一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌装置，装置包括：第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器分别设置于灌注桩桩底和覆盖灌注桩桩内标高位置的适当位置，且所述第一传感器和所述第二传感器的所有测量电极均置于绝缘管套内壁并通过绑扎带固定，控制主机确定所述灌注桩桩底的纯混凝土的电阻率，并实时计算得到覆盖所述灌注桩桩内标高位置的适当位置的电阻率，所述控制主机实时比对所述第二传感器与所述第一传感器的所在位置电阻率值的接近程度，判断灌注的混凝土到达桩内的位置，控制超灌红绿灯显示不同颜色，提醒工作人员采取不同的超灌速度并及时停止灌注混凝土从而起到提前预警和精准控制混凝土超灌的目的。土超灌的目的。土超灌的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置及方法


[0001]本专利技术涉及灌注桩超灌监控
，具体涉及一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置及方法。

技术介绍

[0002]灌注桩施工中，超灌现象普遍存在，原因有：灌注混凝土时纯混凝土上界面高度不可视；在灌注混凝土时，桩底的沉渣和灌注过程中泥浆中沉淀的杂质会在混凝土表面堆积成一定厚度，桩头易形成浮浆；灌注过程需要连续施工，否则桩内产生气泡，影响成桩质量，为保证桩的质量，实际施工中进行超灌处理。但是需要对超灌混凝土进行监控，避免超灌过多，造成混凝土浪费。
[0003]由于施工现场超灌混凝土液面高度不可控，超灌高度多达2～3米，时常出现各个桩高低不同，形似“石林”状，如此超灌造成混凝土浪费，且破除多余桩头会消耗更多资源，故有必要对超灌进行有效监控，在保证桩质量的前提下，使得超灌量最少。常用超灌监控方法有体积法和重锤法。若施工中桩孔孔径变化，则通过体积法控制超灌是行不通的；而重锤法基本凭借工人经验，测量结果因人而异，仍有可能产生较多参差不齐的超灌高度。
[0004]现有技术证明电阻率可以作为表征混凝土强度的参数，技术人员可以根据电阻率导电机制判断出混凝土和泥浆界面层的准确位置。申请号为CN201410833047.6的专利文献公开了一种钻孔灌注桩混凝土界面监测装置，可以对钻孔灌注桩水下混凝土灌注过程中的混凝土、泥浆、水等介质的电阻抗物性和灵敏性进行测试，通过测量灌注过程中的水、泥浆和混凝土的电阻抗差别，实现混凝土灌注界面的定位。但是浇灌过程中，由于泥浆和混凝土都在上下翻动，使得钻孔中流体介质变动较大，电参数值变化剧烈而不易稳定，影响监测装置对于流体介质的电阻抗的测量。申请号为CN201911338295.2的专利文献公开了一种力电互补的检测探头和超灌检测装置，选择正式灌注前现场灌注所用混凝土，标定其电参数旋转力矩参数，并不断的将灌注过程中的实时电参数和力矩值与标定的预设值进行比较，以达到控制灌注液位的目标。但是，该专利技术在混凝土灌注前需要先标定混凝土的参数，其测量环境与灌注桩的实际环境相差较大，预设值并不能很好的与灌注过程中的混凝土参数进行匹配；其次，该装置只在标高位置设置一个测点，即使报警器报警也不能立刻停止混凝土的灌注进程；另外，混凝土每批次电阻率值存在差异，且检测探头受钻孔周围环境特别是钢筋笼的影响不可忽视。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于如何在避免钢筋笼对测量的干扰的前提下，提前判断纯混凝土上界面在灌注桩内的位置，实现精准控制超灌量。
[0006]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0007]本专利技术实施例提供了一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置，所述装置包括：第一传感器、第二传感器、线缆、控制主机、超灌红绿灯；
