[实用新型]向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置

说明书

本实用新型公开了一种向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，它包括硬质的顶杆、主控制器和用于固定顶杆的支架，顶杆的底部设有总压力传感器和水压传感器，总压力传感器和水压传感器高度相同且两者均与主控制器电连接。上述装置能够精确地判断实际灌砼高度是否达到设定标高。

技术领域

本实用新型涉及土木工程中的混凝土灌注领域，具体讲是一种向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，更具体的说是一种向成孔内灌砼时测量孔内的混凝土液面是否到达设定标高的装置。

背景技术

在地基施工中，经常需要向成孔内灌注混凝土，所述成孔是指由钻孔、冲孔、爆扩、沉管、人工等方式施工成的孔，灌砼的过程一般是用一根注浆管插到成孔的底部，然后从下往上灌浆，此时混凝土液面会由下往上翻。

在实际施工中遇到土体较软时，经常需要在钻孔的同时进行泥浆护壁，这就形成了孔内的泥浆层，而孔壁碎土掉落以及孔内存在的其他杂质如砂等会形成浮浆层，也就是说，在灌砼的过程中，成孔内就会客观的存在三层不同的物质，即底部的混凝土层、中部的浮浆层以及上部的泥浆层。

现有技术在灌砼时客观上存在一个技术难题，即由于混凝土液面上存在浮浆层和泥浆层，所以根本无法精确测得混凝土液面的实际高度。而现有技术的测量方式如利用重锤和测绳的测量方式，是根据测试人员具体手感，去感知重锤是否被顶托，从而大致估判混凝土液面位置。但上述方法人为因素干扰大，极不精确。当然还可以根据混凝土的总灌注量除以钻孔的截面积，来大致获得一个灌砼高度，但上述换算方式精确度太低，而且由于扩孔的存在，成孔孔径不一致导致难以估算，无法指导实际施工。所以，现有技术普遍采取超灌一定高度如1米的方式进行施工，比如设定灌砼的标高为9米，就需要灌注到10米，以确保灌砼充分，进而保证成桩质量，但超灌必然会造成砼料的浪费，导致成本增加，也不符合节能环保的需要。

论述本申请技术方案前，先铺陈一个概念，在成孔的孔口位置，为保证钻机竖直下钻，会事先固定一个钢护筒，起导向作用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够精确地判断实际灌砼高度是否达到设定标高的向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置，它包括硬质的顶杆、主控制器和用于固定顶杆的支架，顶杆的底部设有总压力传感器和水压传感器，总压力传感器和水压传感器高度相同且两者均与主控制器电连接。

本实用新型向成孔内灌砼时测量混凝土液面的装置与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：

上述装置的工作原理为：先对顶杆底部进行受力分析，灌砼过程中，随着混凝土面的上翻，硬质顶杆底部会依次接触并浸入三层物质中，其中，在泥浆池顶杆主要受到的是液压，而在半干半稀的浮浆层中，随着浸泡深度的增大，浮浆粘度增大，顶杆的主要受力会从液压逐步转变成顶托力，而在混凝土层，顶杆主要受力为顶托力；而顶杆下部设有测量总受力的总压力传感器和测量液压的水压力传感器，只要将两者的测量数据相减，就能获得顶杆底部受到的顶托力的具体数值，这样，主控制器采集到顶托力数值后，得出一条关于浸泡深度和顶托力的曲线，且该曲线规律为，当泥浆浸泡顶杆底部时，顶托力为零，当浮浆浸泡顶杆底部时，随着深度增大，顶托力小幅度的缓慢上升，当混凝土上翻至顶杆底部时，顶托力迅速大幅度上升，而小幅上升和大幅上升之间存在的一个拐点，所以，主控制器只需要捕捉到该拐点，就可以判定混凝土层已经到达顶杆底端。人们只需要调节顶杆长度，使得顶杆的两个压力传感器位于设定标高，就可以根据拐点，精确判定混凝土的灌注高度达到了设定标高。这样，既保证了后续成桩的质量，又避免超灌，节省砼料，降低成本，节能环保。