CN111271052A - 用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体是一种用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置；其特征是：包括脉冲式测距仪、带有刻度的伸缩杆、外接显示器、三脚架、指北针、刻度盘、指针盘和圆水准器；其中，带有刻度的伸缩杆垂直设置在三脚架的底部中央，刻度盘和指针盘相互重叠并水平地布设在三脚架的顶部中央，在指针盘上分别设置指北针和圆水准器，所述脉冲式测距仪水平地布设在伸缩杆的底部，通过4G模块与外界显示器进行数据无线传输；本组合装置的适用范围广，能适用于各种桩孔的测量，即使灌注桩在深度范围内存在不同方向上的偏移也能保证数据的精度；同时，本装置可根据各桩深范围内的桩径数据，利用软件能生成较为精准的三维图，对后续的施工具有较大的指导意义。

Description

用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置及方法

技术领域

本发明涉及工程施工领域，具体是一种用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置及方法。

背景技术

混凝土灌注桩桩长较大，一般可达十几米乃至更大，施工过程中桩孔的垂直度及直径的控制极为重要。现场检测垂直度最常用的方法是线锤检测法，一般将线锤贴着桩口边缘下放到底部，以肉眼观测各深度的孔壁距垂线的距离，此法虽然操作方便、用材简易，但检测结果受人为因素影响大，准确性较差，且当桩长过长时，人眼已不可见；现场检测桩径最常用的方法是直接测量孔口的直径，此法虽快捷，但以孔口的直径代替整个桩的直径，误差较大。

铅锤法的局限性，引起了大批施工技术人员对灌注桩垂直度测量的研究探讨，由孙聪、张勇等在专利“CN105927213A 一种钻孔灌注桩成孔垂直度精准测量装置及其测量方法”中提出的利用光电测距仪测量垂直度的装置具有一定的代表性。该装置包括三脚架和设置在三脚架顶部的圆盘，圆盘的底部沿其直径处安装有轨道，轨道上滑动安装有激光发射及接收器，激光发射及接收器沿着轨道匀速运动且垂直向下发射激光信号并接收遇到钻孔边界被垂直向上反射的激光信号，同时测量激光发射器在轨道上的移动距离，利用直角三角形的定理计算出桩的垂直度。该发明相比于传统铅锤法测量具有较大的优势，但仍存在较多不足：

1、适用范围较窄。若灌注桩在深度范围内存在不同方向上的偏移，垂直向下的激光无法探查到整个桩，测量数据的准确性有待考证；

2、仪器的精度较低。未架设反射镜的脉冲式测距仪相比于有反射镜的测距仪的测量数据的精度有所下降，且随着测量距离的增大而降低，通常灌注桩的桩深可达到十几米，仪器的精度难以保证；

3、测量数据单一。该仪器仅能实现垂直度的测量，而灌注桩的质量控制要点通常有桩深、桩径及垂直度。

4、不能实现桩倾斜地理方向的确定。现场施工时，检测往往与后期的返工是分开的，若是不能精确的记录下桩倾斜的地理方位，将给后期的返工造成一定的困难；

5、根据测量数据不能形成桩的精确三维模型。若是能有一套仪器测量出较为精确的数据，后期利用软件拟合成桩的三维图，无疑对返工方案具有极大的指导意义。

故当前的技术手段还未能很好的解决灌注桩的测量检测问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、操作简便但测量结果准确的用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置，包括脉冲式测距仪、带有刻度的伸缩杆、外接显示器、三脚架、指北针、刻度盘、指针盘和圆水准器；其中，带有刻度的伸缩杆垂直设置在三脚架的底部中央，刻度盘和指针盘相互重叠并水平地布设在三脚架的顶部中央，在指针盘上分别设置指北针和圆水准器，所述脉冲式测距仪水平地布设在伸缩杆的底部，通过4G模块与外界显示器进行数据无线传输；其中，

脉冲式测距仪：用固体激光器作光源并发射高频的脉冲激光；向目标瞄准后不用反射器即可接收目标体产生的激光漫反射进行测距，适用于无法安装反射镜的桩孔内的测量；所述测距仪固定在伸缩杆端部，伸缩杆另一端固定在指针盘上；本脉冲式测距仪中加入了4G数据模块，用以进行数据的无线传输；

