CN217637470U - 一种深基坑旋喷桩施工实时监测系统 - Google Patents

Abstract

一种深基坑旋喷桩施工实时监测系统，包括桩机、钻杆、水泥浆系统和空压机；桩机设置在待施工的旋喷桩一侧，桩机的钻杆通过桩机吊设在待施工的旋喷桩的正上方；钻杆为双重注浆管，钻杆上部安装有抗震型倾角传感器，在钻杆的底部设置有同轴双喷嘴；水泥浆系统和空压机均设在靠近待施工的旋喷桩的位置处；在水泥浆系统与钻杆的外管之间连接有高压胶管；高压胶管上安装有水泥浆流量传感器；空压机通过管道与钻杆的内管连接；在水泥浆系统和空压机上均安装有监测系统；监测系统与抗震型倾角传感器、水泥浆流量传感器之间分别信号连接。本实用新型解决了传统的旋喷桩施工过程中压力骤然上升、钻孔偏斜和旋喷作业中注浆量控制不到位的技术问题。

Description

一种深基坑旋喷桩施工实时监测系统

技术领域

本实用新型属于建筑施工技术领域，特别涉及一种深基坑旋喷桩施工实时监测系统。

背景技术

随着超高层建筑的规模越来越大，建筑高度越来越高，基坑也向深方向发展，复杂地质条件下的基坑支护施工是深基坑施工的重要难点之一，基坑支护工程施工质量控制就尤为重要，旋喷桩施工过程中压力骤然上升、钻孔偏斜、旋喷作业中注浆量控制不到位等是旋喷桩作业常见的质量通病。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种深基坑旋喷桩施工实时监测系统，要解决传统的旋喷桩施工过程中压力骤然上升、钻孔偏斜和旋喷作业中注浆量控制不到位的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种深基坑旋喷桩施工实时监测系统，包括有桩机、钻杆、水泥浆系统和空压机；所述桩机设置在待施工的旋喷桩一侧，并且桩机的钻杆通过桩机吊设在待施工的旋喷桩的正上方；所述钻杆为双重注浆管，在钻杆的上部安装有抗震型倾角传感器，在钻杆的底部设置有同轴双喷嘴；所述水泥浆系统和空压机均设置在靠近待施工的旋喷桩的位置处；在水泥浆系统与钻杆的外管之间连接有高压胶管；所述高压胶管上安装有水泥浆流量传感器；所述空压机通过管道与钻杆的内管连接；在水泥浆系统和空压机上均安装有监测系统；所述监测系统与抗震型倾角传感器、水泥浆流量传感器之间分别信号连接。

优选的，所述抗震型倾角传感器包括有倾角传感器和传感器保护壳；所述传感器保护壳为矩形立体结构，并且在传感器保护壳的一侧面上开设有开口；在传感器保护壳的外表面上间隔设置有与钻杆向连接的固定端；所述倾角传感器安装在传感器保护壳的内部空腔中，在倾角传感器的每个侧面与传感器保护壳对应的侧壁之间连接有减震弹簧。

优选的，所述水泥浆系统包括有水泥浆存储装置和高压泵。

优选的，所述旋喷桩的背土面一侧设置有地连墙。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果。

1、本实用新型的深基坑旋喷桩施工实时监测系统，可对旋喷钻机倾斜角度、旋喷作业注浆量、注浆压力、旋喷钻机旋转速度和旋喷钻机提升速度等进行全阶段电子化监控；随着基坑深度的增加，桩机钻杆倾斜角度对底部桩位置的影响越来越大，通过在桩机上增加高精度抗震型倾角传感器，可在施工过程中加大对桩机倾斜角度的监控、提高测量精度，可随时把握钻机的倾斜情况，控制钻孔的成型角度，提高了施工质量，保证旋喷桩的垂直度，更好的达到了止水防护的目的。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是本实用新型中旋喷桩设置在地连墙一侧的结构示意图。

