[发明专利]电解率桩孔沉渣测定方法及其装置

说明书

本发明属于以电、磁方法为特征的用于计量深度、厚度的测量方法，特别适用于灌注桩孔底沉渣厚度的测量。

在建筑基础桩采用机械成孔时，孔底经常残存沉渣，有时厚达一米。这些沉渣必需清除，以保证桩基的承载能力能满足设计要求。目前检验孔底沉渣的方法是采用测杆或测锤直接丈量，由于桩孔深度较大，难以测准。近年，国内有一种电阻率测定仪出现，如冶金部建筑研究总院1986年研制的CZ-Ⅱ型沉渣测定仪。

这种电阻率测定仪是利用桩孔内沉渣泥浆与地下水具有不同的电阻率，当测定仪的探头通过水面、接触到沉渣泥浆表面时的电阻值会有很大改变，从而根据探头深入孔内的深度确定沉渣表面的标高;利用探头的自重沉入沉渣中，当沉入动作停止时，认为到达孔底，由此得知探头沉入沉渣底部的标高，计算从沉渣表面到沉渣底部的标高差，即求得沉渣厚度。这种方法的采用，其沉入孔底是依靠探头的自重，因此测量的准确性尚有一些不足。

本发明的目的是提出一种电测新方法，即利用电解率法进行沉渣厚度测定，同时提出一种测定装置，以准确地测得沉渣厚度。

本发明是根据电学原理，当一对极板的几何形状、尺寸及极板间的相对位置固定时，其电容量将正比于介质的介电常数，即介质的电解率。由于不同的介质具有不同的电解率，因此，可以根据电容量的不同来判断介质的不同。试验结果表明，空气、水、沉渣的电解率有明显的差异。本发明利用这一原理测定沉渣表面所在位置，并做成沉渣测定装置。

本发明的电解率桩孔沉渣测定装置由测定器和二次仪表联结以导线所组成。测定器由测定探头、激振器和圆锥形外壳组成。测定探头为一对金属极板，安装在外壳的一端，并以导线联接到二次仪表上，导线上刻有长度尺寸标记。激振器安装在外壳内的另一端，也用导线连接到二次仪表上。二次仪表由沉渣表面位置自动显示器和激振器驱动电源组成。沉渣表面位置自动显示器由振荡器、频率-电压变换器、电压比较器、分压器和指示灯组成。来自测定探头输出端的电容量变化信号（由电解率变化产生），经振荡器转化成频率变化，然后经频率-电压变换器转换成电压信号变化，并输出给电压比较器的一个输入端。电压比较器的另一端接到分压器的输出端，分压器由电位器、电阻和电压源组成，产生可调的电压给定值。当频率-电压变换器输出的电压信号低于电位器的给定值时，电压比较器的输出端为高电位，指示灯亮。反之，电压比较器输出端为低电位，指示灯灭。由于沉渣表面的电容值低于水和空气的电容值，当通过电位器设定的电压值介于沉渣表面与水和空气相对应的电压值之间时，当测试探头接触到沉渣表面时，指示灯亮，从而实现沉渣表面位置的自动显示。由于不同土质的沉渣会产生不同的电压信号，因此，可由电位器设定不同的电压给定值，以适应不同土质情况。

本发明电解率桩孔沉渣测定方法是，先用电解率法测定沉渣表面位置，再用振动下沉探头，测定沉渣底部位置，从而确定沉渣厚度。具体方法是：在桩孔附近地面选一固定标记点，安置二次仪表，将测定器的测定探头导线连接到二次仪表的测试输入端上，将测定器缓缓放入桩孔内，当测定探头接触到沉渣表面时，因沉渣的电解率值突变，沉渣表面位置自动显示器上有明显反应，指示灯亮，将此时导线伸入桩孔的深度作一标记。打开激振器驱动电源，激振器带动测定器振动下沉，旋入沉渣，当下沉动作停止时，即到达沉渣底部，此时导线从前一标记开始继续伸入桩孔的深度，即为沉渣厚度。

本发明与已有的电阻率测定仪比较，当遇到沉渣硬、厚时，测定器能克服阻力，振动下沉到孔底，因此能够准确测出沉渣厚度。

以下结合附图及实施例，对本发明作进一步描述。

图1是电解率桩孔沉渣测定方法及其装置图。

图2是沉渣表面位置自动显示器原理图。

由图可见，用尼龙材料制作一外壳圆柱形、长300mm，直径100mm的测定器1，在其一端成锥形处安装两块极板，极板面积40×10mm，极板间距13mm，构成测定探头2，在测定器的另一端里面安装一个20W激振器3。将测定探头2用刻有长度标记的导线4连接到二次仪表5的沉渣表面位置自动显示器6上，沉渣表面位置自动显示器由振荡器8、频率-电压变换器9、电压比较器10、分压器11和指示灯12组成。其中分压器11由电位器13、电阻14和电压源15组成。将激振器3用导线连接到激振器驱动电源7上。如此构成整个桩孔沉渣测定装置。

当测定某一桩孔内沉渣厚度时，将测定器放入桩孔内，手持导线将测定器徐徐放入。当测定探头由含有泥浆的水中进入到沉渣表面时，沉渣表面位置自动显示器上有突然变化，指示灯亮，此时记下导线上长度标记。启动激振器驱动电源，测定器振动下沉，当测定器下沉停止时，再记下导线上的长度标记，两次导线上标记的长度差值即为沉渣厚度。