伸缩杆：用以控制测距仪在桩孔内的下降与上升；伸缩杆上印有刻度，用以测量孔深；

指针盘：指针盘上设有一个固定指针、一个指北针与一个圆水准器；圆水准器用于仪器精平；指北针用于确定正北方向；固定指针的指向与测距仪的射线方向平行；

所述固定指针、伸缩杆、测距仪均固定在指针盘上，指针盘以轴承方式与刻度盘连接，刻度盘上刻有“0~360度”刻度；当测距仪转动一定的角度时，指针也会随之转动相应的角度，计算指针盘转动前与转动后固定指针的度数差值，可较为精确的确定测距仪的转动角度，与指北针对比，即可确定此刻测距仪射线的地理方位，从而确定桩孔垂直度偏差方向；

显示器：用以接收脉冲式测距仪传输的数据，并进行保存与处理；

三脚架：用于整个装置的架设。

所述用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置的使用方法，包括

步骤1、将三角支架固定在桩孔四周，并使伸缩杆处于桩孔中心位置；

步骤2、调节三角支架高度，利用圆水准器精平；

步骤3、转动指针盘，使指针盘上指针与指北针重合，并记录下此时指针在刻度盘上的度数，此时脉冲式测距仪测量南北方向桩径；

步骤4、调节伸缩杆，使测距仪匀速下降至桩底，在下降过程中，测得若干数据，通过外接显示器将数据拟合，得到该桩在深度方向的曲线；

步骤5、下降至桩底时，伸缩杆上可读出桩的深度；

步骤6、转动指针盘，可调节测距仪的方向，将调整后的指针在刻度盘上的度数与正北方向刻度盘度数对比，确定测距仪测量的方向；

步骤7、分析数据与拟合图，可进一步确定每个位置的桩径、垂直度以及倾斜方向。

本组合装置的适用范围广，能适用于各种桩孔的测量，即使灌注桩在深度范围内存在不同方向上的偏移也能保证数据的精度；同时，本装置可根据各桩深范围内的桩径数据，利用软件能生成较为精准的三维图，对后续的施工具有较大的指导意义。

附图说明

图1为本装置的结构示意图。

图2为通过本装置的使用后而描绘出的桩孔界面图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

如图1所示，一种用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置，包括脉冲式测距仪1、带有刻度的伸缩杆2、外接显示器3、三脚架4、指北针5、刻度盘6、指针盘7和圆水准器8；其中，带有刻度的伸缩杆2垂直设置在三脚架4的底部中央，刻度盘6和指针盘7相互重叠并水平地布设在三脚架4的顶部中央，在指针盘7上分别设置指北针5和圆水准器8，所述脉冲式测距仪1水平地布设在伸缩杆2的底部，通过4G模块与外界显示器3进行数据无线传输；其中，

脉冲式测距仪1：用固体激光器作光源并发射高频的脉冲激光；向目标瞄准后不用反射器即可接收目标体产生的激光漫反射进行测距，适用于无法安装反射镜的桩孔内的测量；所述测距仪固定在伸缩杆2端部，伸缩杆2另一端固定在指针盘7上；本脉冲式测距仪1中加入了4G数据模块，用以进行数据的无线传输；

伸缩杆：用以控制测距仪在桩孔内的下降与上升；伸缩杆2上印有刻度，用以测量孔深；

指针盘：指针盘7上设有一个固定指针、一个指北针5与一个圆水准器8；圆水准器8用于仪器精平；指北针5用于确定正北方向；固定指针的指向与测距仪的射线方向平行；

所述固定指针、伸缩杆2、测距仪均固定在指针盘7上，指针盘7以轴承方式与刻度盘6连接，刻度盘6上刻有“0~360度”刻度；当测距仪转动一定的角度时，指针也会随之转动相应的角度，计算指针盘7转动前与转动后固定指针的度数差值，可较为精确的确定测距仪的转动角度，与指北针5对比，即可确定此刻测距仪射线的地理方位，从而确定桩孔垂直度偏差方向；