图2是本实用新型的深基坑旋喷桩施工实时监测系统的结构示意图。

图3是本实用新型中抗震型倾角传感器的结构示意图。

图4是本实用新型中抗震型倾角传感器连接在钻杆上的结构示意图。

附图标记：1－桩机、2－钻杆、3－水泥浆系统、4－空压机、5－旋喷桩、6－抗震型倾角传感器、6.1－倾角传感器、6.2－传感器保护壳、6.3－固定端、6.4－减震弹簧、6.5－连接板、7－同轴双喷嘴、8－高压胶管、9－水泥浆流量传感器、10－管道、11－监测系统、12－地连墙、13－开口。

具体实施方式

如图1-4所示，这种深基坑旋喷桩施工实时监测系统，包括有桩机1、钻杆2、水泥浆系统3和空压机4；所述桩机1设置在待施工的旋喷桩5一侧，并且桩机1的钻杆2通过桩机1吊设在待施工的旋喷桩5的正上方；所述钻杆2为双重注浆管，在钻杆2的上部安装有抗震型倾角传感器6，在钻杆2的底部设置有同轴双喷嘴7；所述水泥浆系统3和空压机4均设置在靠近待施工的旋喷桩5的位置处；在水泥浆系统3与钻杆2的外管之间连接有高压胶管8；所述高压胶管8上安装有水泥浆流量传感器9；所述空压机4通过管道10与钻杆2的内管连接；在水泥浆系统3和空压机4上均安装有监测系统11；所述监测系统11与抗震型倾角传感器6、水泥浆流量传感器9之间分别信号连接。

本实施例中，所述抗震型倾角传感器6包括有倾角传感器6.1和传感器保护壳6.2；所述传感器保护壳6.2为矩形立体结构，并且在传感器保护壳6.2的一侧面上开设有开口13；在传感器保护壳6.2的外表面上间隔设置有与钻杆2向连接的固定端6.3；所述倾角传感器6.1安装在传感器保护壳6.2的内部空腔中，在倾角传感器6.1的每个侧面与传感器保护壳6.2对应的侧壁之间连接有减震弹簧6.4，从而达到减震的效果。

本实施例中，采用抗震型倾角传感器6实时测量纠偏，倾角传感器6.1本身具备一定的抗震性能，在倾角传感器6.1本身抗震性能的基础上，加设传感器保护壳6.2用于保护倾角传感器6.1，并且传感器保护壳6.2用于将倾角传感器6.1连接在钻杆2上。

本实施例中，所述固定端6.3呈半圆形或者呈L形。

本实施例中，所述减震弹簧6.4的两端分别连接有连接板6.5；所述减震弹簧6.4通过连接板6.5与两侧的倾角传感器6.1和传感器保护壳6.2连接。

本实施例中，所述监测系统11通过接收到水泥浆流量传感器9检测水泥浆的流量数据，结合旋喷桩提升的速度，确定旋喷桩成桩质量。每隔半小时采集一次数据，施工人员采集数据后发送至技术人员计算机，进行统计分析。

本实施例中，所述水泥浆系统3包括有水泥浆存储装置和高压泵。

本实施例中，所述旋喷桩5的背土面一侧设置有地连墙12。

本实施例中，所述钻杆2上安装有速度传感器，用以测量钻杆2的旋转速度及钻杆2提升速度；所述速度传感器与监测系统11之间信号连接，将收集的数据传递给监测系统11。

本实用新型在钻杆2的上部安装抗震型倾角传感器6，用于实时监测旋喷桩垂直度，经过监测系统11收集处理数据，分析数据；将钻杆2的倾斜度控制在施工方案规定的范围内；同时，本实用新型在高压胶管8上安装水泥浆流量传感器9，用于收集水泥浆系统3的压力与注浆量，并传递给监测系统11；监测系统11实时收集和处理倾斜度、注浆压力、注浆量、钻杆2的旋转速度及钻杆2提升速度的数据，实时监控判断施工中是否出现注浆量过大、桩身倾斜等问题，如果出现问题及时发现，及时向施工人员发出警示，立即提醒通知相关责任人员处理，从而保证旋喷桩的施工质量。同时，收集的信息也可用于旋喷桩施工记录资料中相关数据的填写，为现场施工提供准确有效的影像资料。

