预制实心桩桩长检测方法与流程

1.本发明涉及预制实心桩施工检测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种预制实心桩桩长检测方法。


背景技术：

2.在现代大型土木工程建设项目中，据有关资料统计，用于桩基工程的费用往往高达工程总造价的1/4-1/3。作为结构的重要组成部分，桩基的安全性和施工质量也越来越收到重视。由此可知，保证桩基工程质量以满足工程建设要求，无论是对工程结构的重要性还是对工程费用而言，都是不言而喻的。
3.对于桩基工程，为了朝着低能耗、低污染、高效率方向发展，目前市场上主要以预制桩为主。采用预制桩施工，不仅减少了对周围环境的污染，因其在工厂预制，也能大大缩短工期。由于施工队良莠不一，就现场实际桩基施工情况来看，例如设计桩长为33m(配桩情况为11m 11m 11m)的桩，依然会存在少打、漏打的现象，严重影响工程质量，存在较大安全隐患。为了确保桩基的施工质量满足设计要求，必须对桩身结构进行检测，主要对工程桩的桩长、桩身完整性及承载力进行检测，以便对影响桩身质量的缺陷进行必要的补救，保证工程质量，不留下事故隐患。其中，根据《建筑桩基检测技术规范》
4.jgj106-2014，对桩身长度的检测方法主要有低应变法、高应变法、磁测法等。
5.1、低应变法：主要检测桩身缺陷及其位置，判断桩身完整性类别。其特点在于检测操作简易，可进行大批量检测，但当桩长大于20m时，桩长检测精度会大大降低。
6.2、高应变法：高应变检测可测得桩的承载力是否满足设计要求，但对桩长的反映不够直观，需通过理论计算获得，且检测时需挖机配合，成本较高。
7.3、磁测法：磁测法可以直观测出桩身长度，即使桩基已隐蔽，也可通过钢材和普通土体的地震波不同，反映桩身长度，但检测费用高，检测时需提前在桩身周边进行钻孔，为防止检测过程中孔壁地基土塌落，钻孔内埋设塑料套管，管内注满清水。此检测方法耗时效率低，如过钻孔距离桩身较远，则信号弱，检测精度下降，且不可进行大批量检测。
8.在实际应用中发现，上述三种检测手段均存在受仪器精确度、操作人员水平、现场施工环境影响较大。因此，急需一种能更好结合现场施工情况的预制实心桩桩长检测方法，在避免现场桩基施工少打、漏打的现象的同时，能更直观的检测桩身长度，使桩的承载力达到设计要求且所花费的检测费用较低。


技术实现要素：

9.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
10.本发明还有一个目的是提供一种预制实心桩桩长检测方法，以解决现有技术中对预制桩桩长检测综合效率低，存在成本高或精度低的技术问题。
11.2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种预制实心桩桩长检测方法，包括如下步骤：
12.s1、对预制实心桩的结构进行设计，一个桩基的预制实心桩分为多个桩节段，相邻的桩节段之间设置有桩接头结构，桩接头结构包括在其中一个桩节段的中心处沿长度方向向外设置的凸部和在另一个桩节段的中心处沿长度方向向内凹陷设置的凹部，凸部插入至相邻的凹部内，在每个桩节段的中心沿长度方向预埋设置有钢管，钢管的横截面尺寸小于凸部及凹部的横截面尺寸，每个钢节段中钢管的长度与中心处的长度一致；
13.s2、沿竖向按连接顺序插打桩节段，在第一个桩节段插桩及打桩过程中，及时矫正桩节段的垂直度，相邻的桩节段之间通过桩接头结构连为一体；
14.s3、在预埋的钢管中，利用量尺组件测试当前插打的桩节段的桩长，量尺组件包括重力锤、手柄、带长度计量单位的线绳，重力锤的横截面尺寸小于钢管的横截面尺寸，线绳的两端分别与重力锤、手柄连接，将线绳通过重力锤的牵引沿钢管缓慢下落，当重力锤抵达底部时，线绳将不再绷直，处于松弛状态，此时获得线绳在最上方的钢管的顶部出口处的刻度即为当前测得的桩长。
