[發明專利]高精度灌注樁樁孔沉渣厚度測量技術

在審

• 申請號: 201310111540.2
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN104074207A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 沈幼文
• 申請（專利權）人: 上海昌吉地質儀器有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;G01B7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種基礎工程中灌注樁樁孔沉渣厚度的測量技術，主要用于實現高層建筑、橋梁、港口碼頭、以及高速鐵路等大型基礎工程中的灌注樁孔的沉渣厚度檢測。

背景技術

隨著我國工程建設的蓬勃發展，灌注樁基礎在高層建筑、橋梁、港口碼頭、以及高速鐵路等大型工程中廣泛采用，已成為工程建設中最重要的一種基礎工程形式。灌注樁基礎通常在地下或水下，施工程序復雜、技術要求高、施工難度大、清孔困難，孔底容易出現沉渣現象。孔底沉渣的厚度直接影響樁孔的承載力，因此樁孔在灌注混凝土之前必須對沉渣厚度進行測量，確定樁孔底的沉渣厚度是否達到規范要求。

沉渣測量的方法主要有測錘法、電阻率法、電容法、聲波法等。其中測錘法是直接測量方法，而電阻率法、電容法、聲波法等是間接測量方法。

間接測量方法受到測量條件和環境的影響。如目前使用最多的電阻率法，是根據不同樁孔中介質的導電性的差異，如泥漿和沉渣具有不同的導電性能，通過測量介質電阻率變化曲線確定沉渣的厚度。因此，該方式的基本條件是泥漿與沉渣存在較明顯的電阻率差異，但某些環境中如海底施工中水分的電阻率很小，則不適宜使用電阻率法測量。電容法、聲波法等也有使用環境條件的限制。

目前常用的直接方法是測錘法：用底面為φ40mm、質量為1kg的重錘，頂端系上測繩慢慢沉入樁孔中，憑操作人員的手感判斷沉渣的頂面位置，由此得出已知的樁孔深度值與測繩上的深度值之差即為沉渣厚度值。由于測錘法測量需要靠人的手感來判斷沉渣頂面位置，易產生人為誤差；另一方面沉渣位置深度值通過測繩量取，而測繩的長短、松緊以及讀數都會產生誤差，使得測錘法測量沉渣厚度的精確度較低、誤差較大。

本發明基于模擬人工測錘測量沉渣厚度的原理，采用機械裝置和電子測量相結合的自動控制技術，既沒有間接測量存在的問題，也克服了直接測量測錘法的人為和測繩誤差，提高了測量精確度和可靠性，適用于沉渣厚度小于250毫米的準確測量。

發明內容

本發明是一種高精度灌注樁樁孔沉渣厚度測量技術，其基本原理是采用與人工測錘法一樣大小和質量的測錘，改變測量方式，用電子測量技術實現沉渣厚度的測量。由測錘、探針、連接機構等機械裝置和電子傳感測量器件、測量電路等組成位移測量系統，其中測錘與滑動桿相連，而且在垂直方向能上下自由活動。垂直放置時，測錘底面與探針底端在同一水平面，也即同一高度位置。實施沉渣厚度測量時，整個測量系統由電纜相接，下到樁孔中；在下放過程中，當測錘底面接觸到樁孔沉渣面后停止運動，而測錘旁邊的探針由于井下儀器的自身重量能繼續探入沉渣中，而與探針連接的固定桿上方安裝的震動裝置，能輔助探針有效探入沉渣到達基底。與測錘相連的滑動桿上方和與探針連接的固定桿內部安裝有位移測量裝置的二部份即位移傳感器B和位移傳感器A，位移傳感器A與B之間相對移動使位移測量裝置產生相應的電訊號，測量電路通過位置判斷與計算，將結果通過電纜傳輸到地面計算機存貯、顯示，實現沉渣厚度高精度測量，且測量精度達0.002m。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1是本發明的測量系統結構原理圖。

圖1中：(1)電纜連接頭，(2)測量電路，(3)震動裝置，(4)探針固定桿，(5)位移傳感器A，(6)位移傳感器B，(7)滑動桿，(8)探針，(9)測錘。

具體實施方式

電纜與測量系統電纜連接頭(1)連接后，由地面絞車下放到灌注樁樁孔中。下放過程中，當測錘(9)接觸到沉渣面后，遇到阻力，由于滑竿作用而停止運動；而探針(8)由于井下儀器的自身重量作用，繼續探入沉渣中。

當沉渣較稠時，對探針的阻尼很大，使探針不能探到到基底；而震動裝置(3)的震動，使探針(8)也產生震動，使周圍的沉渣由于震動而稀疏，保證探針(8)能探到基底。

當測錘(9)停止運動時，安裝在與測錘相連的滑動桿(7)頂端的位移傳感器B(6)也停止移動，但安裝在與探針(8)連接的固定桿(4)內部的位移傳感器A(5)隨測量系統繼續下移，與位移傳感器B(6)產生相對位移。

測量電路(2)通過傳感器A和B的訊號可以判斷出位移值的變化并得出最終值，此最終值即為沉渣厚度，將最終值通過電纜傳輸到地面計算機存貯、顯示，實現沉渣厚度測量。

選用適當的位移傳感裝置，測量精度可以達到0.002m，實現沉渣厚度高精度測量。