一种沉渣厚度事前检测仪器论文和设计-陈士军

全文摘要

本实用新型公开了一种沉渣厚度事前检测仪器，具体涉及灌注桩施工的清孔处理工艺中对桩孔内沉渣的厚度测量的设备，该设备测定相对更为准确，并且能够很直观地看到沉渣的分布情况，而且费用相对较低，并且仪器制做简单，原理通俗易懂，可让工人直接动手操作。传感器固定盘和弹簧固定盘周向均等距开设有多圈通孔，二者通孔数量与位置均吻合；所述传感器固定盘上的通孔内固定安装有压力传感器，弹簧固定盘上的通孔内套接有沉渣探头，弹簧固定盘上的通孔内套接的沉渣探头与对应位置的传感器固定盘上通孔内安装的压力传感器之间通过承压弹簧弹性连接。

主设计要求

1.一种沉渣厚度事前检测仪器，包括固定盘、承压弹簧（3）、压力传感器（4）和沉渣探头（6）；固定盘包括传感器固定盘（2）和弹簧固定盘（5），其特征在于，所述传感器固定盘（2）和弹簧固定盘（5）周向均等距开设有多圈通孔，二者通孔数量与位置均吻合；所述传感器固定盘（2）上的通孔内固定安装有压力传感器（4），弹簧固定盘（5）上的通孔内套接有沉渣探头（6），弹簧固定盘（5）上的通孔内套接的沉渣探头（6）与对应位置的传感器固定盘（2）上通孔内安装的压力传感器（4）之间通过承压弹簧（3）弹性连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种沉渣厚度事前检测仪器，其特征在于，所述传感器固定盘（2）上部固定有用于保护压力传感器（4）及安放吊绳的顶盖（1）。

3.根据权利要求2所述的一种沉渣厚度事前检测仪器，其特征在于，所述顶盖（1）上方设置有吊绳连接柱（7），吊绳连接柱（7）为空心柱。

4.根据权利要求3所述的一种沉渣厚度事前检测仪器，其特征在于，所述吊绳连接柱（7）上部两侧分别开设有圆孔，吊绳连接柱（7）上部两侧开设的圆孔内穿设有吊绳。

5.根据权利要求3所述的一种沉渣厚度事前检测仪器，其特征在于，所述压力传感器（4）通过导线穿过空心的吊绳连接柱（7）连接电信号转换器和计算机。

6.根据权利要求2所述的一种沉渣厚度事前检测仪器，其特征在于，所述顶盖（1）呈圆锥形。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种灌注桩施工的清孔处理测定设备，具体是一种沉渣厚度事前检测仪器。

背景技术

沉渣是在钻孔时钻头破碎地基土时所形成的松散的渣土或渣石，不同地区的沉渣类型差异较大，国内东部地区沉渣主要以砂类土为主，西部地区沉渣主要以碎土为主。虽然可以利用泥浆循环依靠泥浆的浮力使得沉渣排出孔外，但是仍会有小部分沉渣残留在孔底。沉渣是影响桩基承载力的主要因素，过厚的沉渣会产生软垫效应，端阻力最大损失可达80%以上，侧阻力最大损失可达70%以上，所以必须严格控制沉渣厚度，端承桩的孔底允许沉渣厚度不得大于50mm，摩擦桩的孔底允许沉渣厚度不得大于100mm。抗拔桩和抗水平桩的沉渣允许厚度不得大于200mm。

目前施工事前检测沉渣厚度的方法主要分为重锤法，超声波法，但桩在进行下方钢筋笼仍会产生大量沉渣。从沉渣特性来分，可分为砂沉淀和泥浆沉淀两种。砂沉淀较密实，用测锤测量时有较强的震颤感；而泥浆沉淀用测锤测量时不易测出，因为重锤能够穿透粉土沉淀层，使测量者误认为孔底无沉渣，从而造成桩身质量问题。超声波法又即声波透射法，其检测方法可以分为三类，分别为单孔透射法、孔外透射法和跨孔投射法。前两种方法在实际实用过程中，会在数据分析上有着很大的难度，在可靠性会有很大的不足。而第三种方法虽然较为科学合理，但是其实用性低，布置起来较为困难。超声波在土层中的传播速度很容易减弱，所以运用这一方法进行测量是有一定限制的，只能用来对夹层及断桩等情况来进行检测。

实用新型内容

基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本实用新型提供了一种沉渣厚度事前检测仪器。

本实用新型通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：

一种沉渣厚度事前检测仪器，包括固定盘、承压弹簧、压力传感器和沉渣探头；固定盘包括传感器固定盘和弹簧固定盘，所述传感器固定盘和弹簧固定盘周向均等距开设有多圈通孔，二者通孔数量与位置均吻合；所述传感器固定盘上的通孔内固定安装有压力传感器，弹簧固定盘上的通孔内套接有沉渣探头，弹簧固定盘上的通孔内套接的沉渣探头与对应位置的传感器固定盘上通孔内安装的压力传感器之间通过承压弹簧弹性连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述传感器固定盘上部固定有用于保护压力传感器及安放吊绳的顶盖。

