CN108360579A - 钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置及方法，涉及桥梁钢管桩施工领域，该装置包括框架和多个沿所述框架底部横向排列且呈间隔设置的感应组件，所述框架上设有用以起吊所述框架的钢索，且所述框架的底部连接有用于测量框架放入钢管桩桩孔深度的测量绳；所述感应组件包括套管及位于所述套筒内并能够伸缩的防水管，所述防水管的末端设有用于感应孔底土塞顶面的限位开关，且每个感应组件中的限位开关均对应连接一指示灯。本发明能够对桩孔孔底的土塞顶面标高和沉渣厚度进行有效测量。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁钢管桩施工领域，具体涉及一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置和一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量方法。
背景技术
钢管桩具有强度高、刚度大、抗冲击性能佳、能承受较大的水平力、抗震性能好、便于插打成斜桩等诸多优点，因而被广泛用于跨江及沿海区域桥梁的建设。为提高钢管桩承载力，钢管插打到位后，需要在钢管内取土，并在土塞顶面灌注一定高度的混凝土，以增强桩的承载力，尤其是桩端的承载力，从而有效提高钢管桩抵抗地震力和船舶撞击的能力，但是，若灌注混凝土前孔底沉渣过厚，桩底便会存在一个软弱夹层，从而对桩端承载力的发挥造成不利影响。
同时，混凝土灌注后还需进行桩底压浆，以进一步提高桩端承载力，减少钢管桩的沉降。桩底压浆是指在混凝土达到一定强度后通过之前预埋的压浆管路将浆液以一定压力压入到桩底来加固桩端土层，压浆管路底部留有注浆孔，在混凝土强度较低的时候应向管路内通入压力水，将包裹注浆孔的混凝土冲裂，形成通路以便注入浆液。如果土塞顶面不平整、起伏过大，下放压浆管架时，压浆管局部搁在土塞顶面凸起的地方，很可能造成压浆管损坏，如果灌注混凝土前孔底沉渣过厚，压浆管不能完全下到位，可能导致注浆孔周围的混凝土过厚，无法用水裂开形成通路，桩底压浆也随之失败。
因此，土塞顶面平整度及沉渣厚度的准确量测是影响钢管桩施工质量的关键问题之一，对于土塞平整度目前国内还没有有效的测量方法，对于沉渣厚度的量测，现有的方法也存在一些不足。目前对于沉渣厚度的测量主要有测绳(重锤)检测法、取样桶/盒检测法和沉渣测定仪检测法，测绳法精度较低，测量结果随个人感觉而异；取样桶检测法不适用于长钢管桩(钢管桩使用清水钻工艺，桩长较大时取样桶里的沉渣会在上提的过程中流出)；沉渣测定仪使用类似静力触探的钻头探测沉淀顶面和土塞顶面，价格昂贵，需专人操作，且使用前需进行标定，耗时较多。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置，能够对桩孔孔底的土塞顶面标高和沉渣厚度进行有效测量。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：
框架，所述框架上设有用以起吊所述框架的钢索，且所述框架的底部连接有用于测量框架放入钢管桩桩孔深度的测量绳；
多个沿所述框架底部横向排列且呈间隔设置的感应组件，所述感应组件包括套管及位于所述套筒内并能够伸缩的防水管，所述防水管的末端设有用于感应孔底土塞顶面的限位开关，且每个感应组件中的限位开关均对应连接一指示灯。
在上述技术方案的基础上，所述框架包括多根纵向设置的纵向槽钢，所述感应组件位于所述纵向槽钢末端，且每个纵向槽钢中设有一个感应组件。
在上述技术方案的基础上，所述纵向槽钢的末端横向设有支撑板。
在上述技术方案的基础上，所述防水管的末端设有玻璃胶，所述限位开关位于所述玻璃胶内，所述套管的顶部设有限位块。
在上述技术方案的基础上，所述感应组件还包括设于所述限位开关下方的触板，所述限位开关与所述触板相连。
在上述技术方案的基础上，所述框架的四周安装有弧形钢板，且所述弧形钢板自框架内向外凸出。
