申请/专利权人：长安大学

申请日：2018-01-27

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN108149722B

主分类号：E02D33/00

分类号：E02D33/00;E21B47/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2018.07.06#实质审查的生效;2018.06.12#公开

摘要：本发明提供一种用于检测支盘桩成孔质量的装置及方法，包括支撑杆，测量数据处理模块，以及垂直安装在支撑杆下部的多个测量杆；多个测量杆布置于同一水平面内；通过同时在每个测量杆的伸出端均安装由用于检测支盘桩成孔质量数据的测量数据采集模块的方式，使安装在测量杆末段测量支杆伸出端的压力变送器和压力探头能在测量支盘桩孔径和盘径的同时检测支盘的水平度；电动滑块的驱动电机在测量数据处理模块的输出端，压力变送器和压力探头的输出端连接在测量数据处理模块的输入端，能保证测量杆在导轨上实现自动伸缩，而且测量数据采集模块也与电机和测量数据处理模块连接，使测量的数据及时有效的传输并记录，能够更加全面的评估支盘桩成桩质量。

主权项：1.一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于：包括支撑杆（1），测量数据处理模块（17），以及垂直安装在支撑杆（1）下部的多个测量杆；多个测量杆布置于同一水平面内；所述的测量杆为伸缩式结构，由多段测量支杆通过设置在内部的电动滑块（4）和导轨（8）依次连接而成，测量杆上分别设置有检测伸出长度的激光测距仪，且每个测量杆的伸出端均安装有用于检测支盘桩成孔质量数据的测量数据采集模块；所述的测量数据采集模块包括压力变送器（9）和压力探头（10）；压力变送器（9）垂直设置于测量杆末段测量支杆的伸出端；压力探头（10）沿测量杆长度方向设置于测量杆末段测量支杆的伸出端；所述的测量数据采集模块还包括弹簧（12）和位移控制器（15）；弹簧（12）上设置有应变片，其一端连接压力探头（10），另一端连接位移控制器（15）；所述的测量数据处理模块（17）的输入端通过电缆（11）分别连接压力变送器（9）和压力探头（10）的输出端，测量数据处理模块（17）的输出端通过电线（13）经电机控制器（16）连接电动滑块（4）的驱动电机；所述的测量杆包括依次滑动连接的三段测量支杆，分别为第一段测量支杆（71）、第二段测量支杆（72）和第三段测量支杆（73）；所述的第一段测量支杆（71）与第二段测量支杆（72）的导轨（8）之间设置第一伸缩段激光测距仪；所述的第二段测量支杆（72）和第三段测量支杆（73）的导轨（8）之间设置第二伸缩段激光测距仪；所述的测量杆有四个，四个测量杆水平正交设置在支撑杆（1）的底部。