本实施例中，所述水泥浆流量传感器9设置高压胶管8上、靠近入浆口一侧的位置处。

这种深基坑旋喷桩施工实时监测系统的施工方法，包括步骤如下。

步骤一，放线定位，首先采用全站仪根据图纸在现场放出旋喷桩5的桩位，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机1准确就位。

步骤二，桩机1就位，安装高精度的抗震型倾角传感器6：采用起重机悬吊桩机1到达指定桩位附近，利用桩机1底部的步履装置，缓慢移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机1，使桩机1水平，将导向架和钻杆2与地面垂直设置，导向架和钻杆2的倾斜率小于0.5%；对不符和垂直度要求的钻杆2进行调整，直到钻杆2的垂直度达到要求；为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于2cm。

步骤三，钻进成孔：钻进过程中为防止塌孔采用泥浆护壁，黏土泥浆容重一般为1.1～1.25g/cm3；且钻进过程中随时注意地层变化，对孔深、塌孔、漏浆等情况，要详细记录。

步骤四，插钻杆2：在钻杆2插入桩孔的过程中，为防止泥砂堵塞同轴双喷嘴，同轴双喷嘴边射水、边插钻杆2，水压力一般不超过1MPa，至设计标高后停止钻进。

步骤五，水泥浆系统3按照施工方案要求配合比配置水泥浆液，高压胶管8上安装水泥浆流量传感器9；连接入监测系统11，进行信息收集；水泥浆液配置，旋喷桩5的浆液，采用P.O 42.5R水泥，浆液水灰比0.8～1.2，保证每米水泥用量，保证有效桩径；搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前；喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出；水泥浆通过高压胶管8送到旋转振动桩机1的喷管内，最后射出。

步骤六，喷射注浆，在钻杆2中插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升钻杆2，提升速度为120～250mm/min，直至设计标高顶时停止喷浆，在桩顶原位转动2min，保证桩顶密实均匀。

步骤七，冲洗，喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞；管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

Claims (4)

1.一种深基坑旋喷桩施工实时监测系统，包括有桩机（1）、钻杆（2）、水泥浆系统（3）和空压机（4）；其特征在于：所述桩机（1）设置在待施工的旋喷桩（5）一侧，并且桩机（1）的钻杆（2）通过桩机（1）吊设在待施工的旋喷桩（5）的正上方；所述钻杆（2）为双重注浆管，在钻杆（2）的上部安装有抗震型倾角传感器（6），在钻杆（2）的底部设置有同轴双喷嘴（7）；所述水泥浆系统（3）和空压机（4）均设置在靠近待施工的旋喷桩（5）的位置处；在水泥浆系统（3）与钻杆（2）的外管之间连接有高压胶管（8）；所述高压胶管（8）上安装有水泥浆流量传感器（9）；所述空压机（4）通过管道（10）与钻杆（2）的内管连接；在水泥浆系统（3）和空压机（4）上均安装有监测系统（11）；所述监测系统（11）与抗震型倾角传感器（6）、水泥浆流量传感器（9）之间分别信号连接。

2.根据权利要求1所述的深基坑旋喷桩施工实时监测系统，其特征在于：所述抗震型倾角传感器（6）包括有倾角传感器（6.1）和传感器保护壳（6.2）；所述传感器保护壳（6.2）为矩形立体结构，并且在传感器保护壳（6.2）的一侧面上开设有开口（13）；在传感器保护壳（6.2）的外表面上间隔设置有与钻杆（2）向连接的固定端（6.3）；所述倾角传感器（6.1）安装在传感器保护壳（6.2）的内部空腔中，在倾角传感器（6.1）的每个侧面与传感器保护壳（6.2）对应的侧壁之间连接有减震弹簧（6.4）。

3.根据权利要求1所述的深基坑旋喷桩施工实时监测系统，其特征在于：所述水泥浆系统（3）包括有水泥浆存储装置和高压泵。

4.根据权利要求1所述的深基坑旋喷桩施工实时监测系统，其特征在于：所述旋喷桩（5）的背土面一侧设置有地连墙（12）。

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