[发明专利]一种灌注桩孔壁溶洞探测器及其探测方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，涉及一种揭露到溶洞的灌注桩施工方法，特别涉及一种灌注桩孔壁溶洞探测器及其探测方法。

背景技术

钢筋混凝土灌注桩的施工方法是：确定孔位、成孔、下钢筋笼、灌注混凝土。对于在岩溶地区，灌注桩孔壁出现溶洞时，需要确定溶洞在孔壁的具体位置和大小，并要对溶洞进行预先处理，只有这样才能保证灌注桩施工质量。确定溶洞在孔壁的位置及大小是有效处理溶洞的前提。目前，在施工过程中确定灌注桩孔壁溶洞位置及大小的方法主要有三种：

第一种方法是，在灌注桩成孔过程中都要采用泥浆护壁和清渣，可根据泥浆漏失情况判断溶洞的位置。如果成孔过程中发现泥浆突然大量漏失或无法正常返浆，表明此深度位置揭露到溶洞，至于溶洞大小则难以判定。

第二种方法是，对于钻孔灌注桩，可根据钻杆掉落情况可初步判定溶洞位置及大小。如果在钻进成孔过程中出现钻杆掉落现象，表明此深度孔底揭露到溶洞，根据钻杆掉落长度可大致估算溶洞的大小。该方法不适用于冲击成孔的灌注桩孔。

第三种方法是，灌注桩桩孔成孔后，用电视测井方法确定桩孔洞位置和大小，即直接通过井下电视成像的方法观测孔壁溶洞，如果采用可见光电视测井，只适用于干孔或清水孔，对孔内有泥浆时无法达到预期效果，如果用超声电视测井方法，由于孔内泥浆含有大量较大碎屑颗粒以及桩孔孔径也较大，很难得到清晰图像，所以难以准确判断溶洞位置及大小。

施工过程中，精确确定灌注桩孔壁溶洞位置及大小非常重要；因此有必要研究一种更精确的探测方法。

发明内容

本发明目的就在于通过采用多手臂触探器，利用触探手臂前端压力传感器与孔壁接触所产生压力的变化来确定孔壁是否存在溶洞，如果触探手臂前端固定的压力传感器显示压力突然减少为零，可判定该触探手臂触碰位置有溶洞等洞穴存在，从而提供了一种灌注桩孔壁溶洞探测器及灌注桩孔壁溶洞位置、大小的确定方法。

本发明技术方案如下所示：

技术方案一：

一种灌注桩孔壁溶洞探测器，它包括探测支架，触探手臂、手臂张紧控制装置和手臂信号采送装置，探测支架的同一截面上均匀设有若干支触探手臂，触探手臂通过手臂张紧控制装置调节张紧程度，通过手臂信号采送装置采集数据信号并向外传输数据信号。

进一步，探测支架包括中心筒，手臂张紧控制装置包括手臂控制索和拉力弹簧，手臂信号采送装置包括设置在触探手臂前端的压力传感器和设置在触探手臂内的压力数据线。优选：压力传感器与连接两个滚轮的轮轴连接。

进一步，中心筒处于灌注桩孔壁溶洞探测器的中央位置，触探手臂的后端通过固定铰支座与中心筒的筒壁连接，触探手臂臂身向上与手臂控制索连接，臂身向下与拉力弹簧连接。

进一步，探测支架还包括外支架，外支架位于中心筒的外围并通过上下两端与中心筒固定连接，外支架上设有若干个导槽，导槽与触探手臂的位置一一对应，触探手臂穿过导槽。

进一步，中心筒为上下两端开口的空心长筒状，中心筒的上端与提放绳连接；中心筒筒壁向下依次设有若干上槽形通孔和若干固定铰支座，若干上槽形通孔和若干固定铰支座分别处于同一截面上并均匀设置，上槽形通孔与固定铰支座在竖直方向上一一对应。

进一步，导槽上下槽边对触探手臂进行限位，限制触探手臂的收拢状态和水平张开状态。

进一步，所述手臂控制索由线芯和线套组成，线芯的一端与触探手臂臂身连接，线芯穿过上槽形通孔，由中心筒上端出去并与地面控制手柄连接；线套的一端固定在中心筒内壁，另一端固定在地面控制手柄基座上；上槽形通孔上端孔口设有定滑轮，线芯绕过定滑轮，线套位于定滑轮后侧。

进一步，所述触探手臂为空心杆状，触探手臂的底端通过设置在固定铰支座周边的下槽形通孔穿过中心筒壁并延伸到中心筒的内腔，压力传感器的压力数据线置于触探手臂空腔内并从触探手臂底端出来进入中心筒内腔，由中心筒上端出去并与地面压力显示屏连接。

进一步，所述中心筒的下端连接有配重砣，中心筒的横截面为圆形或多边形，提放绳上有刻度标记，触探手臂臂身向下通过拉力弹簧与固定铰支座下方的中心筒筒壁连接。

技术方案二：

一种灌注桩孔壁溶洞探测方法，包括如下步骤：

1）按设计要求成孔后，拉紧手臂控制索以收拢触探手臂，使灌注桩孔壁溶洞探测器呈收拢状态，手持提放绳由桩孔中心放入桩孔内；