全文数据：一种用于检测支盘桩成孔质量的装置及方法技术领域[0001]本发明涉及成孔质量检测领域，具体为一种用于检测支盘粧成孔质量的装置及方法。背景技术[0002]挤扩支盘灌注桩是指钻孔或冲孔后，在土层中设置分支或承力盘，向孔中放入专用的挤扩机，在普通圆形钻口中用专用设备通过液压机扩面形成分支和承力盘•在支、盘挤成空腔同时也把周围的土挤密，经过挤密的土体与腔内灌注混凝土和钢筋笼的桩身、支盘挤密成支盘桩。这种新桩型充分发挥了桩土共同承力的作用，提高了桩的侧摩阻力和支承阻力，从而使桩承载力大幅度增加。由于挤扩支盘灌注粧通过在不同持力土层挤扩成盘达到在部分粧截面扩大桩径的目的，所以，成盘质量是决定该桩型成败的关键。所以，有必要在成桩过程中对挤扩支盘灌注桩的成盘质量进行检测。[0003]目前己有的JJC-1D型灌注桩孔径测量系统中，未能针对支盘桩成盘进行质量检测，其孔径测量模块能反映出成盘的盘径但不能反映支盘与桩身的垂直度，具体为：（1检测支盘桩盘径时，JJC-1D型灌注桩孔径测量系统仅能测得一直径，并不能确定该直径是否为支盘盘径；（2承力盘的质量直接影响了支盘桩的承载力，JJC-1D型灌注桩孔径测量系统测直径时，不能考虑到成盘的水平度质量。发明内容[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种操作简单，准确度高，适用范围广，且可以在测量支盘桩孔径和盘径的同时检测支盘水平度的用于检测支盘桩成孔质量的装置。[0005]本发明是通过以下技术方案来实现：[0006]—种用于检测支盘桩成孔质量的装置，包括支撑杆，测量数据处理模块，以及垂直安装在支撑杆下部的多个测量杆;多个测量杆布置于同一水平面内；[0007]所述的测量杆为伸缩式结构，由多段测量支杆通过设置在内部的电动滑块和导轨依次连接而成，测量杆上分别设置有检测伸出长度的激光测距仪，且每个测量杆的伸出端均安装由用于检测支盘桩成孔质量数据的测量数据采集模块；[0008]所述的测量数据采集模块包括压力变送器和压力探头;压力变送器垂直设置于测量杆末段测量支杆的伸出端;压力探头沿测量杆长度方向设置于测量杆末段测量支杆的伸出端；[0009]所述的测量数据处理模块的输入端通过电缆分别连接压力变送器和压力探头的输出端，测量数据处理模块的输出端通过电线经电机控制器连接电动滑块的驱动电机。[0010]优选的:所述的测量杆包括依次滑动连接的三段测量支杆，分别为第一段测量支杆、第二段测量支杆和第三段测量支杆;所述的第一段测量支杆与第二段测量支杆的导轨之间设置第一伸缩段激光测距仪;所述的第二段测量支杆和第三段测量支杆的导轨之间设置第二伸缩段激光测距仪。[0011]进一步:所述的第一伸缩段激光测距仪包括依次设置在第一段测量支杆起始点、中点和终点的第一段起始点激光测距仪、第一段中点激光测距仪和第一段终点激光测距仪;所述的第二伸缩段激光测距仪包括依次设置在第二段测量支杆起始点、中点和终点的第一段起始点激光测距仪、第一段中点激光测距仪和第一段终点激光测距仪。[0012]优选的:所述的电动滑块包括用于驱动第一段测量支杆的第一电动滑块和用于驱动第二段测量支杆的第二电动滑块;所述的第一电动滑块设置在第一段测量支杆和第二段测量支杆之间;所述的第二电动滑块设置在第二段测量支杆和第三段测量支杆之间。[0013]优选的:所述的数据采集模块还包括弹簧和位移控制器;弹簧上设置有应变片，其一'端连接压力抹头，另一端连接位移控制器。[0014]优选的:所述的支撑杆设置有刻度，外侧倾斜设置有多个固定杆，多个固定杆的另一端共同连接一呈筒状的固定环;测量杆均穿过固定环侧壁与其固定连接。[0015]进一步:支撑杆上端设置螺纹，下端伸出测量杆的部分设置有配重。[0016]优选的:所述的测量杆有四个，四个测量杆水平正交设置在支撑杆的底部。