混凝土桩基浇筑深度测量装置及其测量方法与流程

1.本发明涉及一种混凝土桩基浇筑深度测量装置及其测量的方法，属于测量仪器。


背景技术：

2.在大桥的建设过程中，桥墩的建设尤为重要。建设桥墩需要在水底打水泥桩基。即用专业设备在水底钻井，在用专业设备钻井结束后，需要及时采取一系列的相关措施防止在抽出钻头后井壁在水压的作用下塌陷。其中泥浆固壁法是在桥梁等建筑工地经常使用的方法，即在钻井过程中往井里灌注密度约为1.5的泥浆。钻井结束后在泥浆的支撑下井壁不会塌陷，此时立即采用专业设备往井中灌注水泥于一定高度处。由于是在水底钻井，如何判断水泥在井中是否到达指定的高度成为了在现场施工人员的难题。因此实际工程应用中亟需一种便捷准确的水泥料位检测装置来实现：在灌注水泥时获知水泥沙到达预期高度的时刻，以便及时停止继续灌注水泥沙。目前国内实现以上功能检测的主要方法有：在现场施工的过程中，由相关技术人员拿着一定长度的竹竿往水底井中不断上下捣。技术人员只能依靠经验去估计灌注的水泥沙是否到达指定高度，这会造成很大的误差。灌注水泥沙的高度比预期的目标高会造成材料的大量浪费，比预期的目标低会造成井底部大量渗水从而带来巨大的安全隐患。这种方法不仅会对在现场施工的工作人员的人身安全带来一定威胁，而且该方法在水深达到一定深度时（例如在海底打桩）也不可能实现。


