一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置及方法制造方法及图纸

一种灌注桩的混凝土

【技术实现步骤摘要】
一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置及方法


[0001]本专利技术属于混凝土检测
，具体涉及一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置及方法。

技术介绍

[0002]随着高层建筑的增加，地下空间纵深方向的逐渐加深，桩基础得到了广泛应用。混凝土灌注桩具备承载力高，地层适应性广等技术优势，已成为主要的桩基础形式之一。在国内上海、天津等以混凝土灌注桩作为基础承力构件的软土地区，为保证大型桩基设备具备足够的地基承载力，往往需先施工混凝土灌注桩，而后进行基坑开挖。桩基空钻长度通常较长，一般在5米以上，灌注混凝土过程中，由于浮浆层的影响，在地下5米以下精准定位混凝土灌注面位置是很困难的，存在超灌现象。在基坑开挖后，超灌混凝土部分需要被凿除，如混凝土超灌高度控制不利，既浪费混凝土、增加成本，又耗费工时延误工期及污染环境。这对混凝土灌注高度的精确控制提出了挑战。
[0003]目前，在施工现场测量钻孔灌注桩标高的方法主要有测锤法和插筋法，虽然两种方法操作简便，但都取决于工作人员的经验，不依靠设备辅助，这增加了混凝土灌面控制的不确定性，实际作业也证明这两种方法往往存在超灌现象，为后续工程造成成本和难度的增加。
[0004]为满足监测技术的自动化和高效性，越来越多工程师开始从混凝土的物性参数入手监测界面动态进而控制混凝土灌注标高。中国专利CN201410833047.6利用水、泥浆和混凝土的电阻抗差别，通过测量混凝土界面的电性能差异检测是否达到设计标高，但由于施工方式造成泥浆和混凝土上下翻动、混凝土浮浆和带有骨料的混凝土的电参数接近等原因，得不到稳定、易于区分混凝土界面的有效电阻抗差别系数。为解决此问题，中国专利CN201911338295.2公开了一种力电互补的超灌检测装置，电参数法与力参数法优势互补，互相验证，克服电参数法的不稳定性和力参数法的设备回收率低等缺陷，但方法并未将电参数法和力参数法完全结合起来，只是先后的验证关系。中国专利CN201711369589.2公开了一种通过测量叶轮在不同介质中的阻力矩来控制混凝土灌面标高的装置，但此装置由于连杆机构需要预先测定，不适合设计标高距离自然地面较深的钻孔，设备较笨拙。
[0005]目前，囿于成本过高，操作性较差，很少有设备能投入大量使用。因而，研制一种成本低、可控性好、精度高、利于施工现场操作的测量监测装置，准确控制混凝土超灌高度是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]基于上述技术问题，本专利技术提出一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置及方法，提供了一种利用动能和电能之间的能量转化，通过简易的电动装置带动转杆转动，将动能传递给位于磁场中的闭合导体，最终利用闭合导体在磁场中转动产生的电流信号变化来实时监测混凝土灌注界面变化的装置。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置，所述装置包括壳体、电动装置、磁生电装置、电流信号监测装置和电动机校验装置，所述壳体内设有电动装置和磁生电装置，所述电动装置为依次连接的电动机、转杆、叶片，所述磁生电装置包括闭合导体、磁铁，所述闭合导体与转杆相连，所述闭合导体设置于磁铁围成的磁场内，所述磁生电装置与电流信号监测装置相连，所述电动机与电动机校验装置相连。
[0008]进一步地，所述壳体上下两端分别设有密封胶垫。
[0009]一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测方法，采用混凝土-泥浆界面检测装置，检测步骤如下：标定：确定灌注停止时的标定电流大小，正式灌注前，进行探头的校验：给电动机提供额定功率，使转杆转动，分别将探头叶片置于空气、与实际工作现场等效密度的泥浆和混凝土中，分别观测三种情况下电流监测装置中的电流变化，当三种情况下电流稳定值出现差异时探头有效工作，并将置于混凝土中的稳定电流读数作为混凝土灌注停止的标定电流值；下放钢筋笼：将混凝土-泥浆界面检测装置安装在钢筋笼上，下放钢筋笼至探头安装处，即混凝土桩设计桩顶标高位置，将检测装置捆扎在钢筋笼对应的位置处；混凝土灌注：使用料斗、套筒灌注混凝土，在混凝土灌注的过程中，给检测装置提供额定功率，观测叶片处于空气、泥浆、泥浆和混凝土混合液、混凝土介质中万用表中电流的变化，当电流未达到标定电流的范围内，重复上述过程；停止灌注：当万用表所测电流值达到标定值范围内，此时停止灌注混凝土；所述混凝土-泥浆界面检测装置包括壳体、电动装置、磁生电装置、电流信号监测装置和电动机校验装置，所述壳体内设有电动装置和磁生电装置，所述电动装置为依次连接的电动机、转杆、叶片，所述磁生电装置包括闭合导体、磁铁，所述闭合导体与转杆相连，所述闭合导体设置于磁铁围成的磁场内，所述磁生电装置与电流信号监测装置相连，所述电动机与电动机校验装置相连。