本发明还提供一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量方法，其特征在于，包括：
S1：记录钢管桩钻孔完毕时位于桩孔内钻具的长度L1，并测量框架底部至感应组件末端的高度L2；
S2：通过钢索在桩孔内下放框架，当任一感应组件的限位开关的指示灯亮时，记录此时测量绳的长度L3，则该感应组件正对处的土塞顶面的标高为L-L2-L3，其中L为桩孔顶面的标高；
S3：继续下放框架，当其它某一感应组件的限位开关指示灯亮时，记录此时测量绳的长度，计算出该感应组件正对处的土塞顶面的标高，依此类推，直至所有限位开关的指示灯亮。
在上述技术方案的基础上，
S2中，当任一感应组件的限位开关的指示灯亮时，该感应组件正对处的沉渣厚度为L1-L2-L3；
S3中，当其它某一感应组件的限位开关指示灯亮时，同时计算出该感应组件正对处的沉渣厚度。
在上述技术方案的基础上，当感应组件的限位开关接触土塞顶面时，限位开关闭合，该感应组件对应的指示灯亮。
在上述技术方案的基础上，当某一感应组件接触土塞顶面，指示灯亮后，继续下放框架，则该感应组件的防水管缩回套管内。
与现有技术相比，本发明的优点在于：可同时对桩孔孔底的土塞顶面标高和沉渣厚度进行测量，有效提高测量效率，方便后续的施工，且适用于超长钢斜桩，同时采用限位开关感应的方式感应土塞顶面进行土塞顶面标高和沉渣厚度的测量，测量结果精确，且整体结构简单，成本低廉，且操作简单，极大地提升了施工测量效率。
附图说明
图1为本发明一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置的结构示意图；
图2为限位开关的结构示意图；
图3为限位开关缩回套筒内的示意图。
图中：1-框架，2-钢索，3-测量绳，4-感应组件，5-纵向槽钢，6-弧形钢板，7-套筒，8-防水管，9-限位开关，10-支撑板，11-玻璃胶，12-限位块，13-触板，14-指示灯，15-取土面，16-沉渣。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明提供一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置，用于对钢管桩孔底的土塞顶面平整度和钢管桩孔底的沉渣16厚度进行测量，在实际测量时，本发明的测量装置下放到钢管桩桩孔中。在钻孔时，随着钻具的转动，钻下的泥土与水形成混合物，大部分残渣会在清孔时通过钻具的排渣管排出桩孔外，但清孔完成后仍有部分残渣会悬浮在孔内水中，之后会再次沉积在孔底成沉渣16，导致土塞顶面起伏不平，取土面15以下为未扰动的土体，取土面15以上为沉渣16，沉渣16的顶面即为土塞顶面。本发明的测量装置包括框架1和多个沿框架1底部横向排列且呈间隔设置的感应组件4。
框架1上设有用以起吊框架1的钢索2，通过钢索2下放框架1到桩孔中的下方，框架1的底部连接有用于测量框架1放入钢管桩桩孔深度的测量绳3，具体的，测量绳3测得的为框架1底部至桩孔顶面的距离。
感应组件4包括套管及位于套筒7内并能够伸缩的防水管8，防水管8的末端设有用于感应孔底土塞顶面的限位开关9，且每个感应组件4中的限位开关9均对应连接一指示灯14，在框架1下放的过程中，在重力的作用下，防水管8向套筒7外伸出，当限位开关9接触土塞顶面时，指示灯14亮，之后继续下放框架1，该限位开关9受力后防水管8缩回套筒7内，从而对限位开关9进行保护，防止限位开关9***到土塞中而被破坏，对于防水管8在套筒7内的伸缩量，可根据实际情况进行设计。在实际操作时，每个限位开关9的指示灯14均位于桩孔外。
具体的，框架1是由槽钢和角钢焊接而成的框架1结构，框架1包括多根纵向设置的纵向槽钢5和多根横向设置的钢件，感应组件4位于纵向槽钢5末端，且每根纵向槽钢5上设有一个感应组件4。纵向槽钢5末端向最下方一根横向设置的钢件外伸出，定义最下方一根横向设置的钢件为框架1底部，测量绳3连接在该刚件上。
