钻孔灌注桩多深度泥浆取样装置的制作方法

本技术涉及钻孔桩施工，尤其是一种钻孔灌注桩多深度泥浆取样装置。

背景技术：

1、钻孔灌注桩作为一种关键的基础形式，凭借其施工方便、适应性强、承载力高等优点，被广泛应用于建筑、桥梁、基坑支护及水利工程等领域。在钻孔施工过程中，泥浆护壁技术至关重要，其通过在孔壁形成泥皮、携带钻渣、冷却钻头及稳定孔内压力，有效防止塌孔、保障成孔质量。

2、泥浆的性能指标，如密度、粘度和含砂率，直接关系到其护壁效果和最终桩基的成型质量。理论上，需要对钻孔不同深度处的泥浆进行分层取样检测，才能准确、全面地评价泥浆在孔内的实际工作状态。原因在于：钻孔深度方向存在地层变化，不同土层（如粘土层、砂层、卵石层）对泥浆的性能要求和影响各不相同，导致泥浆性能在垂直方向上呈现非均匀分布；在正/反循环工艺中，泥浆从孔底携带钻渣返回地面，孔底区域的泥浆含砂率、比重等指标通常与上部泥浆存在显著差异。

3、现行的泥浆质量检测方法存在显著局限性。目前，施工现场普遍缺乏专用的深层取样设备，通常仅在孔口附近获取混合泥浆样品，或者将全孔泥浆混合后取样。这些取样方法无法避免不同深度泥浆的相互混合，所获样品严重缺乏代表性，无法真实反映孔内关键区域的泥浆性能。以这种混合样品为依据进行的检测结果，难以有效指导泥浆性能调整和清孔作业，给工程质量埋下隐患。若基于不具代表性的检测结果进行施工，极易因泥浆性能控制不当引发一系列工程问题，例如：孔底沉渣过厚导致桩身承载力下降；泥浆置换不彻底造成桩身夹泥、断桩等缺陷；或因泥浆护壁效能不足引发塌孔风险。

4、因此，开发一种能够精准、便捷地在钻孔内不同指定深度进行密封取样的装置，获取未被混合的、原状的分层泥浆样品，对于科学评价泥浆性能、指导施工参数优化、最终确保钻孔灌注桩的成桩质量，具有迫切的工程需求和重大的实践价值。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的现有技术存在的没有进行分层取样的设备，且取的泥浆样品为近孔口样品或混合样品，检测结果不能作为对泥浆状况进行评价的可靠依据的问题，提供一种钻孔灌注桩多深度泥浆取样装置。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钻孔灌注桩多深度泥浆取样装置，包括仓体，所述仓体的下端设有取浆口，所述取浆口上可拆卸连接有配重块，所述仓体的顶部设有一体成型的压力腔，所述压力腔内滑动设置有一活塞杆，所述活塞杆的上端固定有活塞，其下端向下伸出所述压力腔并延伸至仓体内部，活塞杆下端的外周壁上设有若干撑杆，所述撑杆的另一端连接有用于密封进浆口的堵头，所述仓体的上部侧壁开设有与所述堵头相适配的进浆口，所述压力腔的顶部开设有进气口，所述进气口通过进气管连接至气泵；所述仓体的顶部还连接有钢缆及线缆的固定扣，所述线缆的末端与安装在仓体顶部的压力传感器电性连接。

3、仓体用于容纳和提取泥浆样本，取浆口作为样本的出口，便于将仓体内的泥浆样本完全、便捷地导出到外部容器中进行检测；配重块提供足够的重量，确保整个取样装置能够在稠密的泥浆中克服浮力和阻力，快速、稳定地下沉到预定的深度。活塞在气压作用下在压力腔内做直线运动，活塞杆将活塞的直线运动精确地传递到仓体内部，均匀分布的撑杆是将直线运动转换为径向运动，当活塞杆下行时，撑杆被推开，从而打开进浆口。气泵作为远程动力源，提供稳定且可控的气压；钢缆承担了悬挂、下放和提升的作用；线缆负责传输电信号，将仓体顶部的传感器信号实时传输到地面操作平台，为操作人员提供深度、状态等信息。