技术实现要素：

3.本发明提供一种混凝土桩基浇筑深度测量装置及其测量方法，解决灌满泥浆的混凝土桩基中混凝土浇筑深度的问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：混凝土桩基浇筑深度测量装置，包括顶针、探头、壳体、触控开关、指示灯和牵引绳；探头设置在顶针的下端部位置，顶针的上部深入壳体内，壳体内设置触控开关，触控开关包括金属动触点和金属静触点，金属动触点设置在顶针的顶部，金属静触点固定在壳体内，金属动触点和金属静触点处于同一竖直方向上，金属静触点和金属动触点分别连接导线，导线、指示灯和电源相连成导电回路；顶针深入壳体内部位置设有导向机构，探头在混凝土桩基浇筑深度位置遇到浇筑好的混凝土后沿导向结构向上；壳体上固定牵引绳一端，牵引绳另一端设置在滚筒上，牵引绳上设有刻度。
5.作为优选，所述壳体在下部设置有弹簧腔，弹簧腔内设置弹簧，顶针在弹簧腔内设有弹簧限位，弹簧限位处于弹簧的上方抵挡住弹簧的向后移动，弹簧的前端抵触弹簧腔的下底面，弹簧腔在上部及下部设有开口，顶针穿过下部开口、弹簧和上部开口后深入壳体内部。
6.作为优选，所述导向结构包括设置在壳体内的两对称滑轨，滑轨上设有滑轨，两滑块之间通过滑动横梁横梁相连，滑动横梁的中间固定于顶针。
7.作为优选，所述探头为重锤结构，壳体、顶针为绝缘材质制造。
8.进一步的优选，所述壳体下部凸出设置所述的弹簧腔，弹簧腔的顶针贯穿开口设置有密封材料，密封材料避免混凝土混入弹簧腔及壳体内。
9.作为优选，所述壳体为椭圆结构，内部的下半部中间位置留出导向空间，导向空间内设置导向机构和顶针，导向空间的一周椭圆下半部结构内填充高密度材料。
10.进一步的优选，导向空间上侧面设顶针穿过的导向孔，壳体内的顶部设凸出的金属静触点，金属静触点朝下，表面设有凸出的金属凸点，所述顶针顶部的金属动触点朝上，表面同样设有凸出的金属凸点。
11.作为优选，壳体的顶部设有导线贯穿孔，导线贯穿孔穿设导线，导线向桩基坑口位置延伸并与指示灯和电源串联在一起，壳体的外部设有两组牵引绳，两牵引绳的下端固定于椭圆壳体的两凸起侧，两牵引绳缠绕在同一驱动机构驱动的不同滚筒上。
12.利用混凝土桩基浇筑深度测量装置进行测量的方法，步骤为：1)通过带有刻度的牵引绳将测量装置对准混凝土桩基坑缓慢放入，测量装置下放的过程中要保持两根牵引线的刻度值相等，以确保整个装置处于平衡状态。
13.2)测量装置下放于指定深度处，将测量装置保持悬挂，此时要调整两牵引绳，并不断小幅度上下移动装置，混凝土桩基坑不断灌注混凝土，混凝土液面不断升高，当混凝土液面接触探头时，随着测量装置不断的上下移动；3)测量装置向下移动时，整个测量装置会作用于探头上，探头沿导向结构相对测量装置向上，探头带动顶针及金属静触点向上，金属静触点与金属动触点接触，电源和指示灯接通，回路闭合，指示灯亮；4)读取牵引绳的释放长度，得到混凝土桩基浇筑深度尺寸。
14.本本发明的有益效果是：本装置在实际工程应用中，通过混凝土密度大的特点来判断泥浆中混凝土浇筑深度，简单便捷，该装置具有成本低，抗干扰能力强，结构简单等优点。
附图说明
15.图1是本发明的结构示意图，图2是本发明的剖切示意图，图3是本发明的金属静触点结构图，图4是本发明的俯视图。图5是本发明的电路图。
16.附图标记：1、牵引绳，2、壳体，3、导线，4、高密度材料，5、导向机构，6、金属静触点，7、金属动触点，8 导向孔，9顶针，10 、弹簧，11、探头，12、弹簧腔，13、滑动横梁，14、滑轨，15、滑块，16、弹簧限位。
具体实施方式
17.下面对本发明的具体结构进行进一步的说明：本发明混凝土桩基浇筑深度测量装置，包括顶针9、探头11、壳体2、触控开关、指示灯和牵引绳1。
18.如图1和图2所示，壳体2为椭圆结构，内部的下半部中间位置留出导向空间，导向空间内设置导向机构5和顶针9，导向空间的一周椭圆下半部结构内填充高密度材料。
19.探头11设置在顶针9的下端部位置，顶针9的上部深入壳体2内，壳体2内设置触控开关，触控开关包括金属动触点7和金属静触点6，金属动触点7设置在顶针9的顶部，金属静触点6固定在壳体2内，金属动触点7和金属静触点6处于同一竖直方向上，金属静触点6和金属动触点7分别连接导线3，导线3、指示灯和电源相连成导电回路。壳体2上固定牵引绳1一端，牵引绳1另一端设置在滚筒上，牵引绳1上设有刻度。
20.顶针9深入壳体2内部位置设有导向机构5，探头11在混凝土桩基浇筑深度位置遇到浇筑好的混凝土后沿导向结构向上。
21.导向结构如图2中所示，包括设置在壳体2内的两对称滑轨14，滑轨14上设有滑轨14，两滑块15之间通过滑动横梁13横梁相连，滑动横梁13的中间固定于顶针9。导向结构能够防止顶针随着探头左右摇摆，避免金属动触点和金属静触点不能有效碰触。
22.壳体2在下部设置有弹簧腔12，弹簧腔12内设置弹簧10，顶针9在弹簧腔12内设有弹簧限位16，弹簧限位16处于弹簧10的上方抵挡住弹簧10的向后移动，弹簧10的前端抵触弹簧腔12的下底面，弹簧腔12在上部及下部设有开口，顶针9穿过下部开口、弹簧10和上部开口后深入壳体2内部。
23.探头11为重锤结构，壳体2、顶针9为绝缘材质制造，表面产生导电环境影响电路回路。
24.壳体2下部凸出设置所述的弹簧腔12，弹簧腔12的顶针9贯穿开口设置有密封材料，密封材料避免混凝土混入弹簧腔12及壳体2内。
25.导向空间上侧面设顶针9穿过的导向孔8，壳体2内的顶部设凸出的金属静触点6，金属静触点6朝下，表面设有凸出的金属凸点，所述顶针9顶部的金属动触点7朝上，表面同样设有凸出的金属凸点。
26.壳体2的顶部设有导线贯穿孔，导线贯穿孔穿设导线3，导线3向桩基坑口位置延伸并与指示灯和电源串联在一起，壳体2的外部设有两组牵引绳1，两牵引绳1的下端固定于椭圆壳体2的两凸起侧，两牵引绳1缠绕在同一驱动机构驱动的不同滚筒上。
27.壳体在本装置中既起到导向结构的保护作用，也起到作为重力装置下金属触点，同时抵消泥浆的浮力影响。
28.下面利用混凝土桩基浇筑深度测量装置进行测量的方法，主要步骤为：1)通过带有刻度的牵引绳1将测量装置对准混凝土桩基坑缓慢放入，测量装置下放的过程中要保持两根牵引线的刻度值相等，以确保整个装置处于平衡状态。
29.2)测量装置下放于指定深度处，将测量装置保持悬挂，此时要调整两牵引绳1，并不断小幅度上下移动装置，混凝土桩基坑不断灌注混凝土，混凝土液面不断升高，当混凝土液面接触探头11时，随着测量装置不断的上下移动；3)测量装置向下移动时，整个测量装置会作用于探头11上，探头11沿导向结构相对测量装置向上，探头11带动顶针9及金属静触点6向上，金属静触点6与金属动触点7接触，电源和指示灯接通，回路闭合，指示灯亮；4)读取牵引绳1的释放长度，得到混凝土桩基浇筑深度尺寸。
30.结合本装置及上述步骤对具体使用过程进一步的说明，测量时，把相关电源、电线
连接布置好，使整套装置处于正常工作状态，其中指示灯处于混凝土桩基上口位置，以方便观察下部信号。将带有刻度的牵引绳1对准混凝土桩基坑将该检测装置匀速缓慢下放，同时观察两根带有刻度的牵引绳1的刻度，若刻度不相同，及时调整牵引绳使两根牵引绳的刻度保持相同以使整个装置处于平衡状态。该过程中，探头带动顶针下坠，弹簧限位挤压弹簧，金属静触点和金属动触点处于分离状态，电源回路处于断路状态，指示灯不亮。
31.当探针达到混凝土浇筑位置深度，上下调整两牵引绳，当探头11接触到混凝土时，探头带动顶针嵌入混凝土中，在整个壳体装置的重力作用下顶针9通过滑动横梁13沿着滑轨14向上移动，使金属动触点接触金属静触点，电路回路导通，信号灯亮，反应上下移动，指示灯明暗交替，表面达到混凝土位置，停止灌注水泥，读取牵引绳下方深度及壳体和顶针高度，判断此时的混凝土浇筑的精确深度。