显示器：用以接收脉冲式测距仪传输的数据，并进行保存与处理；

三脚架：用于整个装置的架设。

所述用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置的使用方法，包括

步骤1、将三角支架固定在桩孔四周，并使伸缩杆处于桩孔中心位置；

步骤2、调节三角支架高度，利用圆水准器精平；

步骤3、转动指针盘，使指针盘上指针与指北针重合，并记录下此时指针在刻度盘上的度数，此时脉冲式测距仪测量南北方向桩径；

步骤4、调节伸缩杆，使测距仪匀速下降至桩底，在下降过程中，测得若干数据，通过外接显示器将数据拟合，得到该桩在深度方向的曲线，如图2所示；

步骤5、下降至桩底时，伸缩杆上可读出桩的深度；

步骤6、转动指针盘，可调节测距仪的方向，将调整后的指针在刻度盘上的度数与正北方向刻度盘度数对比，确定测距仪测量的方向；

步骤7、分析数据与拟合图，可进一步确定每个位置的桩径、垂直度以及倾斜方向。

本组合装置及其使用方法与现有技术相比所具有的优点或积极效果：

1、测量内容更丰富：一套仪器可完成桩深、桩径、垂直度三项数据的测量；

2、测量数据更精确：利用光电测距技术代替肉眼观测，测量数据的精度能达到毫米级；

3、能确定桩孔偏移方向：指北针与度盘配合，能较为精确的测量桩孔偏移的地理方位，方便数据记录以及后续返工；

4、测量数据更多：伸缩杆下放一次至孔底，测距仪能完成整个桩深两个方向的桩径测量，旋转指针盘即可测得各个方向的数据；

5、数据处理更简单高效：测距仪通过4G模块将所测得数据无线传输给显示器，显示器将接收的数据进行保存与处理，并生成曲线图，提前设置好各项测量数据的允许误差，即可将理论数据与实际测量数据的曲线图进行对比，形象直观的显示出来。

6、适用范围广，本发明能适用于各种桩孔的测量，即使灌注桩在深度范围内存在不同方向上的偏移也能保证数据的精度；

7、根据各桩深范围内的桩径数据，利用软件能生成较为精准的三维图，对后续的施工具有较大的指导意义。

Claims (2)

1.一种用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置，其特征是：包括脉冲式测距仪、带有刻度的伸缩杆、外接显示器、三脚架、指北针、刻度盘、指针盘和圆水准器；其中，带有刻度的伸缩杆垂直设置在三脚架的底部中央，刻度盘和指针盘相互重叠并水平地布设在三脚架的顶部中央，在指针盘上分别设置指北针和圆水准器，所述脉冲式测距仪水平地布设在伸缩杆的底部，通过4G模块与外界显示器进行数据无线传输；其中，

脉冲式测距仪：用固体激光器作光源并发射高频的脉冲激光；向目标瞄准后不用反射器即可接收目标体产生的激光漫反射进行测距，适用于无法安装反射镜的桩孔内的测量；所述测距仪固定在伸缩杆端部，伸缩杆另一端固定在指针盘上；本脉冲式测距仪中加入了4G数据模块，用以进行数据的无线传输；

伸缩杆：用以控制测距仪在桩孔内的下降与上升；伸缩杆上印有刻度，用以测量孔深；

指针盘：指针盘上设有一个固定指针、一个指北针与一个圆水准器；圆水准器用于仪器精平；指北针用于确定正北方向；固定指针的指向与测距仪的射线方向平行；

所述固定指针、伸缩杆、测距仪均固定在指针盘上，指针盘以轴承方式与刻度盘连接，刻度盘上刻有“0~360度”刻度；当测距仪转动一定的角度时，指针也会随之转动相应的角度，计算指针盘转动前与转动后固定指针的度数差值，可较为精确的确定测距仪的转动角度，与指北针对比，即可确定此刻测距仪射线的地理方位，从而确定桩孔垂直度偏差方向；

显示器：用以接收脉冲式测距仪传输的数据，并进行保存与处理；

三脚架：用于整个装置的架设。

2.权利要求1所述用于桩深、桩径及桩孔垂直度测量的组合装置的使用方法，其特征是：包括

步骤1、将三角支架固定在桩孔四周，并使伸缩杆处于桩孔中心位置；

步骤2、调节三角支架高度，利用圆水准器精平；

步骤3、转动指针盘，使指针盘上指针与指北针重合，并记录下此时指针在刻度盘上的度数，此时脉冲式测距仪测量南北方向桩径；

步骤4、调节伸缩杆，使测距仪匀速下降至桩底，在下降过程中，测得若干数据，通过外接显示器将数据拟合，得到该桩在深度方向的曲线；

步骤5、下降至桩底时，伸缩杆上可读出桩的深度；

步骤6、转动指针盘，可调节测距仪的方向，将调整后的指针在刻度盘上的度数与正北方向刻度盘度数对比，确定测距仪测量的方向；

步骤7、分析数据与拟合图，可进一步确定每个位置的桩径、垂直度以及倾斜方向。

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