纵向槽钢5的末端横向设有支撑板10，在继续下放框架1时，支撑板10与土塞顶面接触进行支撑，防止限位开关9***到土塞中。防水管8的末端设有玻璃胶11，限位开关9位于玻璃胶11内，从而对限位开关9进行防水保护。套管的顶部设有限位块12，以便于对防水管8的伸缩量进行调整。感应组件4还包括设于限位开关9下方的触板13，限位开关9与触板13相连，通过触板13与土塞接触，从而触发限位开关9，以增加限位开关9的灵敏度。框架1的四周安装有弧形钢板6，且弧形钢板6自框架1内向外凸出，方便框架1在桩孔中的上下移动。
本发明的钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置，整体结构简单，且成本造价较低，使用便捷，有效降低操作难度。
本发明还提供一种使用上述测量装置的钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量方法，包括：
S1：记录钢管桩钻孔完毕时位于桩孔内钻具的长度L1，并测量框架1底部至感应组件4末端的高度L2，即在自然下垂状态下，感应组件4末端与测量框架1底部间的高度，感应组件4末端为触板13，测量框架1底部为框架1上最下方的一根横向设置的钢件。钢管桩孔桩一般采用平底钻头钻孔取土，当钻孔完成时，钻具在钻孔内的长度即为钻孔的桩孔深度，也为记录到的长度L1，由于采用平底钻头钻孔，钻头下面为未扰动的土体，且整个取土面15是平整的，未扰动的土体上方为沉渣16。钻孔完毕后从钻孔中取出钻具。
S2：通过钢索2在桩孔内下放框架1，当任一感应组件4的限位开关9的指示灯14亮时，记录此时测量绳3的长度L3，则该感应组件4正对处的土塞顶面的标高为L-L2-L3，该感应组件4正对处的沉渣16厚度为L1-L2-L3，其中L为桩孔顶面的标高。使用卷扬机连接钢索2，进行框架1的下放，具体的，下方框架1时，刚开始使用卷扬机快速下放框架1，当下放到感应组件4快接近土塞时，通过桩孔口处设置的导链缓慢下方框架1。框架1下降的同时，在桩孔口，测量绳3进行放线，故随着框架1的下方，测量绳3的长度变化。当感应组件4的限位开关9接触土塞顶面时，限位开关9闭合，该感应组件4对应的指示灯14亮。由于土塞的顶面是凹凸不平的，此时其它感应组件4还未接触土塞，故其它感应组件4的指示灯14为熄灭状态。
S3：继续下放框架1，当其它某一感应组件4的限位开关9指示灯14亮时，记录此时测量绳3的长度，计算出该感应组件4正对处的土塞顶面的标高和该感应组件4正对处的沉渣16厚度，依此类推，直至所有限位开关9的指示灯14亮，表明所有感应组件4对应处的土塞顶面标高和沉渣16厚度测量完毕。即在继续下放框架1的过程中，当下一个感应组件4的指示灯14亮时，说明该感应组件4接触到了该感应组件4正对处的土塞顶面，故通过上述类似公式计算出该处土塞顶面标高和沉渣16厚度，依此类推，下放框架1，测得下一个感应组件4正对处土塞顶面标高和沉渣16厚度。
通过上述方式，便可测得每个感应组件4正对处土塞顶面标高和沉渣16厚度，根据以上测得的数据便可大致描绘出土塞顶面的大致轮廓，从而计算出土塞顶面的平整度。为提高测量的精度，可增加感应组件4的个数，这样便可测得土塞上的多处顶面标高和多处沉渣16厚度。待测得土塞顶面的平整度和沉渣16厚度后，即可根据计算判断是否可进行后续的混凝土浇筑及桩底压浆施工。
当某一感应组件4接触土塞顶面，指示灯14亮后，继续下放框架1，则该感应组件4的防水管8缩回套管内，对感应组件4进行保护，且不会对框架1的继续下放造成阻碍，方便框架1的下方。
本发明的钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量方法，可同时对桩孔孔底的土塞顶面标高和沉渣16厚度进行测量，有效提高测量效率，方便后续的施工，同时采用限位开关9感应的方式感应土塞顶面进行土塞顶面标高和沉渣16厚度的测量，多个限位开关9进行感应，精确测得土塞顶面轮廓，测量结果精确，且整体结构简单，成本低廉，且操作简单，极大地提升了施工测量效率。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量测量装置，其特征在于，包括：
