CN2737947Y - 桩孔孔径检测仪 - Google Patents

Abstract

一种用于建筑基础工程中测量灌注桩孔径的检测仪器。它由压力补偿器、束缚盒、打开盒、密封筒和伞形机械臂等组成；伞形机械臂在内部弹簧和外力的作用下自动张开和合拢；伞形机械臂为四个，围绕密封筒均匀分布，固定在密封筒上，由压力补偿器与密封筒内的滑动电位器相连；四个机械臂与密封筒固定处加内弹簧，内弹簧施加力使机械臂张开与灌注桩孔壁接触，跟踪灌注桩孔径沿四个机械臂方向的变化；灌注桩孔径的变大和变小使机械臂张开或收拢，从而导致在密封筒内与机械臂相连的滑动电位器的电阻值发生变化；测量这种变化，通过计算即可得到桩孔孔径值。其基本结构见摘要附图。

Description

桩孔孔径检测仪

所属技术领域

本实用新型涉及一种桩孔孔径测量仪器，尤其是建筑基础工程中桩孔的孔径检测的实用仪器。

背景技术

目前，工程建设事业蓬勃发展。桩基础在高层建筑、桥梁、重型厂房、港口码头、海上采油平台、以及核电站等大型工程中广泛采用，已成为工程建设中最重要的一种基础形式。桩基础工程的质量直接关系到整个工程建设的安危。桩基础通常在地下或水下，施工程序复杂、技术要求高、施工难度大，容易出现质量问题，因此桩基础工程的质量检测特别重要。桩基础最直接的形式是灌注桩孔，灌注桩孔最重要的质量要求之一是孔径是否达到设计要求。现在桩孔孔径的检测是采用超声波检测仪，其基本原理是放入桩孔中的超声仪产生一定频率的电脉冲并同时打开记时门，电脉冲放大后由发射换能器转换成超声波并射入桩孔内的泥浆中向孔壁方向传播，当声波穿过泥浆到达孔壁后，由于泥浆的声阻抗小于孔壁土层介质的声阻抗，声波从孔壁产生发射，反射波经过泥浆传播后被接收换能器接收，超声仪在接收到第一个超声波信号后记时门关闭并记录下声波从发射到接收所经过的时间，该时间就是声波在孔内泥浆中的传播时间，依据泥浆的声波速度，计算出桩孔孔径。这种检测方法的决定因素是泥浆对超声波的衰减及泥浆的声阻抗与孔壁土层介质的声阻抗的差别。实际中，桩孔中泥浆对超声波的衰减较大，而且泥浆的声阻抗与孔壁土层介质的声阻抗的差别较小，因此超声波衰减大、在孔壁界面反射小，超声波检测仪的接收换能器可能接收不到有效的超声波信号，造成检测困难；而在无泥浆的桩孔中，超声波检测仪不能使用。特别是随着重大工程的增多和工程施工技术的进步，桩孔孔深不断增加、孔径不断加大，泥浆密度在桩孔的不同深度存在较大的差异，使得超声波检测仪的应用更加困难。

发明内容

为了克服现有超声波桩孔径检测仪对泥浆密度及泥浆的声阻抗与孔壁土层介质的声阻抗的差别的依赖性、在深孔中受泥浆密度不均匀的影响，及在无泥浆的桩孔中不能使用的问题，本实用新型提出一种桩孔孔径检测仪，该检测仪不仅与桩孔中泥浆密度、泥浆的声阻抗、孔壁土层介质的声阻抗无关，而且可以在无水的桩孔中使用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用机械臂伸展的方式来测量孔径，由机械臂的伸展带动滑动电位器的变化，测量滑动电位器的输出，即可计算孔径。具体方案为：灌注桩孔径仪前端有四条机械臂、机械臂可在内部弹簧和外力的作用下自动张开和合拢，犹如一把自动伞，即机械臂采用伞形结构。孔径仪放入桩孔中后，机械臂自然张开并以一定的压力与桩孔壁接触，孔径变大则机械臂张开角也变大，孔径缩小则孔壁压迫机械臂收拢，则机械臂的张开角变小，四条机械臂组成两组正交分别测量两个方向的孔径值，取平均作为测点的孔径。当将桩孔孔径仪从孔底提升至孔口，随着孔径的变化，机械臂犹如一把尺子可测量出桩孔不同深度的孔径。

在灌注桩孔径仪机械臂连接体密封筒内安装有滑动电位器，机械臂随孔径的变化张开和合拢，滑动电位器的触点位置也发生相应的移动导致电阻值的改变，当供给滑动电位器以恒定电流时，孔径的变化则转化为电压值的变化，就可以采用下列公式计算出实际孔径值。

$\mathrm{\φ}={\mathrm{\φ}}_0+k\·\frac{\mathrm{\ΔV}}{I}$

式中：φ为测量孔径；φ₀为起始孔径；ΔV为电压变化；I为供电电流；k为标定系数。

本实用新型的有益效果是：测量结果仅与孔径大小有关，而与孔中的物质无关；机械臂与滑动电位器结合，结构简单，测量可靠。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是桩孔孔径检测仪结构图。

图2是桩孔孔径监测仪滑动电位器连接图。

图1中：1.通用电缆连接头、2.密封筒、3.提手环、4.压力补偿器、5.伞形机械臂、6.支柱、7.连杆、8.束缚盒、9.打开盒、10.下井电缆。

图2中：11、12.恒流源供电端，13、14.信号测量端，15、16、17、18.机械臂连接的滑动电位器。

具体实施方式

在图1中，通用电缆连接头(1)用来连接下井电缆(10)，通过提手环(3)用于把桩孔孔径检测仪放入桩孔中，使整个仪器重量全由下井电缆(10)承受，密封筒(2)内装有测量机构滑动电位器，其下端的压力补偿器(4)用耐油橡胶制成，且与密封筒(2)贯通，其中注满变压器油，仪器在井下使用时，虽测量腿会扩张和收缩但因内外压力始终保持平衡，泥浆不会侵入密封筒内，保证滑动电位器正常工作。仪器有四条测量孔径大小的伞形机械臂(5)，平时由束缚盒(8)收紧，仪器下井时束缚盒(8)沉到打开盒(9)底部，伞形机械臂(5)由打开盒(9)约束，到孔底后，通过下井电缆(10)抖动桩孔孔径检测仪，使打开盒(9)在重力作用下离开伞形机械臂(5)，伞形机械臂(5)张开与孔壁接触，测量孔经。

在图2中，孔径测量伞形机械臂(5)能将两个正交方向的孔径值由连着的四个滑动电位器检测出来。每个机械臂对应连接一个滑动电位器(15)、(16)、(17)、(18)，当在(11)、(12)端供给恒定电流时，机械臂的伸张和收拢引起滑动电位器触点位置的变化，从而使电压输出端(13、14)的电压输出值(ΔV)发生变化，通过测量(ΔV)的变化值，计算出桩孔孔径值。

Claims (2)

1.一种桩孔孔径检测仪，四个伞形机械臂的伸展和收拢带动密封筒内与伞形机械臂相连的滑动电位器触点位置的变化，其特征是：采用内部弹簧和外力的作用使伞形机械臂自动张开和合拢，伞形机械臂与密封筒内的滑动电位器相连，伞形机械臂的伸展和收拢带动滑动电位器触点位置变化。

2.根据权利要求1所述的桩孔孔径检测仪，其特征是一个或多个可伸展和收拢的伞形机械臂的结构。

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