[发明专利]钻孔灌注桩混凝土界面监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基础建筑工程中钻孔灌注桩水下混凝土灌注技术领域，具体地指一种钻孔灌注桩混凝土界面监测装置及方法。

背景技术

随着我国工程建设事业的蓬勃发展，灌注桩基础工程在高层建筑、桥梁、港口码头、海上采油平台、以及核电站等大型工程中广泛采用，已成为工程建设中最重要的一种基础工程形式。灌注桩基础工程的广泛采用和桩深度的增加，使混凝土灌注量日趋增大，据有关资料统计，在混凝土灌注使用领域中大部分都在±0.00以下工程，如高层建筑物基础、地下洞室、地下隧道、桥梁、港口、码头等基础工程，特别在桥梁、港口、码头和高层建筑的基础都采用水下混凝土灌注。在工程实际中如何判断混凝土灌注的界面、准确确定混凝土灌注的深度成为迫切需要解决的重要工程问题。

由于混凝土灌注面以上存在泥浆的混合物因而浇注中的混凝土面的真实标高较难正确定位控制，在以往的工程施工中往往采用估测的方法，为保证灌注量的可靠性，往往造成混凝土灌注量的增加。在高层建筑基础钻孔灌注桩的施工过程中尤其明显，每根桩往往需要多灌注2～4m，一方面造成混凝土资源的严重浪费，同时增加了基础开挖的难度，另一方面增加了项目的施工成本和项目建设成本，且带来了如何掩埋处理多余混凝土弃块的环境污染问题。如果估测不足，则造成混凝土灌注界面不够，影响基础工程质量。

水下混凝土灌注如何控制好混凝土在水下的灌注界面，达到设计灌注界面的要求，在国内还没有相应的监测方法，也没有专门的监测仪器和设备，采用估测的方法，准确性极差，浪费大或质量不能保证；在国际上也没有专门的监测仪器或设备。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种钻孔灌注桩混凝土界面监测装置及方法，通过该装置和方法，可对钻孔灌注桩水下混凝土灌注工程中有效监测并控制混凝土在水下的灌注界面，达到工程设计灌注界面的要求。

为实现此目的，本发明所设计的钻孔灌注桩混凝土界面监测装置，其特征在于：它包括地面主机、探头电子腔、设置在探头电子腔顶部的推杆、设置在探头电子腔底部的绝缘棒、固定套接在绝缘棒上的第一电极和第二电极、设置在探头电子腔内的电阻值测量模块和模数转换器，所述第一电极和第二电极之间相距预设的间距，所述第一电极和第二电极的导线穿过所述绝缘棒的导线孔后接入电阻值测量模块的两个电阻值检测端，电阻值测量模块的信号输出端连接所述模数转换器的信号输入端，所述模数转换器的信号输出端连接所述地面主机信号输入端。

上述技术方案中，所述推杆与探头电子腔垂直，所述绝缘棒与探头电子腔垂直。

上述技术方案中，所述第二电极固定套接在绝缘棒底部的侧壁上。

上述技术方案中，所述第一电极与第二电极之间的间距范围为10～30cm。

上述技术方案中，所述探头电子腔内还设有放大器和滤波器，所述电阻值测量模块的信号输出端依次通过放大器和滤波器连接模数转换器的信号输入端。

上述技术方案中，所述模数转换器的信号输出端通过测试电缆连接所述地面主机信号输入端。

上述技术方案中，所述地面主机的报警信号输出端还连接有报警器。

一种利用权利上述钻孔灌注桩混凝土界面监测装置的钻孔灌注桩混凝土界面监测方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：在绝缘测试桶中灌入待灌注的混凝土，将所述第一电极和第二电极浸没在绝缘测试桶的混凝土中，此时电阻值测量模块通过第一电极和第二电极测得所述绝缘测试桶中混凝土的电阻值，并将该电阻值传输到地面主机中进行显示，此时地面主机显示的电阻值作为判定灌注桩灌注的混凝土是否达到设计灌注目标位置的阈值电阻值；

步骤2：在灌注桩灌注混凝土之前，将所述探头电子腔和所述绝缘棒通过推杆插入灌注桩中，并将所述绝缘棒上的所述第一电极定位于灌注桩灌注混凝土所设计的混凝土灌注目标位置；

步骤3：开始向所述灌注桩中灌注所述步骤1中的所述混凝土，所述灌注桩中的混凝土灌注面不断升高，此时实时观测所述地面主机显示的电阻值，当实时的电阻值达到步骤1中确定的阈值电阻值的95％～105％范围内时，停止灌注混凝土，此时所述第一电极和所述第二电极完全浸没在所述灌注桩内的混凝土中，灌注桩灌注的混凝土达到灌注目标位置。

所述步骤3中，当实时的电阻值达到步骤1中确定的阈值电阻值的95～105％范围内时，通过报警器进行报警，使操作人员停止灌注混凝土。

所述步骤1中，所述绝缘测试桶为塑料测试桶，所述塑料测试桶中灌入30cm深的待灌注混凝土。