框架(1)，所述框架(1)上设有用以起吊所述框架(1)的钢索(2)，且所述框架(1)的底部连接有用于测量框架(1)放入钢管桩桩孔深度的测量绳(3)；
多个沿所述框架(1)底部横向排列且呈间隔设置的感应组件(4)，所述感应组件(4)包括套管及位于所述套筒(7)内并能够伸缩的防水管(8)，所述防水管(8)的末端设有用于感应孔底土塞顶面的限位开关(9)，且每个感应组件(4)中的限位开关(9)均对应连接一指示灯(14)。
2.如权利要求1所述的一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置，其特征在于：所述框架(1)包括多根纵向设置的纵向槽钢(5)，所述感应组件(4)位于所述纵向槽钢(5)末端，且每个纵向槽钢(5)中设有一个感应组件(4)。
3.如权利要求2所述的一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置，其特征在于：所述纵向槽钢(5)的末端横向设有支撑板(10)。
4.如权利要求1所述的一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置，其特征在于：所述防水管(8)的末端设有玻璃胶(11)，所述限位开关(9)位于所述玻璃胶(11)内，所述套管的顶部设有限位块(12)。
5.如权利要求4所述的一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置，其特征在于：所述感应组件(4)还包括设于所述限位开关(9)下方的触板(13)，所述限位开关(9)与所述触板(13)相连。
6.如权利要求1所述的一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量装置，其特征在于：所述框架(1)的四周安装有弧形钢板(6)，且所述弧形钢板(6)自框架(1)内向外凸出。
7.一种使用权利要求1所述测量装置的钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量方法，其特征在于，包括：
S1：记录钢管桩钻孔完毕时位于桩孔内钻具的长度L1，并测量框架(1)底部至感应组件(4)末端的高度L2；
S2：通过钢索(2)在桩孔内下放框架(1)，当任一感应组件(4)的限位开关(9)的指示灯(14)亮时，记录此时测量绳(3)的长度L3，则该感应组件(4)正对处的土塞顶面的标高为L-L2-L3，其中L为桩孔顶面的标高；
S3：继续下放框架(1)，当其它某一感应组件(4)的限位开关(9)指示灯(14)亮时，记录此时测量绳(3)的长度，计算出该感应组件(4)正对处的土塞顶面的标高，依此类推，直至所有限位开关(9)的指示灯(14)亮。
8.如权利要求7所述的一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量方法，其特征在于：
S2中，当任一感应组件(4)的限位开关(9)的指示灯(14)亮时，该感应组件(4)正对处的沉渣(16)厚度为L1-L2-L3；
S3中，当其它某一感应组件(4)的限位开关(9)指示灯(14)亮时，同时计算出该感应组件(4)正对处的沉渣(16)厚度。
9.如权利要求7所述的一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量方法，其特征在于：当感应组件(4)的限位开关(9)接触土塞顶面时，限位开关(9)闭合，该感应组件(4)对应的指示灯(14)亮。
10.如权利要求9所述的一种钢管桩孔底土塞顶面平整度和沉渣厚度测量方法，其特征在于：当某一感应组件(4)接触土塞顶面，指示灯(14)亮后，继续下放框架(1)，则该感应组件(4)的防水管(8)缩回套管(7)内。
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Application publication date: 20180803 |
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