[发明专利]灌注桩施工用混凝土输料导管位置预警悬臂杠杆传感装置

说明书

本发明公开了一种灌注桩施工用混凝土输料导管位置预警悬臂杠杆传感装置，由传感单元100和与传感单元信息连接的显示控制单元200构成；所述传感单元具有悬臂探测片111、测力传感器120和陀螺仪传感器121；由悬臂的开槽探测片及其上作用于测力传感器的顶头116构成一可传递探测片转动力的杠杆传力机构，由陀螺仪测量混凝土输料导管的倾斜角度，本发明装置用来识别水下混凝土灌注桩作业时传感器位置处的介质情况和测量混凝土输料导管倾斜角度，为施工作业提供指导。

技术领域

本发明涉及混凝土灌注的施工技术领域，具体涉及一种灌注桩施工用混凝土输料导管位置预警悬臂杠杆传感装置。

技术背景

在水下灌注混凝土桩的施工过程中，一般采用混凝土输料导管法浇筑，即将混凝土拌合料通过混凝土输料导管下口，进入到初期浇筑的混凝土(作为隔水层)底部，新浇筑的混凝土顶托着初期浇筑的混凝土上升和向周边扩展的水下混凝土浇筑方法。最先灌注的桩底部的混凝土被后续混凝土逐渐顶升到桩头部位，因此水下灌注桩桩头部位的混凝土总是最先灌注的那部分。受桩底沉渣、护壁泥浆、孔壁形状、钢筋笼和桩长的影响，在上升的混凝土顶层会覆盖一定厚度的浆体(泥浆、砂浆、泥土和混凝土混合浆体)，在施工过程中，一定要保证混凝土输料导管出口不能脱离混凝土层，否则泥土混入混凝土，会造成断桩施工事故，所以在目前的施工中，必须每隔半小时测量一次混凝土面的深度，计算混凝土输料导管的节数总长度。得出混凝土输料导管出口位置，保证其埋在混凝土下2—6米。浅管口容易脱离混凝土造成断桩。埋得太深，压力太大，新鲜混凝土下不去，老混凝土时间过长也容易初凝，结果也会造成断桩。另外混凝土输料导管在下放过程中，需要实时测量其倾斜程度，及时调整，避免与钢筋笼碰撞造成损坏。

浇注工程十分紧张，每个环节必须到位。目前无自动化的测量混凝土输料导管深度的方法，依靠检测人员利用重锤等工具全程高度负责测量，劳动强度大，无法保证绝对的可靠施工，一旦造成断桩事故，一般需要挖除、垂钻、垂作。浪费是十分巨大的。

发明内容

鉴于现有技术的缺点，本发明的目的是设计一种灌注桩施工用混凝土输料导管位置预警悬臂杠杆传感装置，使之克服现有技术的缺点。

本发明的目的是通过如下手段实现的。

一种灌注桩施工用混凝土输料导管位置预警悬臂杠杆传感装置，灌注桩施工中固定在对灌注桩型腔浇灌作业的混凝土输料导管的出料口上方适当位置，获取的流体介质信息以确定型腔中混凝土与浆料层分界面的动态位置，其特征在于，由传感单元100和与传感单元信息连接的显示控制单元200构成；所述传感单元的基体110为一具有空腔114的三角体结构，测力传感器12设置在空腔114的顶部；基体三角体的底面通过固定机构置于混凝土输料导管1上；三角体的上侧边设置有悬臂探测片111，其下侧边设置有导流开槽113，悬臂探测片111上的漏槽117和下侧边的导流开槽113与所述空腔连通；悬臂探测片111为一具有折臂片状物，折臂上置有顶向测力传感器受力面的顶头116，悬臂探测片111中部通过铰轴115固定在三角体上，且可绕铰轴115旋转，这样，由悬臂探测片111及其上作用于测力传感器的顶头116以铰轴115为支点构成一可传递探测片转动受力的杠杆传力机构；测力传感器120通过通信线缆将测量值和混凝土输料导管倾斜值传输到显示控制单元200，从而控制和指导灌注桩的施工作业。

进一步地，所述漏槽117和导流开槽113的开槽大小以容许浆料进入而阻挡塑性混凝土中粗骨料进入为准；漏槽117尺度和导流开槽113的开槽尺度小于现场实际塑性混凝土所用粗骨料石子的个体尺度。

进一步地，所述传感单元100的三角体内设置有倾斜度传感器。一般情况下倾斜度传感器可采用陀螺仪传感器121。

测力传感器120和陀螺仪传感器121通过通信线缆将测量值和混凝土输料导管倾斜度值传输到显示控制单元200，控制单元通过分析测量值变化量和倾斜值变化量而识别出传感器位置处的介质情况和混凝土输料导管倾斜情况，从而控制和指导灌注桩的施工作业。