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的优点与效果在于：1、原理简单，成本低。本专利技术摒弃复杂的原理，通过不同介质对叶片的旋转阻力差异和简易磁生电装置进行动能和电能的相互转换，进而将以往设计中复杂的力矩计算转换成电流变化的观测，降低装置的制造成本，可适用于大规模的钻孔灌注桩工程，经济效益可观，可推广应用，达到工程实际应用的目的。
[0011]2、灵敏度高，准确性好。本专利技术利用磁生电时导体切割磁感线的转速不同产生的电流差异，反应叶片受到的介质阻力不同。实践证明，当叶片在不同介质中转动时，电流变化明显，区分度较高，因而可以通过电流变化反应介质的差异。
[0012]3、精准定位，降低工程成本。本专利技术叶片位置正好位于桩顶设计标高处，可以准确控制钻孔的灌注高度，降低混凝土用量，减少混凝土弃块量，降低工程成本。
[0013]4、仪器轻便、适用范围广。本专利技术将电机和磁生电装置统一安装在壳体中制作成探头，再通过导线与电信号监测系统连接，可适用于自然地面与设计桩顶标高距离较大的施工环境。本专利技术预设电流阈值适应不同泥浆配方和不同标号的混凝土，拓宽了监测范围。
附图说明
[0014]图1为本专利技术鉴别混凝土界面检测探头的结构示意图；图2为本专利技术实施例的说明示意图；图3为本专利技术中电信号监测和电动机校验装置电路图。
[0015]图中：1-壳体、2-电动机、3-闭合导体、4-磁铁、5-转杆、6-叶片、7-电流信号监测和电动机电流校验装置、8-钢筋笼、9-料斗、10-套筒。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的上述目的明确、特征突出和优势明显，下面将结合本专利技术中的附图，对专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。需要说明的是，本专利技术附图采用简化形式示意图，并未使用精确的比例作图，仅用于简单地、清晰地表达本专利技术的实施例。
[0017]本专利技术包括一种包含壳体、电动装置、简易磁生电装置、电流信号监测装置和电动机校验装置的装置。
[0018]作为优选，所述壳体内部设有电动装置和磁生电装置。所述电动装置将电机、转杆和叶片连接，磁生电装置与所示电流信号监测装置连接。所述壳体、电动装置、磁生电装置和转动叶片构成一个检测探头。
[0019]作为优选，所述叶片与转杆底部连接，主要目的是为了通过所述电动装置带动叶片转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置，其特征在于：所述装置包括壳体（1）、电动装置、磁生电装置、电流信号监测装置和电动机校验装置，所述壳体（1）内设有电动装置和磁生电装置，所述电动装置为依次连接的电动机（2）、转杆（5）、叶片（6），所述磁生电装置包括闭合导体（3）、磁铁（4），所述闭合导体（3）与转杆（5）相连，所述闭合导体（3）设置于磁铁（4）围成的磁场内，所述磁生电装置与电流信号监测装置相连，所述电动机（2）与电动机校验装置相连。2.根据权利要求1所述的一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置，其特征在于：所述壳体（1）上下两端分别设有密封胶垫。3.一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测方法，其特征在于：采用混凝土-泥浆界面检测装置，检测步骤如下：标定：确定灌注停止时的标定电流大小，正式灌注前，进行探头的校验：给电动机提供额定功率，使转杆转动，分别将探头叶片置于空气、与实际工作现场等效密度的泥浆和混凝土中，分别观测三种情况下电流监测装置中的电流变化，当三种情况下电流稳定值出现差异时探头有效...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏艳军，张广超，魏彦京，王新有，王浩旭，孟乾峰，王园，尹志伟，刘小贺，辛全明，
申请(专利权)人：中国建筑东北设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：