[0017]本发明一种用于检测支盘桩成孔质量的方法，包括如下步骤，[0018]步骤1，将本发明所述的装置中，所有测量杆处于收缩状态，测量数据采集模块、测量数据处理模块和电机控制器初始化；[0019]步骤2,将装置吊放入支盘粧成孔中，达到标高后，打开电机控制器，测量杆伸长并通过对应伸缩段的激光测距仪测量距离；[0020]步骤3,当末端测量支杆接触到孔壁后，压力探头受到阻力，带动弹簧被压缩，当弹簧上的应变片达到压力阈值时，传回数字信号，测量数据处理模块认为测量杆接触孔壁，通过电机控制器控制电动滑块的驱动电机停止推动，激光测距仪传回距离信号;经测量数据处理模块处理后得到支盘桩的孔径或盘径。[0021]优选的，还包括通过与支盘顶面接触的压力变送器检测测量杆伸长过程中的压力变化，经测量数据处理模块处理后得到支盘水平度。[0022]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：[0023]本发明通过在支撑杆下部设置多个伸缩式结构的测量杆，并在每个测量杆内部设置第一伸缩段激光测距仪和第二伸缩段激光测距仪，同时在每个测量杆的伸出端均安装由用于检测支盘桩成孔质量数据的测量数据采集模块的方式，使安装在测量杆末段测量支杆伸出端的压力变送器和压力探头能在测量支盘桩孔径和盘径的同时检测支盘的水平度;而且，测量杆由多段测量支杆通过内部的电动滑块和导轨依次连接而成，电动滑块的驱动电机经电机控制器连接在测量数据处理模块的输出端，压力变送器和压力探头的输出端连接在测量数据处理模块的输入端，能保证测量杆在导轨上实现自动伸缩，而且测量数据采集模块也与电机和测量数据处理模块连接，使测量的数据及时有效的传输并记录，能够更加全面的评估支盘桩成桩质量。[0024]进一步的，通过在测量杆的第一段测量支杆与第二段测量支杆的导轨之间设置第一伸缩段激光测距仪，可采集第二段测量支杆在伸缩过程中的距离信号;在第二段测量支杆和第三段测量支杆的导轨之间设置第二伸缩段激光测距仪，可采集第三段测量支杆在伸缩过程中的距离信号。[0025]更进一步的，通过在第一段测量支杆和第二测量支杆的起始点、中点和终点均分别设置不同伸缩段的起始点激光测距仪、中点激光测距仪和终点激光测距仪，能有效保证测量数据的全面可靠性，提高数据的精确度。[0026]进一步的，通过在第一段测量支杆和第二段测量支杆的导轨之间、第二段测量支杆和第三段测量支杆之间分别设置第一电动滑块和第二电动滑块，来保证在测量作业中测量杆伸缩自如，从而保证采集数据即方便又准确。[0027]进一步的，通过在第三段测量支杆内设置位移控制器，并将位移控制器通过弹簧连接在压力探头上，有效实现数据的精确采集，并通过电缆将采集的数据及时的传输到测量数据处理模块，快捷高效，操作简单。[0028]进一步的，通过在支撑杆两侧设置固定杆和固定环的方式将其与测量杆进行牢固固定，保证整个测量过程中的稳定可靠性，同时可通过设置在支撑杆顶部的螺纹针对不同高度的测量孔口进行接杆测量，提高使用范围和实用性。[0029]进一步的，通过采用四个测量杆水平正交设置在支撑杆底部的方式，可以同时采集四个正交方向的数据并传输到测量数据处理模块，能有效监测支盘的水平度，操作便捷可靠。附图说明[0030]图1为本发明的剖面结构示意图。[0031]图2为本发明的俯视图。[0032]图3为本发明中测量杆的剖面结构示意图。[0033]图4为本发明中测量数据收集模块的结构示意图。[0034]图5a为本发明的下放安装示意图。[0035]图5b为本发明中第二段测量支杆伸开示意图。[0036]图5c为本发明中第三段测量支杆伸开示意图。[0037]图6为本发明中测量杆的轴测图。[0038]图7位本发明图6中i处局部放大图。[0039]图中：支撑杆1、固定杆2、固定环3、电动滑块4、第一电动滑块41和第二电动滑块42、第一段起始点激光测距仪51、第一段中点激光测距仪f52、第一段终点激光测距仪53、第二段起始点激光测距仪61、第二段中点激光测距仪62、第二段终点激光测距仪63、第一段测量支杆71、第二段测量支杆72、第三段测量支杆73、导轨8、压力变送器9、压力探头10、电缆11、弹簧12、电线13、配重14、位移控制器15、电机控制器I6、测量数据处理模块17、孔口支架18具体实施方式[0040]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。