单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，它的探头内设有流体密度传感器和多个气液专用超声传感器，线架架设在桩孔口，线架上安装收放线盘、深度计数滑轮和卫星定位传感器，成孔检测主机的流体密度信号输入端连接流体密度传感器的流体密度信号输出端，成孔检测主机控制各个气液专用超声传感器发射超声信号，各个气液专用超声传感器将反射的超声信号传输给成孔检测主机，电缆总线缠绕在收放线盘上并由收放线盘控制收放线，深度计数滑轮用于对电缆总线的收放线长度进行记录，卫星定位传感器的卫星定位信号通信端连接成孔检测主机的卫星定位信号通信端。本发明专利技术可对灌注桩成孔的干孔、湿孔或一部分是干一部分是湿的孔进行检测。行检测。行检测。

【技术实现步骤摘要】
单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及基桩工程施工
，具体地指一种单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置及方法。

技术介绍

[0002]灌注桩是建筑物常用的基桩形式之一，它将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层或岩层上。减少基础和建筑物的不均匀沉降。灌注桩的施工分为成孔和成桩两部分，其中成孔是灌注桩施工的第一个环节。它的作业过程由于是在地下、水下完成，质量控制难度大，复杂的地质条件或施工中的失误都有可能产生塌孔、缩径、桩孔偏斜、沉渣过厚等问题。成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量；桩孔径偏小则使得成桩的侧摩阻力、桩尖端承力减少，整桩的承载能力降低；桩孔扩针导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥，同时单桩的混凝土浇注量增加，费用提高；桩孔偏斜在一定程度上改变了桩竖向承载受力特性，削弱了桩基承载力的有效发挥，并且孔斜还易产生吊放钢筋笼困难、塌孔、钢筋保护层厚度不足等问题；桩底沉渣过厚使桩长减站，对于端承桩则直接影响桩尖的端承能力。
[0003]同时，由于西北、西南地区基桩成孔时干孔(无泥浆孔)较多，特别是很多基桩成孔是上部很长一段长度是干孔，下部一部分是湿孔，这样，传统的湿孔超声成孔检测无法应用于干孔成孔检测或一半是干孔一半是湿的桩孔，必须采用其它检测方法进行检测，这给检测单位带来了很多麻烦和费用成本；因此，研究一种干湿孔都能检测成孔质量的成孔检测仪显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是要提供一种单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置及方法，本专利技术可对灌注桩成孔的干孔、湿孔或一部分是干一部分是湿的孔进行检测，并且可以对成孔的孔径、孔深、垂直度、钻孔倾斜方向和孔口坐标等参数进行检测，确保灌注桩成孔质量可靠。
[0005]为实现此目的，本专利技术所设计的单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，其特征在于：它包括成孔检测主机、探头、线架、深度计数滑轮、卫星定位传感器和收放线盘，所述探头内设有流体密度传感器和多个气液专用超声传感器，线架架设在桩孔口，线架上安装收放线盘、深度计数滑轮和卫星定位传感器，成孔检测主机的流体密度信号输入端通过收放线盘的电缆转节点，及电缆总线连接流体密度传感器的流体密度信号输出端，成孔检测主机通过收放线盘的电缆转节点，及电缆总线控制各个气液专用超声传感器的信号发射组件发射超声信号，各个气液专用超声传感器对应的信号接收组件将反射的超声信号通过收放线盘的电缆转节点，及电缆总线传输给成孔检测主机，电缆总线缠绕在收放线盘上并由收放线盘控制收放线，深度计数滑轮用于对电缆总线的收放线长度进行记录，深度计数滑轮的收放线长度信号输出端连接成孔检测主机的收放线长度信号输入端，所述卫星定位传感
器位于探头的正上方，卫星定位传感器的卫星定位信号通信端连接成孔检测主机的卫星定位信号通信端；