4、根据本实用新型的一个实施例，所述仓体的侧壁自上而下分为上段侧面和下段侧面，所述上段侧面向外倾斜，所述进浆口开设于上段侧面上；所述下段侧面连接于上段侧面的下端，且向内倾斜收拢形成与所述配重块相配合的收口。

5、上段侧面向外倾斜，增加了进浆口的有效开口面积。在开启状态下，这种结构可以减少泥浆流入的阻力，使泥浆能更快、更顺畅地填入仓体，获取更接近原状的样本，并提高取样效率。下段侧面向内倾斜形成收口，有利于与配重块形成流畅的线型连接，减少下沉时的流体阻力，同时为配重块的安装提供了导向和对接面，使结构更合理。

6、根据本实用新型的一个实施例，所述仓体的顶面安装有若干所述压力传感器。

7、设置若干压力传感器可以起到平均值计算和冗余备份的效果，通过计算多个传感器的读数平均值，可以获得更精确、更稳定的深度数据，减少因单个传感器故障或读数波动带来的误差。

8、根据本实用新型的一个实施例，所述取浆口的内壁设有内螺纹；所述配重块的顶部设有与收口配合的连接段，所述连接段的外侧壁设有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述配重块的底面为便于下沉的弧面。

9、螺纹连接能承受较大的拉力和扭矩，确保配重块在升降过程中不会意外脱落，可拆卸的连接也便于维护和更换不同重量的配重块以适应不同工况。

10、根据本实用新型的一个实施例，所述压力腔的上端顶壁为拱形结构，其下半部分延伸至仓体内部。

11、拱形面在承受内部气压时，能将压力均匀地分散到整个腔体壁，避免在直角或平角处产生应力集中。

12、根据本实用新型的一个实施例，所述撑杆的数量为4根，所述仓体上对应开设有4个进浆口。

13、四点对称分布保证了活塞杆受力均匀，不会发生偏斜卡滞，使开闭动作更加顺滑可靠。同时，四个进浆口在开启时提供了极大的流通面积，确保了泥浆快速进入。

14、根据本实用新型的一个实施例，所述线缆的外部套设有防水保护套。

15、钻孔泥浆环境恶劣，具有腐蚀性且压力巨大，防水套能有效保护内部的线缆芯线免受泥浆、水气的侵蚀以及物理刮擦，确保压力传感器的电信号能够长距离、无衰减、无干扰地稳定传输，保障了深度监测数据的准确性。

16、根据本实用新型的一个实施例，所述气泵设置于操作平台上，所述操作平台上还设有一门形架，所述门形架上安装有由动力装置驱动的转动辊，所述钢缆和线缆缠绕于所述转动辊上。

17、动力装置驱动的转动辊实现了钢缆和线缆的同步、自动收放，能实现匀速、精准的下放和提升。

18、本实用新型的有益效果：

19、由气泵、压力腔、活塞杆、撑杆和堵头构成的可控开闭机构，使得本实用新型装置在下沉过程中保持进浆口完全关闭，仅在精确到达预设目标深度时，由地面人员远程触发开启，避免在下沉过程中上层泥浆混入仓体，通过监测不同深度的泥浆，精准掌握孔底沉渣情况和泥浆性能；

20、通过气泵提供动力、钢缆和线缆集成传输，所有关键操作均可在地面操作平台上远程完成，减少了人力投入和人为操作误差，取样效率高；

21、进浆口设于向外倾斜的上段侧面，增大了取样入口面积，使泥浆能快速、顺畅填入仓体，多个压力传感器的设置可通过数据融合提高深度测量精度，并具备冗余备份功能；螺纹连接的配重块拆卸方便，便于取样和更换；压力腔的顶面拱形能均匀分散气压应力；4撑杆与4进浆口的对称设计，使活塞杆受力均匀，传动平稳，避免了卡滞现象，保证了开闭动作的可靠性；线缆的防水套确保了在高压、腐蚀性的泥浆环境中，传感器信号的稳定传输。