[0041]本发明一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，如图1、图2、图3和图4所示，包括设有刻度的支撑杆1、固定杆2、固定环3、电动滑块4、第一伸缩段激光测距仪、第二伸缩段激光测距仪、测量杆、导轨8、压力变送器9、压力探头10、电缆11、设有应变片的弹簧12、电线13、配重14、位移控制器15、电机16、测量数据处理模块17;所述的支撑杆1与四个正交的测量杆相连;如图6所示，所述的测量杆的外侧倾斜设置有多个固定杆2,多个固定杆2的另一端共同连接一呈筒状的固定环3测量杆均穿过固定环3侧壁与其固定连接;所述支撑杆1上端设置螺纹，如图7所示;支撑杆1下端伸出测量杆的部分设置有配重14,每个测量杆由三段测量支杆包括第一段测量支杆71、第二段测量支杆72和第三段测量支杆73,利用电动滑块4和导轨8相连而成;所述的电动滑块4的驱动电机通过电线13与连接测量数据处理模块17输出端的电机控制器16连接;所述的导轨8与第一段测量支杆71和第二段测量支杆72之间放置第一伸缩段激光测距伩;所述的第二段测量支杆72和第三段测量支杆73之间放置第二伸缩段激光测距仪;所述的第三段测量支杆73上放置压力变送器9,垂直于截面的外侧放置压力探头10;所述的压力探头10的尾端与带应变片的弹簧12相接，弹簧12另一端连接位移控制器15;所述的压力变送器9、压力探头10的输出端通过电缆11与测量数据处理模块17的输入端相连。[0042]本发明一种用于检测支盘桩成孔质量的方法，包括如下步骤，[0043]步骤1，将本发明所述的装置中，所有测量杆恢复至初始收缩状态，对测量数据采集模块、测量数据处理模块17和电机控制器16进行初始化；[0044]步骤2,将装置吊放入支盘粧成孔中，达到标高后，打开电机控制器16,测量杆伸长并通过对应伸缩段的激光测距仪测量距离；[0045]步骤3,当末端测量支杆接触到孔壁后，压力探头10受到阻力，带动弹簧12被压缩，当弹簧12上的应变片达到压力阈值时，传回数字信号，测量数据处理模块17认为测量杆接触孔壁，通过电机控制器16控制电动滑块42的驱动电机停止推动，激光测距仪传回距离信号;经测量数据处理模块17处理后得到支盘桩的孔径或盘径。[0046]在测量杆伸长过程中，通过与支盘顶面接触的压力变送器9检测压力变化，经测量数据处理模块17处理后得到支盘水平度。[0047]具体的，在使用本发明所述装置进行检测时，如图1和图2所示，所述的方法如下。[0048]将四个测量杆分别正交安装在支撑杆1底部，同时采用固定杆2和固定环3将测量杆和支撑杆1牢固固定，并在支撑杆1底部设置配重14;如图5a所示，将安装好的测量装置由孔口支架18吊放入孔中，依次在支撑杆1上端接杆达到标高后打开电机控制器16;如图5b所示，第二段测量支杆72在电动滑块41的推动下向前滑动，依次通过第一段起始点激光测距仪51、第一段中点激光测距仪52、第一段终点激光测距仪53,当通过第一段终点激光测距仪53后，如图5c所示，第三段测量支杆73在电动滑块42的推动下向前滑动，第三段测量杆73依次通过第二段起始点激光测距仪61、第二段中点激光测距仪62、第二段终点激光测距仪63，当接触到孔壁后，压力探头1〇受到阻力，带动弹簧12被压缩，当弹簧12上的应变片记录到一定大小的压力时，由电缆11传回数字信号，测量数据处理模块17认为测量杆接触孔壁，电机控制器16控制电动滑块42的驱动电机停止推动，第一伸缩段激光测距仪和第二伸缩段激光测距仪传回距离信号。此时，压力变送器9也通过电缆11传输信号到测量数据处理模块17，完成支盘桩孔径、盘径和支盘水平度测量作业。