[0006]孔检测主机用于通过多个气液专用超声传感器计算探头四个侧面到桩孔孔壁的距离。
[0007]一种基于上述装置的单线惯导式干湿孔成孔质量检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：
[0008]步骤1：开启成孔检测主机，读取卫星定位传感器的卫星定位数据，记录该桩孔孔口的中心坐标位置，并通过成孔检测主机设置检测方位，并由惯导及传动装置对探头的探头腔进行方位的锁定；
[0009]步骤2：控制收放线盘下放探头，探头下放测试过程中，成孔检测主机通过流体密度传感器实时测量桩孔内泥浆液的密度，当根据密度判断结果，确定探头处于湿孔段时，成孔检测主机开启湿孔测试模式，探头四个侧面的气液专用超声传感器的信号发射组件实时发射水中超声波，各个气液专用超声传感器对应的信号接收组件接收反射回的水中超声波，从而测量此时探头四个侧面到桩孔孔壁的距离；
[0010]当根据密度判断结果，确定探头处于干孔测试段时，成孔检测主机开启干孔测试模式，探头四个侧面的气液专用超声传感器的信号发射组件实时发射空气超声波，各个气液专用超声传感器对应的信号接收组件接收反射回的空气超声波，从而测量此时探头四个侧面到桩孔孔壁的距离；
[0011]探头下放测试过程中，成孔检测主机通过流体密度传感器实时测量桩孔内泥浆液的密度，当流体密度传感器检测到泥浆液的密度值达到沉渣密度阈值时，判断为进入干孔测试段，通过深度计数滑轮得到此时流体密度传感器相对于桩孔孔口的下放测试深度，该深度为沉渣顶部相对桩孔孔口的深度，控制收放线盘继续下放探头直到孔底，通过深度计数滑轮得到桩孔的总深度，将上述桩孔的总深度减去沉渣顶部相对桩孔孔口的深度得到孔底沉渣的厚度。
[0012]本专利技术相比于现有的基桩成孔质量检测方法，本专利技术的有益效果主要表现在：该成孔质量检测装置可以一次检测实现测量成孔的干孔段和湿孔段的孔径、孔深、垂直度(倾角α)、钻孔倾斜方向、孔口坐标等参数，测试方便，可以减少成孔检测的测试时间和检测设备的成本。
[0013]本专利技术使用单线惯导式模式，克服了单线吊装测试探头会自旋的问题，因为惯导及传动装置可以锁定方位，克服了传统单线测成孔方向不准的问题。
[0014]因此，本专利技术的装置具备可操作、快速和实用等特性的优点，为基桩工程的干湿孔质量提供保障。
附图说明
[0015]图1为本专利技术结构使用状态示意图；
[0016]图2为探头结构的示意图；
[0017]图3为本专利技术中探头腔的俯视结构示意图；
[0018]图4为本专利技术中探头腔的侧视结构示意图；
[0019]图5为本专利技术的原理框图。
[0020]其中，1—孔检测主机、2—探头、2.1—流体密度传感器、2.2—气液专用超声传感器、2.3—电路腔、2.4—三维姿态传感器、2.5—惯导与传动装置、2.6—探头腔、2.7—电机、2.8—电子罗盘、2.9—传动轴、3—桩孔、4—线架、5—深度计数滑轮、6—卫星定位传感器、7—电缆总线、8—收放线盘、8.1—电缆转节点、9—泥浆液、10—孔底沉渣。
具体实施方式
[0021]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：
[0022]如图1～5所示单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，它包括成孔检测主机1、探头2、线架4、深度计数滑轮5、卫星定位传感器6和收放线盘8，所述探头2内设有流体密度传感器2.1和多个气液专用超声传感器2.2，线架4架设在桩孔3口，线架4上安装收放线盘8、深度计数滑轮5和卫星定位传感器6，成孔检测主机1的流体密度信号输入端通过收放线盘8的电缆转节点8.1，及电缆总线7连接流体密度传感器2.1的流体密度信号输出端，成孔检测主机1通过收放线盘8的电缆转节点8.1，及电缆总线7控制各个气液专用超声传感器2.2的信号发射组件发射超声信号，各个气液专用超声传感器2.2对应的信号接收组件将反射的超声信号通过收放线盘8的电缆转节点8.1，及电缆总线7传输给成孔检测主机1，电缆总线7缠绕在收放线盘8上并由收放线盘8控制收放线，深度计数滑轮5用于对电缆总线7的收放线长度进行记录，深度计数滑轮5的收放线长度信号输出端连接成孔检