[发明专利]一种钻孔灌注桩成孔质量检测装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种钻孔灌注桩成孔质量检测装置，包括便携式微型计算机、钻孔灌注桩成孔质量检测仪器设备和简易支架，所述简易支架设置在结构基层上，所述简易支架底端设有泥浆孔，所述泥浆孔内设有泥浆，所述泥浆内设有钻孔灌注桩成孔质量检测仪器设备，所述钻孔灌注桩成孔质量检测仪器设备包括密封数据转换接头、数据处理存储装置、三维声呐发射接收装置、声电信号转换装置、压力传感器和电源动力区域，所述简易支架一侧设有便携式微型计算机，所述便携式微型计算机与钻孔灌注桩成孔质量检测仪器设备通过数据传输电缆电连接。本发明可采集成孔后的孔壁信息，可精确灌注混凝土，方便施工管理，提高效率，减少浪费。

技术领域

本发明涉及桥梁钻孔灌注桩施工过程控制领域，具体是一种钻孔灌注桩成孔质量检测装置及其检测方法。

背景技术

目前，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）及《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2-20086）中对于有关桥梁钻孔灌注桩的施工过程做了相关规定：

钻机就位（钻杆垂直度检查、钻头直径检查）—钻孔作业（泥浆指标检查、加强记录、捞渣取样）—钻机成孔（成孔检测：孔径、孔深、泥浆指标、）—吊放钢筋笼（检测泥浆指标）—灌注水下混凝土（1、灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间，若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间，则应掺入缓凝剂；2、灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5-1.0m，以保证混凝土强度；3、灌注中发生故障时，应查明原因，合理确定处理方案，进行处理）。

值得注意的是：

1、相关的规范条文只是通过测量钻机的参数来间接保证钻孔的成孔质量（孔径：测量钻头直径、孔深：测量钻杆+2/3钻头长度、垂直度：测量钻杆垂直度），并没有规定通过直接测量钻孔的孔壁形状来判别钻孔灌注桩的成孔质量（孔径、孔深、垂直度）。

2、现实施工中由于各种（地质、钻机、成孔时间、泥浆指标不合格等）原因，在钻孔施工过程中经常出现坍孔、流沙、轻微偏斜、缩孔、异物卡钻等现象，经技术处理后仍可正常成孔灌注。但成孔的孔径、垂直度等相关参数与设计值的偏离度难以确定。不能保证灌注成桩后的施工质量。

3、由于钻孔灌注桩成孔后，灌注前的质量只靠钻机班组的钻进记录（钻进尺度判别孔深、钻渣情况判别地层）和相关人员的经验来控制，并没有直观的孔壁数据作为依据。不足之处是：判别误差大，不能准确及时的估算灌注所需的混凝土数量，容易造成灌注时间较长、影响成桩质量。

4、在钻孔过程中可间断测量钻孔的相关指标，实时监测，保证成桩质量；对于钻孔过程中、或是成孔之后钻孔质量有问题时，此装置可协助搜集相关的指标信息（地层地质、孔径、垂直度等），实时反应钻孔的实际情况，为处置方案提供确切可靠的数据。

随着我国信息技术的不算发展，桥梁建设的现场施工过程的监控和记录也逐渐完善，但对于钻孔灌注桩的施工过程记录仍停留在钻机班组收集、技术人员整理的阶段。不利于推进电子化施工同步记录。

由于在日常施工过程中，钻孔灌注桩在孔深方向的地层分布与设计图纸的标注地层地质不符，容易造成施工工艺、施工设备的调换，增加施工成本。可用本仪器进行地层的精准测量，复核地质情况，为后续的附近桩基施工提供地质依据。

申请号为201610536609.X的中国发明专利公开了一种钻孔灌注桩成孔垂直度精准测量装置级其测量方法。专利设计采用激光发射及接收器所产生的信号，转换成数学模型，从而计算出钻孔的垂直度。该方法存在以下问题：1、首先钻孔灌注桩一般采用泥浆护壁，激光很难在泥浆中传播，信号数据容易不稳定；2、由于地质地层及施工工艺等方面的影响，成孔后的钻孔灌注桩其孔壁水平方向不是严格的圆形、竖直方向也不是严格的直线型，所以精确测量孔壁的垂直度是很难实现的；3、由于成孔后，孔壁基本存在各种缺陷，如局部塌孔、局部缩径、局部扩孔、局部歪斜等缺陷，其垂直度无法准确的测量及定义。