15.优选的是，所述钢管的横截面为圆形，所述凸部与所述凹部的横截面为方形结构。
16.优选的是，相互配合的凹部与凸部之间，每个凸部的凸出长度略大于对应的所述凹部的深度，在相邻的所述桩节段之间产生间隙，采用焊接法填充间隙进行连接。
17.优选的是，在一个所述桩节段插桩后，设置辅测调位装置检测桩节段的垂直度并辅助所述量尺组件测量当前插桩后的所述桩节段总长度，辅测调位装置包括：
18.底架，其安装在所述桩节段的顶部中心处，底架的底部向下设置有一圈限位环，限位环向下嵌入所述钢管的上端内侧，底架的顶部向下开设有圆形的槽腔，槽腔设置有上下两阶，其中槽腔的下阶的直径大于上阶的直径，底架在其中一侧的外表面朝向圆心处开设有一条第一横槽，第一横槽竖向贯通底架设置，第一横槽的宽度大于所述线绳的最大直径；
19.转盘，其滑动连接在槽腔的下阶上表面且转盘的直径大于槽腔的上阶的直径，在转盘的一侧外表面朝向圆心开设有一条第二横槽，第二横槽竖向贯通转盘设置，第二横槽的宽度大于所述线绳的最大直径，第二横槽与第一横槽在底架的中心处对齐连通形成用于穿入所述线绳的竖向通道；
20.水平气泡仪，其沿水平方向固定在转盘的上表面且上表面设置有刻度；
21.支撑架，其为门形结构，支撑架的两侧底部对应连接在底架的顶部位于第一横槽的两侧，支撑架的中部与底架之间隔出观测空间，支撑架的中部沿水平方向通过轴承可转动连接有转轴，转轴的中部同轴固定有转筒，转筒上缠绕设置所述线绳；
22.使用辅测调位装置测量垂直度时，通过在所述钢管的顶部内侧对齐插入限位环，将底架临时安装在所述桩节段的顶部，观察水平气泡仪中气泡；
23.使用辅测调位装置测量所述桩节段的桩长时，在通过水平气泡仪确定所述桩节段垂直度满足要求后，将所述线绳缠绕在转筒上，旋转转盘使第一横槽与第二横槽对齐，然后将所述线绳位于所述重力锤上方的一段横向穿入，沿竖直方向进入竖向通道后，旋转转盘使第一横槽与第二横槽错开，再将所述重力锤至于所述钢管内，将整个底架放置在所述桩节段的中心处，限位环对准插入所述钢管，旋转转筒下放所述线绳，直至所述线绳将不再绷直，处于松弛状态，此时通过所述线绳的刻度获得当前测得的桩长。
24.优选的是，所述支撑架与所述底架之间可拆卸连接。
25.优选的是，所述转轴上沿径向向外连接有把手，在旋转所述转轴时，通过把手操
作。
26.优选的是，所述转轴上沿径向开设有插孔，插孔内插入设置有l形的插销，插销的外端沿水平方向朝所述支撑架的顶面延伸，且插销的外端底面与所述支撑架的顶面抵触，在需要停止所述转轴旋转时，从上向下将插销的一端插入至插孔内、另一端抵触在支撑架的顶面，实现对所述转轴的卡位。
27.本发明至少包括以下有益效果：本发明的预制实心桩桩长检测方法通过首先在预制实心桩的中部设置相互配合的凹部与凸部结构，并在预制实心桩的中心处预埋钢管，钢管对应延伸至与凸部的外端面或凹部的底面，在相邻的桩节段进行连接时能够快速利用凹部与凸部进行精准对接，并将多个钢管连通形成量尺组件的测量路径，测量桩长时，只需利用线绳随重力锤下移到底，读出线绳的数据即为所测的桩长，操作简单，可信度高，节省了大量的检测成本，且利用设置的辅测调位装置在便利线绳操作的同时，能通过水平气泡仪所测的水平度间接转换获取桩节段垂直度的状态，检测功能增加，显著提高了检测效率。
28.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
29.图1为本发明的量尺组件测量桩长的剖视结构图；
30.图2为本发明的多个桩节段在连接时的结构示意图；
31.图3为本发明的桩节段的横截面示意图；
32.图4为本发明在利用辅测调位装置操作量尺组件的结构示意图；
33.图5为本发明的辅测调位装置的主视结构图；
34.图6为本发明的辅测调位装置的侧视结构图；