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，其特征在于：它包括成孔检测主机(1)、探头(2)、线架(4)、深度计数滑轮(5)、卫星定位传感器(6)和收放线盘(8)，所述探头(2)内设有流体密度传感器(2.1)和多个气液专用超声传感器(2.2)，线架(4)架设在桩孔(3)口，线架(4)上安装收放线盘(8)、深度计数滑轮(5)和卫星定位传感器(6)，成孔检测主机(1)的流体密度信号输入端通过收放线盘(8)的电缆转节点(8.1)，及电缆总线(7)连接流体密度传感器(2.1)的流体密度信号输出端，成孔检测主机(1)通过收放线盘(8)的电缆转节点(8.1)，及电缆总线(7)控制各个气液专用超声传感器(2.2)的信号发射组件发射超声信号，各个气液专用超声传感器(2.2)对应的信号接收组件将反射的超声信号通过收放线盘(8)的电缆转节点(8.1)，及电缆总线(7)传输给成孔检测主机(1)，电缆总线(7)缠绕在收放线盘(8)上并由收放线盘(8)控制收放线，深度计数滑轮(5)用于对电缆总线(7)的收放线长度进行记录，深度计数滑轮(5)的收放线长度信号输出端连接成孔检测主机(1)的收放线长度信号输入端，所述卫星定位传感器(6)位于探头(2)的正上方，卫星定位传感器(6)的卫星定位信号通信端连接成孔检测主机(1)的卫星定位信号通信端；孔检测主机(1)用于通过多个气液专用超声传感器(2.2)计算探头(2)四个侧面到桩孔(3)孔壁的距离。2.根据权利要求1所述的单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，其特征在于：所述探头(2)包括探头腔(2.6)、电路腔(2.3)、惯导与传动装置(2.5)，所述流体密度传感器(2.1)和多个气液专用超声传感器(2.2)设置在探头腔(2.6)内，探头腔(2.6)通过惯导与传动装置(2.5)与电路腔(2.3)连接，惯导与传动装置(2.5)用于将探头腔(2.6)锁定在设置方位，成孔检测主机(1)的惯导与传动控制信号通信端通过收放线盘(8)的电缆转节点(8.1)，及电缆总线(7)连接惯导与传动装置(2.5)的控制端。3.根据权利要求2所述的单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，其特征在于：所述探头(2)还包括设置在电路腔(2.3)内的三维姿态传感器(2.4)，成孔检测主机(1)的三维姿态信号输入端通过收放线盘(8)的电缆转节点(8.1)，及电缆总线(7)连接三维姿态传感器(2.4)的三维姿态信号输出端，所述三维姿态传感器(2.4)用于检测探头(2)的姿态，判定探头(2)是否与水平面垂直。4.根据权利要求1所述的单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，其特征在于：所述流体密度传感器(2.1)位于探头腔(2.6)的底部，气液专用超声传感器(2.2)有四个，四个气液专用超声传感器(2.2)设置在探头腔(2.6)的四面侧壁上。5.根据权利要求4所述的单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，其特征在于：当探头(2)处于干孔测试段时，成孔检测主机(1)开启干孔测试模式，探头(2)四个侧面的气液专用超声传感器(2.2)的信号发射组件实时发射空气超声波，各个气液专用超声传感器(2.2)对应的信号接收组件接收反射回的空气超声波，从而测量此时探头(2)四个侧面到桩孔(3)孔壁的距离；当探头(2)处于湿孔段时，成孔检测主机(1)开启湿孔测试模式，探头(2)四个侧面的气液专用超声传感器(2.2)的信号发射组件实时发射水中超声波，各个气液专用超声传感器(2.2)对应的信号接收组件接收反射回的水中超声波，从而测量此时探头(2)四个侧面到桩孔(3)孔壁的距离。6.根据权利要求2所述的单线惯导式干湿孔成孔质量检测装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鎏，陶凤娟，刘春生，胡刚，付吉奎，杨炼，
申请(专利权)人：武汉长盛工程检测技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：