权利要求：1.一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于:包括支撑杆Q，测量数据处理模块（17，以及垂直安装在支撑杆Q下部的多个测量杆；多个测量杆布置于同一水平面内；所述的测量杆为伸缩式结构，由多段测量支杆通过设置在内部的电动滑块4和导轨8依次连接而成，测量杆上分别设置有检测伸出长度的激光测距伩，且每个测量杆的伸出端均安装由用于检测支盘粧成孔质量数据的测量数据采集模块；所述的测量数据采集模块包括压力变送器9和压力探头（1〇;压力变送器9垂直设置于测量杆末段测量支杆的伸出端;压力探头（10沿测量杆长度方向设置于测量杆末段测量支杆的伸出端；所述的测量数据处理模块17的输入端通过电缆（11分别连接压力变送器9和压力探头10的输出端，测量数据处理模块（17的输出端通过电线（13经电机控制器16连接电动滑块⑷的驱动电机。2.根据权利要求1所述的一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于:所述的测量杆包括依次滑动连接的三段测量支杆，分别为第一段测量支杆（71、第二段测量支杆72和第三段测量支杆C73;所述的第一段测量支杆71与第二段测量支杆72的导轨8之间设置第一伸缩段激光测距仪;所述的第二段测量支杆72和第三段测量支杆73的导轨8之间设置第二伸缩段激光测距仪。3.根据权利要求2所述的一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于:所述的第一伸缩段激光测距仪包括依次设置在第一段测量支杆71起始点、中点和终点的第一段起始点激光测距仪51、第一段中点激光测距仪52和第一段终点激光测距仪53;所述的第二伸缩段激光测距仪包括依次设置在第二段测量支杆72起始点、中点和终点的第一段起始点激光测距仪61、第一段中点激光测距仪62和第一段终点激光测距仪63。4.根据权利要求1所述的一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于:所述的电动滑块4包括用于驱动第一段测量支杆71的第一电动滑块41和用于驱动第二段测量支杆72的第二电动滑块42;所述的第一电动滑块41设置在第一段测量支杆71和第二段测量支杆72之间;所述的第二电动滑块42设置在第二段测量支杆72和第三段测量支杆73之间。5.根据权利要求1所述的一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于:所述的数据采集模块还包括弹簧（12和位移控制器（15;弹簧（12上设置有应变片，其一端连接压力探头10，另一端连接位移控制器15。6.根据权利要求1所述的一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于:所述的支撑杆1设置有刻度，外侧倾斜设置有多个固定杆2，多个固定杆2的另一端共同连接一呈筒状的固定环3;测量杆均穿过固定环3侧壁与其固定连接。7.根据权利要求6所述的一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于：支撑杆1上端设置螺纹，下端伸出测量杆的部分设置有配重14。8.根据权利要求1所述的一种用于检测支盘桩成孔质量的装置，其特征在于:所述的测量杆有四个，四个测量杆水平正交设置在支撑杆1的底部。9.一种用于检测支盘桩成孔质量的方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，将权利要求1-8任意一项所述的装置中，所有测量杆恢复至初始收缩状态，对测量数据采集模块、测量数据处理模块a7和电机控制器16进彳丁初5口化；步骤2,讎置吊放入支盘粧成孔中，达到标高后，打开电机控制器⑽，测量杆伸长并通过对应伸缩段的激光测距仪测量距离；、步骤3，当末端测量支杆接触到孔壁后，压力探头1〇受到阻力，带动弹簧12被压缩，当弹簧（12上的应变片达到压力阈值时，传回数字信号，测量数据处理模块I7认为测量杆接触孔壁，通过电机控制器（16控制电动滑块42的驱动电机停止推动，激光测距仪传回距离信号;经测量数据处理模块17处理后得到支盘桩的孔径或盘径。10.根据权利要求9所述的一种用于检测支盘桩成孔质量的方法，其特征在于，还包括通过与支盘顶面接触的压力变送器9检测测量杆伸长过程中的压力变化，经测量数据处理模块17处理后得到支盘水平度。

百度查询： 长安大学 一种用于检测支盘桩成孔质量的装置及方法

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