[0008]所述第一传感器包括第一电极、第一绝缘套管，用于测量所述灌注桩桩底位置的纯混凝土电阻率的参数数据，所述第一电极包含至少2个上下相隔一段距离的测量电极；
[0009]所述第二传感器包括第二电极、第二绝缘套管，用于实时测量灌注过程中所述灌注桩桩内标高位置上下方的所有测量电极之间的浆液的电阻率的参数数据。所述第二电极包含至少2个上下相隔一段距离的测量电极；
[0010]灌注桩内混凝土的超灌液位刚好达到标高位置是最理想的状态，但是由于灌注过程中混凝土和泥浆在不停翻动，相邻测量电极之间的电压不稳定，通过将包含多个相隔一段距离的测量电极的所述第二传感器设置在覆盖所述灌注桩桩内标高位置的地方，并且所述第二传感器位于所述灌注桩桩内标高位置下方的测量电极的个数多于位于所述灌注桩桩内标高位置上方的测量电极的个数，以便根据参数数据尽早的计算出所述灌注桩桩内各位置的浆液的电阻率，提前判断灌注过程中所述纯混凝土的上界面与所述灌注桩桩内标高位置的距离。
[0011]所述控制主机通过所述线缆的其中两芯为所述第一传感器和所述第二传感器的所述2个供电电极供电，保证所述第一传感器和所述第二传感器的工作电压一致，其余多芯用来与所述第一传感器和所述第二传感器的测量电极相连，所述控制主机接收所述第一传感器的所述2个供电电极之间的电流值和所述2个测量电极之间的电压，再根据欧姆定律计算并确定所述灌注桩桩底位置被所述纯混凝土覆盖时的电阻率；所述控制主机根据所述第二传感器的所述2个供电电极之间的电流值以及每个测量电极的电位获得每相邻2个测量电极之间的电压，实时计算所述第二传感器的长度范围内各位置的电阻率，所述第一传感器和所述第二传感器配合所述控制主机实现对所述灌注桩超灌过程中的浆液的电阻率的计算。
[0012]所述控制主机实时监控所述灌注桩内混凝土的灌注过程。
[0013]一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置的优点在于：在灌注桩的上方和下方位置各安置一个传感器，根据第一传感器测量数据确定灌注桩混凝土的真实电阻率，并根据第二传感器实时传递的测量数据判断当前纯混凝土上界面位置，从而省去在每次灌注桩进行灌注前需要提前标定混凝土电阻率参数的步骤，避免了因不同批次混凝土的质量不同导致的提前标定的混凝土电阻率参数不准确的情况。
[0014]进一步的，与所述第一传感器相连的所述线缆为多芯线缆，将所述线缆抽头4个作为第一电极，所述第一电极包括2个供电电极和2个测量电极，所述2个供电电极位于所述第一传感器的两端，所述2个测量电极间隔一段距离并分布于所述第一电极的所述2个供电电极之间；所述第一传感器通过绑扎带固定于所述灌注桩桩底位置测量参数数据，所述参数数据包括所述2个供电电极之间的电流值和所述2个测量电极之间的电压。在灌注过程中，所述灌注桩桩底位置在依次经历所述浆液在泥浆、泥浆和混凝土的混合物、纯混凝土的三个状态时所述控制主机会相应的计算出三个状态下的电阻率ρ
泥浆
、ρ
泥浆
‑
混凝土
、ρ
混凝土
。
[0015]进一步的，所述第二传感器通过绑扎带固定于覆盖所述灌注桩桩内标高位置的适当位置；与所述第二传感器相连的所述线缆为多芯线缆，将所述线缆抽头n+2个作为第二电极，所述第二传感器的长度为L，所述第二电极包括2个供电电极和n个测量电极，所述2个供电电极位于所述第二传感器的两端，所述n个测量电极间距相等的分布于所述2个供电电极
之间，所述第二电极间距为且所述n个测量电极的间距与所述第一传感器的所述第一电极的间距相同，所述测量电极从下至上编号为M1～M
n
，根据每两相邻测量电极的电位值得到的相邻2个测量电极之间的电压，以及所述2个供电电极之间的电流值，进而计算得到每两相邻测量电极之间的电阻率为ρ
MiMi+1
(i∈[1，n
‑