35.说明书附图标记：1、桩节段，2、钢筋，3、凸部，4、凹部，5、钢管，6、重力锤，7、线绳，8、底架，9、限位环，10、槽腔，11、第一横槽，12、转盘，13、第二横槽，14、竖向通道，15、水平气泡仪，16、支撑架，17、转轴，18、转筒，19、把手，20、插销，100、辅测调位装置。
具体实施方式
36.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
37.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.如图1-3所示，本发明提供一种预制实心桩桩长检测方法，包括如下步骤：
39.s1、对预制实心桩的结构进行设计，一个桩基的预制实心桩分为多个桩节段1，相邻的桩节段1之间设置有桩接头结构，桩接头结构包括在其中一个桩节段1的中心处沿长度方向向外设置的凸部3和在另一个桩节段1的中心处沿长度方向向内凹陷设置的凹部4，凸
部3插入至相邻的凹部4内，在每个桩节段1的中心沿长度方向预埋设置有钢管5，钢管5的横截面尺寸小于凸部3及凹部4的横截面尺寸，每个钢节段中钢管5的长度与中心处的长度一致；
40.s2、沿竖向按连接顺序插打桩节段1，在第一个桩节段1插桩及打桩过程中，及时矫正桩节段1的垂直度，相邻的桩节段1之间通过桩接头结构连为一体；
41.s3、在预埋的钢管5中，利用量尺组件测试当前插打的桩节段1的桩长，量尺组件包括重力锤6、手柄、带长度计量单位的线绳7，重力锤6的横截面尺寸小于钢管5的横截面尺寸，线绳7的两端分别与重力锤6、手柄连接，将线绳7通过重力锤6的牵引沿钢管5缓慢下落，当重力锤6抵达底部时，线绳7将不再绷直，处于松弛状态，此时获得线绳7在最上方的钢管5的顶部出口处的刻度即为当前测得的桩长。
42.首先从预制实心桩的构造开始，对预制实心桩进行深化设计，在桩接头构造采取凹凸连接的方式，且每节桩节段1的中心预埋口径35mm的钢管5，如图3所示，凹凸连接的方式及钢管5预埋不会影响其钢筋2配筋形式，即不会牺牲其各项使用、力学性能，相邻的桩节段1之间首先通过凹部4与凸部3的配合，实现快速对接定位，相邻的桩节段1其他部分之间可采用现有技术的焊接法等进行固定连接，确保相邻的桩节段1之间连接紧密、垂直度一致，之后利用预埋的钢管5及量尺组件测量桩长，插打一个桩节段1时可立即测量当前桩节段1的桩长，陆续插打多节桩节段1时，多个桩节段1内的钢管5在竖向上顺次连通，利用量尺组件将重力锤6沿所有钢管5下放至底部，依据此时的线绳7在最上方桩节段1端部的刻度即可获得当前已插打的实心桩整体的长度，本发明的预制实心桩桩长检测方法，操作简单，不受场地、气候、仪器精度限制，成本低，即打即测，既加快了项目进度、也确保了工程质量，同时也提高了桩基施工过程中的安全性。
43.在另一种方案中，如图3所示，所述钢管5的横截面为圆形，所述凸部3与所述凹部4的横截面为方形结构。凹部4与凸部3设置为方形结构便于四侧受力均匀，且便于对接后的限位移动。
44.在另一种方案中，如图1-2所示，相互配合的凹部4与凸部3之间，每个凸部3的凸出长度略大于对应的所述凹部4的深度，在相邻的所述桩节段1之间产生间隙，采用焊接法填充间隙进行连接。为了避免在凹凸位置集中受力，设计时凸出来的尺寸大于凹进去的尺寸，从而使受力位置变为桩节段1的整个截面方向。
45.在另一种方案中，如图4-6所示，在一个所述桩节段1插桩后，设置辅测调位装置100检测桩节段1的垂直度并辅助所述量尺组件测量当前插桩后的所述桩节段1总长度，辅测调位装置100包括：
46.底架8，其安装在所述桩节段1的顶部中心处，底架8的底部向下设置有一圈限位环9，限位环9向下嵌入所述钢管5的上端内侧，底架8的顶部向下开设有圆形的槽腔10，槽腔10设置有上下两阶，其中槽腔10的下阶的直径大于上阶的直径，底架8在其中一侧的外表面朝向圆心处开设有一条第一横槽11，第一横槽11竖向贯通底架8设置，第一横槽11的宽度大于所述线绳7的最大直径；
