线缆；11-读数仪；12-滑轮；

13-测量杆；14-滑杆；15-滑槽；

16-电路板；17-缓冲垫；18-插座；

19-倾角传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

如图1至图3所示，本实施例提供的钻孔桩偏移检测装置包括钻杆4和倾角测量探头9；钻杆4内部中空，倾角测量探头9设置在钻杆4内部，用于测量钻杆4的倾斜角度。

本实施例提供的钻孔桩偏移检测装置包括钻杆4和倾角测量探头9，倾角测量探头9位于钻杆4内，在使用时，钻杆4向下钻进并位于设计深度，钻杆4内的倾角测量探头9直接测量钻杆4的倾斜角度，通过倾斜角度计算钻杆4的偏移程度，即在此深度范围内的相对偏移值为深度范围内的钻杆4长度与倾斜角度正弦值的积。本实施例提供的钻孔桩偏移检测装置采用直接检测法，检测的技术指标即为位于地面以下的钻孔桩的桩身偏移程度。与现有技术中通用的间接检测法(检测的技术指标为地面以上钻杆垂直度，间接推测地面以下的桩身偏移程度)相比，本检测方法更直接，可操作性更强，精确度更高。

在上述实施例的基础上，进一步地，倾角测量探头9滑动设置在钻杆4内，使得倾角测量探头9能够在钻杆4内部上下移动。在使用时，当钻杆4位于预设深度后，将倾角测量探头9放入钻杆4 内部并逐渐向下滑动，在滑动过程中，倾角测量探头9通过采集钻杆4不同深处位置的倾角数据，从而计算各深度处钻杆4的偏移值，而假定钻杆4顶部为不动点，各深度的绝对偏移值为该深度处上方各深度范围的相对偏移值的和。相对于现有技术中利用单一参数 (垂直度)量化桩身偏移程度的方法，本方法可以量化桩体各深度处的偏移程度，精确度更高。

具体地，倾角测量探头9包括测量杆13和倾角传感器19；测量杆13与钻杆4平行设置，倾角传感器19设置在测量杆13上。使用时，将测量杆13在钻杆4内部滑动从而实现倾角传感器19对钻杆4各深度处的倾角测量。

进一步地，倾角测量探头9包括引导件；引导件与测量杆13 连接，用于引导测量杆13沿着钻杆4的内壁上下滑动。通过引导件的引导，测量杆13在钻杆4内可稳定地在钻杆4内滑动，更便于使用和测量。

其中，引导件可以为多种形式，例如：引导件包括滑块，滑块固定在测量杆13上，在滑动过程中，滑块抵接在测量杆13的内壁上，从而引导测量杆13的滑动。优选地，引导件包括滑杆14和位于滑杆14两端的滑轮12；滑杆14与测量杆13连接；两个滑轮12 均能够在钻杆4的内壁上滑动。在测量杆13向下滑动过程中，两个滑轮12在钻杆4的内壁上滑动从而引导测量杆13的滑动，滑轮 12在钻杆4内壁滚动可减小引导件与钻杆4之间的摩擦力，更便于测量杆13顺畅滑动。

在上述实施例的基础上，进一步地，引导件包括弹簧；滑杆14 与测量杆13交叉设置且转动连接；两个滑轮12端部之间的距离在水平面内的投影大于钻杆4的内径；弹簧的两端分别连接滑杆14 和测量杆13；弹簧用于向滑杆14施力以使滑杆14朝向水平状态旋转。由于两滑轮12之间的距离在水平面内的投影大于钻杆4的内径，因此当滑杆14位于水平状态时，两滑轮12的两端位于钻杆4 的外部。在使用时，由于滑杆14与测量杆13交叉设置，将测量杆 13放入钻杆4内部时，滑杆14能够进入钻杆4内，由于弹簧对滑杆14施力使得弹簧保持水平状态，在进入钻杆4内后，由于弹簧的作用力，使得滑杆14上的滑轮12紧密贴在钻杆4的内壁上，从而进一步提高滑动过程中的稳定性。

优选地，钻杆4的内壁上设置有滑槽15；滑轮12在滑槽15 内滑动。滑轮12与滑槽15配合使得滑轮12在滑槽15内稳定滑动，起到引导定向作用，滑动过程更加稳定。优选地，两个滑槽15的连线通过钻杆4的圆心，即两个滑槽15位于钻杆4的同一直径上。

在上述实施例的基础上，进一步地，倾角测量探头9还包括缓冲垫17；缓冲垫17设置在测量杆13的底部，缓冲垫17用于缓冲与土体接触时产生的冲击力。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例还包括读数仪11 和控制线缆10；倾角测量探头9通过控制线缆10与读数仪11电连接。其中，控制线缆10内部包括用于供电的电缆及用于数据传输的数据线，控制线缆10具有一定的强度及刚度，可在倾角测量探头9及自身的重力荷载作用下维持正常的功能。