1])；所述第二传感器的所有测量电极的间距都与所述第一传感器的所述2个测量电极之间的距离相等，尽可能的减小其他因素造成的误差，使得纯混凝土上界面所在位置的判断效果更精准。
[0016]进一步的，所述第一绝缘套管和所述第二绝缘套管均为中空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置，其特征在于，所述装置包括：第一传感器(1)、第一电极(101)、第二传感器(2)、第二电极(201)线缆(3)、控制主机(5)；所述第一传感器(1)包括含有至少2个相隔一段距离的测量电极的第一电极(101)、第一绝缘套管(12)，用于测量灌注桩桩底位置(10)的纯混凝土电阻率的参数数据；所述第二传感器(2)包括含有至少2个相隔一段距离的测量电极的第二电极(201)、第二绝缘套管(22)，用于实时测量覆盖灌注桩桩内标高位置(11)上下方的所有测量电极之间的电阻率的参数数据；所述控制主机(5)通过所述线缆(3)分别连接所述第一传感器(1)和所述第二传感器(2)，所述控制主机(5)根据所述第一传感器(1)和所述第二传感器(2)的所述参数数据，确定所述灌注桩桩底位置(10)的纯混凝土电阻率，并实时计算所述灌注桩桩内标高位置(11)上下方的浆液电阻率；所述控制主机(5)实时监控所述灌注桩内混凝土的灌注过程。2.根据权利要求1所述的一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置，其特征在于：与所述第一传感器(1)连接的所述线缆(3)为多芯线缆，将所述线缆(3)抽头4个作为所述第一电极(101)，所述第一电极(101)包括2个供电电极和2个测量电极，所述2个供电电极位于所述第一传感器(1)的两端，所述2个测量电极间隔一段距离并分布于所述第一电极(101)的所述2个供电电极之间。3.根据权利要求1所述的一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置，其特征在于：与所述第二传感器(2)连接的所述线缆(3)为多芯线缆，将所述线缆(3)抽头n+2个作为所述第二电极(201)，所述第二电极(201)包括2个供电电极和n个测量电极，所述2个供电电极位于所述第二传感器(2)的两端，所述n个测量电极间距相等的分布于所述第二电极(201)的所述2个供电电极之间，且所述n个测量电极的间距与所述第一传感器(1)的所述2个测量电极的间距相同。4.根据权利要求1所述的一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置，其特征在于：所述第一绝缘套管(12)和所述第二绝缘套管(22)均为中空结构，所述第一传感器(1)的所述第一电极(101)置于所述第一绝缘套管(12)内壁，所述第二传感器(2)的所述第二电极(201)置于所述第二绝缘套管(22)内壁，且所述第一传感器(1)与所述第二传感器(2)均固定于距离钢筋笼(8)一段距离且位于远离注浆管(7)的一侧。5.根据权利要求1所述的一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置，其特征在于：所述装置还包括超灌红绿灯(6)，所述超灌红绿灯(6)与所述控制主机(5)相连，所述控制主机(5)将所述第二传感器长度范围内各位置的实时电阻率与所述灌注桩桩底位置(10)确定的所述纯混凝土电阻率进行比对，根据所述比对结果，控制所述超灌红绿灯(6)显示不同颜色的灯。6.根据权利要求5所述的一种基于实测电阻率法的灌注桩超灌监控装置，其特征在于：所述超灌红绿灯(6)显示绿灯时，以正常速度灌注混凝土，当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹煜，胡斌，桂林，董亚，李纯阳，任川，张立好，陈顺亲，兰鹏波，蒋相全，
申请(专利权)人：安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：