[发明专利]一种用于检测管桩倾斜程度的装置及管桩倾斜检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程地基基础测试领域，更具体涉及一种用于检测预制管桩倾斜程度的装置，同时涉及一种检测预制管桩倾斜程度的方法，适用于预制管桩施工验收工作。

背景技术

地基基础施工中，管桩施工是最基础也是最重要的一步。预制桩是管桩施工中比较普遍使用的一种方式。预制桩通常在工厂或施工现场制成，施工时用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，有木桩、混凝土桩、钢桩等，中国建筑施工领域采用较多的主要是混凝土桩和钢桩两类。常用的混凝土桩有混凝土实心方桩和预应力混凝土空心管桩，常用的钢桩有钢管桩和H型钢桩。其中混凝土空心管桩(以下简称管桩)最为常见，管桩为正圆柱体，轴线为直线，垂直于轴线的任意截面的外轮廓为相同的圆形，因其坚固耐久、施工速度快、能承受较大的荷载而应用广泛。

目前管桩除广泛应用于工业与民用建筑外，还大量应用于铁路、公路、港口、桥梁、水利工程等领域。管桩产品已有较完善的标准体系，如《GB 13476-1999先张法预应力混凝土管桩》、《03SG409预应力混凝土管桩》、《JC 888-2001先张法预应力混凝土薄壁管桩》、《JC/T 947-2005先张法预应力混凝土管桩用端板》、《JC/T 950-2005预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》、《JC/T 948-2005混凝土制品用脱模剂》、《JC/T540-2006混凝土制品用低碳冷拔钢丝》等。管桩施工验收也有明确的规范要求，如《GB/T 19496-2004钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》、《GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范》、《DB42/489-2008预应力混凝土管桩基础技术规范(湖北省地方规范)》等。

在管桩施工中，常常由于地质条件、施工条件、施工工艺等因素，导致管桩出现倾斜，使得管桩在施工过程中易受到损伤。同时管桩垂直倾斜角度的偏差也会影响管桩的竖向承载力或水平抗剪力，给上部建筑物留下隐患。上述规范对管桩的垂直度，即垂直倾斜角度的偏差有着明确的要求，因此在施工过程中应及时检测管桩倾斜程度、控制纠偏其垂直度。

管桩由于其外部几何形状非常规则，检测其倾斜程度实际上就是检测施工中或施工后管桩轴线的垂直倾斜角度。管桩倾斜会影响上部建筑物结构的受力状态，这种影响不仅仅与管桩轴线相对于铅垂线的倾斜有关，还与管桩轴线倾斜的方位有关，也就是说检测管桩倾斜程度应该同时检测两个角度：垂直倾斜角B——自管桩桩顶指向管桩桩底的管桩轴线相对于铅垂线的角度和水平方位角A——自管桩桩顶指向管桩桩底的管桩轴线在水平面上的投影相对于正北方位的角度。

传统的管桩倾斜程度检测方法是采用数字水平尺进行测量，不仅操作复杂、效率低、精度差，而且不能直接测得管桩的垂直倾斜角度，并且只是单方向的测量，无法测得两个方向的角度，已不能满足实际需要。现有技术中尚无快速有效的检测管桩倾斜程度的方法，也没有专业的测量管桩倾斜程度的装置，只能采用通用的测斜仪装置进行测量。

现有技术中的电子测斜仪装置多针对滑坡区和深洞开挖土体的侧向位移监测，以及堤坝结构变形监测、地层位移监测等，并非专门针对管桩研制。其中可用于管桩测斜的并不多，如国产LS160水平尺、瑞士莱卡D5激光测距仪等。国产LS160水平尺用于测量水平尺表面与水平面夹角，虽然价格便宜，但精度较低，仅能达到0.1°，且其仅能测量垂直倾斜角B，不能测量水平方位角A，另外，其使用段式数码管显示测量结果，需要手动记录数据，加大了操作人员的工作量，因此并不便适用于管桩测斜工作。瑞士莱卡D5激光测距仪功能全面，主要功能为激光测距，兼具测斜功能，可用于测量仪器表面与水平面夹角，并有分析软件，但其与国产LS160水平尺一样仅能测量垂直倾斜角B，不能测量水平方位角A，精度也只能达到0.1°，且其价格较贵，也并非专业测斜工具，也不便适用于管桩测斜工作。另外，现有技术的电子测斜仪装置均无报表功能，需要操作人员手动编制报表，后期工作量比较繁琐。因此，需要开发出一种专检测量管桩倾斜程度的装置及方法，能够准确、经济、方便、快捷地进行施工过程中的管桩测斜纠偏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明的目的是在于提供了一种用于检测管桩倾斜程度的装置，该装置结构简单、成本低，价格仅为进口产品瑞士莱卡D5价格的1/3，实现了准确、经济、方便、快捷的要求。

本发明的另一个目的是在于提供了一种检测管桩倾斜程度的检测方法，方法易行、操作简便，可准确、经济、方便、快捷地检测管桩的垂直倾斜角B和水平方位角A。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术措施：