作为本实用新型再进一步的方案：所述顶盖上方设置有吊绳连接柱，吊绳连接柱为空心柱。

作为本实用新型再进一步的方案：所述吊绳连接柱上部两侧分别开设有圆孔，吊绳连接柱上部两侧开设的圆孔内穿设有吊绳。

作为本实用新型再进一步的方案：所述压力传感器通过导线穿过空心的吊绳连接柱连接电信号转换器和计算机。

作为本实用新型再进一步的方案：所述顶盖呈圆锥形。

一种沉渣厚度事前检测仪器的使用方法，包括如下步骤：

步骤一，入桩，将吊绳穿过吊绳连接柱上部两侧开设的圆孔，利用吊绳将整个设备放入桩孔内，连接压力传感器的电线随即放出孔外，连接外部的电信号转换器及计算机；

步骤二，测定，将设备完全坐入桩孔内，沉渣探头完全接触沉渣；

步骤三，记录，根据计算机中显示出的压力传感器所受压力的大小记录桩孔内各个区域沉渣的厚度，找出最厚或最薄处沉渣的具体位置，并测定出相应的厚度；

步骤四，计算，以步骤三中的记录作为对照，计算出其他分布区域沉渣的厚度。

采用以上结构后，本实用新型相较于现有技术，具备以下优点：该设备通过沉渣探头直接接触高低不平的沉渣，密布的承压弹簧对不同厚度的沉渣产生不同大小的力进行测力，压力传感器将弹簧产生的力转化为电子信号，便于施工人员观察，通过顶盖用于保护压力传感器及其他一些电子元器件及安放吊绳；使用该设备沉渣厚度能够测定地相对更为准确，并且能够很直观地看到沉渣的分布情况，而且费用相对于超声波法要少了很多，并且仪器制做简单，原理通俗易懂，可让工人直接动手操作，可省去一些不必要的费用。

附图说明

图1为沉渣厚度事前检测仪器的结构示意图。

图2为沉渣厚度事前检测仪器中固定盘的结构示意图。

图中：1-顶盖；2-传感器固定盘；3-承压弹簧；4-压力传感器；5-弹簧固定盘；6-沉渣探头；7-吊绳连接柱。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

另外，本实用新型中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例1

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种沉渣厚度事前检测仪器，包括固定盘、承压弹簧3、压力传感器4和沉渣探头6；所述固定盘包括传感器固定盘2和弹簧固定盘5，其中，传感器固定盘2和弹簧固定盘5周向均等距开设有多圈通孔，二者通孔数量与位置均吻合，通过一一对应的通孔实现传感器固定盘2与弹簧固定盘5的多点连接；所述传感器固定盘2上的通孔内固定安装有压力传感器4，弹簧固定盘5上的通孔内套接有沉渣探头6，弹簧固定盘5上的通孔内套接的沉渣探头6与对应位置的传感器固定盘2上通孔内安装的压力传感器4之间通过承压弹簧3弹性连接，利用压力传感器4检测对应位置的沉渣探头6上移带动承压弹簧3形变所产生的压力。

所述传感器固定盘2上部固定有用于保护压力传感器4及其他一些电子元器件及安放吊绳的顶盖1，顶盖1呈圆锥形，顶盖1上方设置有吊绳连接柱7，更近一步地，吊绳连接柱7为空心柱，且其上部两侧分别开设有圆孔，压力传感器4通过导线穿过空心的吊绳连接柱7连接电信号转换器和计算机，吊绳连接柱7上部两侧开设的圆孔内穿设有吊绳，通过吊绳下放整个设备进入桩孔内使得沉渣探头6与桩底的高低不平的沉渣接触，由于沉渣分布得厚薄不均，承压弹簧3受到压力时就会表现出长短不一，从而使得压力传感器4传递出不同大小的电流，并以电子信号的形式传输至电信号转换器中从而在计算机中显示出，便于施工人员观察，需要说明的是，固定盘的大小及弹簧数量的多少由桩孔直径确定。

实施例2

为了进一步对上述沉渣厚度事前检测仪器进行解释说明，本申请提供又一实施例，该实施例对上述沉渣厚度事前检测仪器的使用方法作详细说明；

一种沉渣厚度事前检测仪器的使用方法，包括如下步骤：

步骤二，测定，将设备完全坐入桩孔内，沉渣探头完全接触沉渣，由于沉渣分布得厚薄不均，承压弹簧受到压力时就会表现出长短不一，从而使得压力传感器传递出不同大小的电流；

步骤三，记录，根据计算机中显示出的压力传感器所受压力的大小记录桩孔内各个区域沉渣的厚度，找出最厚或最薄处沉渣的具体位置，并测定出相应的厚度，取出设备；

步骤四，计算，以步骤三中的记录作为对照，计算出其他分布区域沉渣的厚度。

根据上述实施例的具体描述，易知本实用新型的工作原理是：通过一一对应的通孔实现传感器固定盘2与弹簧固定盘5的多点连接,利用压力传感器4检测对应位置的沉渣探头6上移带动承压弹簧3形变所产生的压力,通过吊绳下放整个设备进入桩孔内使得沉渣探头6与桩底的高低不平的沉渣接触，由于沉渣分布得厚薄不均，承压弹簧3受到压力时就会表现出长短不一，从而使得压力传感器4传递出不同大小的电流，并以电子信号的形式传输至电信号转换器中从而在计算机中显示出，便于施工人员观察。

需要说明的是，本申请中沉渣探头、压力传感器、电信号转换器以及计算机为现有技术的应用，使用该设备相对于传统方法，沉渣厚度能够测定地相对更为准确，并且能够很直观地看到沉渣的分布情况，而且费用相对于超声波法要少了很多，并且仪器制做简单，原理通俗易懂，可让工人直接动手操作，可省去一些不必要的费用为本申请的创新点。

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

设计图

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