进一步地，倾角测量探头9还包括电路板16和插座18；电路板16设置在测量杆13内部；倾角传感器与电路板16电连接；电路板16通过插座18与控制线缆10电连接，实现对倾角传感器19 和电路版供电以及完成电路板16与读数仪11间的数据交换。结构简单，便于制造安装。优选地，插座18处设置密封圈，密封圈可使钻杆4内的水和泥沙等物质无法进入测量杆13。

本实用新型的钻孔桩偏移检测装置中的钻杆4作为钻机的钻杆 4使用，钻杆4的外壁可设置有叶片2，钻机还包括钻头1、导向架3、动力装置5、立柱6、斜撑7、行走机构8等。

作为一个具体的实施例：一个长度为30m深的钻孔桩布设在的相互搭接的钻孔桩排桩内。组装钻孔桩钻机，钻机采用的钻杆4为含滑槽15的钻杆4。利用钻机将钻孔桩钻头1钻进至设计深度。利用控制线缆10将倾角测量探头9沿钻杆4上的滑槽15，自上而下放至钻杆4底部。每次下放两个滑杆14的距离p(通常取0.5m)，利用读数仪11读存一次倾角测量探头9测得的倾角值数据，第i次测得的平行于滑杆14轴线方向的倾角值记作(a+)_i，垂直于滑杆14 轴线方向的倾角值记作(β+)_i，直至下放至钻杆4底部，上拉控制线缆10将倾角测量探头9提至钻杆4顶部。为消除倾角传感器19 自身可能存在的零点漂移，将倾角测量探头9在水平面上旋转180°，再一次自上而下放至钻杆4底部。每次下放两个滑轮12杆的距离p，利用读数仪11读存一次倾角测量探头9测得的倾角值数据，第i次测得的平行于滑杆14轴线方向的倾角值记作(a-)_i，垂直于滑杆14 轴线方向的倾角值记作(β-)_i直至下放至钻杆4底部，上拉控制线缆10将倾角测量探头9提至钻杆4顶部。将钻杆4顶部中心点设置为不动点，利用测得的钻杆4各深度处倾角值，自上而下计算钻孔桩桩身的偏移程度。

深度为pi处的平行于滑轮12杆轴线方向的倾角值a_i为：

a_i＝[(a+)_i+(a-)_i]/2。

深度为pi处的垂直于滑轮12杆轴线方向的倾角值β_i为：

β_i＝[(β+)_i+(β-)_i]/2。

深度为pi处的平行于滑轮12杆轴线方向的偏移值s_i为：

深度为pi处的平行于滑轮12杆轴线方向的偏移值n_i为：

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，包括钻杆和倾角测量探头；

所述钻杆内部中空，所述倾角测量探头设置在所述钻杆内部，用于测量所述钻杆的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，所述倾角测量探头滑动设置在所述钻杆内，使得所述倾角测量探头能够在所述钻杆内部上下移动。

3.根据权利要求1所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，所述倾角测量探头包括测量杆和倾角传感器；所述测量杆与所述钻杆平行设置，所述倾角传感器设置在所述测量杆上。

4.根据权利要求3所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，所述倾角测量探头包括引导件；所述引导件与所述测量杆连接，用于引导所述测量杆沿着所述钻杆的内壁上下滑动。

5.根据权利要求4所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，所述引导件包括滑杆和位于所述滑杆两端的滑轮；所述滑杆与所述测量杆连接；两个所述滑轮均能够在所述钻杆的内壁上滑动。

6.根据权利要求5所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，所述引导件包括弹簧；所述滑杆与所述测量杆交叉设置且转动连接；两个所述滑轮端部之间的距离在水平面内的投影大于所述钻杆的内径；所述弹簧的两端分别连接所述滑杆和所述测量杆；所述弹簧用于向所述滑杆施力以使所述滑杆朝向水平状态旋转。

7.根据权利要求5所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，所述钻杆的内壁上设置有滑槽；所述滑轮在所述滑槽内滑动。

8.根据权利要求3所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，所述倾角测量探头还包括缓冲垫；所述缓冲垫设置在所述测量杆的底部。

9.根据权利要求3所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，还包括读数仪和控制线缆；所述倾角测量探头通过所述控制线缆与所述读数仪电连接。

10.根据权利要求9所述的钻孔桩偏移检测装置，其特征在于，所述倾角测量探头还包括电路板和插座；所述电路板设置在所述测量杆内部；所述倾角传感器与所述电路板电连接；所述电路板通过所述插座与所述控制线缆电连接。