47.转盘12，其滑动连接在槽腔10的下阶上表面且转盘12的直径大于槽腔10的上阶的直径，在转盘12的一侧外表面朝向圆心开设有一条第二横槽13，第二横槽13竖向贯通转盘12设置，第二横槽13的宽度大于所述线绳7的最大直径，第二横槽13与第一横槽11在底架8
的中心处对齐连通形成用于穿入所述线绳7的竖向通道14；
48.水平气泡仪15，其沿水平方向固定在转盘12的上表面且上表面设置有刻度；
49.支撑架16，其为门形结构，支撑架16的两侧底部对应连接在底架8的顶部位于第一横槽11的两侧，支撑架16的中部与底架8之间隔出观测空间，支撑架16的中部沿水平方向通过轴承可转动连接有转轴17，转轴17的中部同轴固定有转筒18，转筒18上缠绕设置所述线绳7；
50.使用辅测调位装置100测量垂直度时，通过在所述钢管5的顶部内侧对齐插入限位环9，将底架8临时安装在所述桩节段1的顶部，观察水平气泡仪15中气泡；
51.使用辅测调位装置100测量所述桩节段1的桩长时，在通过水平气泡仪15确定所述桩节段1垂直度满足要求后，将所述线绳7缠绕在转筒18上，旋转转盘12使第一横槽11与第二横槽13对齐，然后将所述线绳7位于所述重力锤6上方的一段横向穿入，沿竖直方向进入竖向通道14后，旋转转盘12使第一横槽11与第二横槽13错开，再将所述重力锤6至于所述钢管5内，将整个底架8放置在所述桩节段1的中心处，限位环9对准插入所述钢管5，旋转转筒18下放所述线绳7，直至所述线绳7将不再绷直，处于松弛状态，此时通过所述线绳7的刻度获得当前测得的桩长。
52.根据实际使用需求设计底架8的尺寸，本实施例中的辅测调位装置100可兼具测量水平度及辅助量尺组件测量桩长，水平气泡仪15的水平度通过表面上的刻度获得，只要水平气泡仪15能够测得当前为完全水平的状态，基于钢管5的端部平整及钢管5沿长度方向预埋在桩节段1内，即可说明此时的桩节段1处于完全竖直的状态，计算桩长的数值时，可根据实际情况确定底架8相对于最上方桩节段1的高度h，这样从底架8上表面对应水平方向的刻度数据读出后，减去h即为桩长，线绳7的数据可预先刨除重力锤6的高度或在后续计算时减去。在使用外部设备下压预制实心桩时，可根据实际情况使压力接触面空出实心桩中部一定范围，如此可在打桩过程中保留整个辅测调位装置100临时固定在桩节段1顶部，便于实时观察水平气泡仪15。设置支撑架16及转轴17、转筒18结构便于收纳及下放线绳7，设置转盘12能相对底架8在槽腔10中旋转，使第一横槽11与第二横槽13不位于一条直线时，只保留竖向通道14的尺寸，对线绳7的下放起到路径引导作用，需要将线绳7移除辅测调位装置100时，使第一横槽11与第二横槽13对准即可。
53.在另一种方案中，如图5-6所示，所述支撑架16与所述底架8之间可拆卸连接。使得装配和拆卸更灵活。
54.在另一种方案中，如图5所示，所述转轴17上沿径向向外连接有把手19，在旋转所述转轴17时，通过把手19操作，便于转动转轴17，下放线绳7或收起线绳7。
55.在另一种方案中，如图5所示，所述转轴17上沿径向开设有插孔，插孔内插入设置有l形的插销20，插销20的外端沿水平方向朝所述支撑架16的顶面延伸，且插销20的外端底面与所述支撑架16的顶面抵触，在需要停止所述转轴17旋转时，从上向下将插销20的一端插入至插孔内、另一端抵触在支撑架16的顶面，实现对所述转轴17的卡位。设置的支撑架16两侧的顶面具有一定面积的平面，便于插销20的其中一端底面卡在支撑架16的表面，起到临时限制转轴17转动的作用。
56.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地
实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。