[发明专利]高精度灌注桩桩孔沉渣厚度测量技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基础工程中灌注桩桩孔沉渣厚度的测量技术，主要用于实现高层建筑、桥梁、港口码头、以及高速铁路等大型基础工程中的灌注桩孔的沉渣厚度检测。

背景技术

随着我国工程建设的蓬勃发展，灌注桩基础在高层建筑、桥梁、港口码头、以及高速铁路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工程形式。灌注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、清孔困难，孔底容易出现沉渣现象。孔底沉渣的厚度直接影响桩孔的承载力，因此桩孔在灌注混凝土之前必须对沉渣厚度进行测量，确定桩孔底的沉渣厚度是否达到规范要求。

沉渣测量的方法主要有测锤法、电阻率法、电容法、声波法等。其中测锤法是直接测量方法，而电阻率法、电容法、声波法等是间接测量方法。

间接测量方法受到测量条件和环境的影响。如目前使用最多的电阻率法，是根据不同桩孔中介质的导电性的差异，如泥浆和沉渣具有不同的导电性能，通过测量介质电阻率变化曲线确定沉渣的厚度。因此，该方式的基本条件是泥浆与沉渣存在较明显的电阻率差异，但某些环境中如海底施工中水分的电阻率很小，则不适宜使用电阻率法测量。电容法、声波法等也有使用环境条件的限制。

目前常用的直接方法是测锤法：用底面为φ40mm、质量为1kg的重锤，顶端系上测绳慢慢沉入桩孔中，凭操作人员的手感判断沉渣的顶面位置，由此得出已知的桩孔深度值与测绳上的深度值之差即为沉渣厚度值。由于测锤法测量需要靠人的手感来判断沉渣顶面位置，易产生人为误差；另一方面沉渣位置深度值通过测绳量取，而测绳的长短、松紧以及读数都会产生误差，使得测锤法测量沉渣厚度的精确度较低、误差较大。

本发明基于模拟人工测锤测量沉渣厚度的原理，采用机械装置和电子测量相结合的自动控制技术，既没有间接测量存在的问题，也克服了直接测量测锤法的人为和测绳误差，提高了测量精确度和可靠性，适用于沉渣厚度小于250毫米的准确测量。

发明内容

本发明是一种高精度灌注桩桩孔沉渣厚度测量技术，其基本原理是采用与人工测锤法一样大小和质量的测锤，改变测量方式，用电子测量技术实现沉渣厚度的测量。由测锤、探针、连接机构等机械装置和电子传感测量器件、测量电路等组成位移测量系统，其中测锤与滑动杆相连，而且在垂直方向能上下自由活动。垂直放置时，测锤底面与探针底端在同一水平面，也即同一高度位置。实施沉渣厚度测量时，整个测量系统由电缆相接，下到桩孔中；在下放过程中，当测锤底面接触到桩孔沉渣面后停止运动，而测锤旁边的探针由于井下仪器的自身重量能继续探入沉渣中，而与探针连接的固定杆上方安装的震动装置，能辅助探针有效探入沉渣到达基底。与测锤相连的滑动杆上方和与探针连接的固定杆内部安装有位移测量装置的二部份即位移传感器B和位移传感器A，位移传感器A与B之间相对移动使位移测量装置产生相应的电讯号，测量电路通过位置判断与计算，将结果通过电缆传输到地面计算机存贮、显示，实现沉渣厚度高精度测量，且测量精度达0.002m。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的测量系统结构原理图。

图1中：(1)电缆连接头，(2)测量电路，(3)震动装置，(4)探针固定杆，(5)位移传感器A，(6)位移传感器B，(7)滑动杆，(8)探针，(9)测锤。

具体实施方式

电缆与测量系统电缆连接头(1)连接后，由地面绞车下放到灌注桩桩孔中。下放过程中，当测锤(9)接触到沉渣面后，遇到阻力，由于滑竿作用而停止运动；而探针(8)由于井下仪器的自身重量作用，继续探入沉渣中。

当沉渣较稠时，对探针的阻尼很大，使探针不能探到到基底；而震动装置(3)的震动，使探针(8)也产生震动，使周围的沉渣由于震动而稀疏，保证探针(8)能探到基底。

当测锤(9)停止运动时，安装在与测锤相连的滑动杆(7)顶端的位移传感器B(6)也停止移动，但安装在与探针(8)连接的固定杆(4)内部的位移传感器A(5)随测量系统继续下移，与位移传感器B(6)产生相对位移。

测量电路(2)通过传感器A和B的讯号可以判断出位移值的变化并得出最终值，此最终值即为沉渣厚度，将最终值通过电缆传输到地面计算机存贮、显示，实现沉渣厚度测量。

选用适当的位移传感装置，测量精度可以达到0.002m，实现沉渣厚度高精度测量。