[发明专利]沉管灌注桩混凝土灌注高度的实时测量装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程沉管灌注桩施工领域，具体涉及一种沉管灌注桩混凝土灌注高度的实时测量装置及其使用方法。

背景技术

沉管灌注桩是软基处理的一个重要方法，通过静压、锤击或振动沉管装置，将带有活瓣桩靴或混凝土预制桩尖的桩模沉入设计深度，然后放入钢筋骨架，浇筑混凝土，振动拔管，养护成型，便形成设计所需的不同桩身和截面形状的混凝土灌注桩。混凝土灌注过程中，灌注高度是评估混凝土灌注质量的重要参数之一。任建国在《钻孔灌注桩砼面标高如何测量及控制》一文中指出，通常我们借助测绳和重锤测量钻孔灌注桩混凝土灌注高度，然而，对于沉管灌注桩而言，灌注过程中桩模位于地面以上数十米，传统的测绳和重锤的方法很难实现，判别沉管灌注桩桩模内混凝土灌注高度主要通过锤击敲管，根据声音判断，该方法只适用于混凝土灌入标高已经达到或超过地面的情况，且判别极不准确，时常出现以下问题：当灌入混凝土表面低于地表面时，若一次拔管高度过多，桩尖拔出混凝土表面，导致断桩或颈缩；当混凝土标高接近地表时，欠灌则桩长达不到设计标准，超灌则浪费材料，拔管后超灌的混凝土洒落地表，形成硬壳层，清理桩头十分困难。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种沉管灌注桩混凝土灌注高度的实时测量装置及其使用方法，克服沉管灌注桩混凝土灌入高度难以测量的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种沉管灌注桩混凝土灌注高度的实时测量装置包括收线盒、刻度尺、重锤和定滑轮，刻度尺一端穿过定滑轮与重锤连接，另一端与收线盒连接，定滑轮固定于桩机机架顶部；重锤位于沉管灌注桩桩模正上方，使得重锤下落后落入沉管灌注桩的桩模内。

所述收线盒用于收放刻度尺。

所述刻度尺柔软、可卷曲，且在重锤的作用下自身不变形。

所述重锤材料为混凝土，在水中自由下沉，混凝土中漂浮。

所述重锤采用灌注批号的混凝土。

一种沉管灌注桩混凝土灌注高度的实时测量装置的使用方法，方法步骤如下：

步骤1、桩机就位后安装定滑轮，定滑轮固定于桩机机架顶部，测量过程中高度始终不变化，转入步骤2；

步骤2、拉出收线盒中刻度尺的自由端，将刻度尺自由端穿过定滑轮，刻度尺的自由端与重锤连接，调整收线盒，使得重锤位于沉管灌注桩桩模正上方，保证重锤下落后落入沉管灌注桩的桩模内，此为重锤的初始位置a₀，不改变重锤位置的前提下调整收线盒，记录此时收线盒内刻度尺的初始读数l₀，后续测量过程中不移动收线盒，转入步骤3；

步骤3、放线让重锤自由下落至地面，记录刻度尺读数为l₁，则打桩机机架高度为l₁- l₀，与打桩机实际高度进行校核，根据校核结果调整打桩机姿势，转入步骤4；

步骤4、收线盒收线，使重锤复位，沉入桩模，沉管至设计标高时停止沉管，放落重锤至自由下落结束，记录收线盒内刻度尺读数l₂，此时桩底标高为l₂-l₁，与沉管深度进一步对比校核，根据校核结果判断沉管的垂直度，转入步骤5；

步骤5、将重锤复位，而后灌注混凝土，停止灌注后放线至重锤自由下落结束，记录收线盒内刻度尺读数l₃，此时混凝土灌注高度为l₂-l₃，转入步骤6；

步骤6、重复步骤5，得到任一灌注时刻混凝土的灌注高度，转入步骤7；

步骤7、待该桩灌注完成后，移桩位，重复步骤4，测量下一根桩的混凝土灌入情况。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）可通过定滑轮改变测量方向，实现混凝土灌注高度的实时测量。

（2）测量时刻度尺两端受力、紧绷，精度高。

（3）重锤采用灌注批号混凝土制作，测量精度高。

（4）装置操作方便、技术简单可行、实用性强。

（5）不仅可实时测量沉管灌注桩混凝土灌注深度，还可测试沉管深度、标定沉管垂直度。

附图说明

图1 为本发明的沉管灌注桩混凝土灌注高度的实时测量装置结构示意图。

图2 为本发明的沉管灌注桩混凝土灌注高度的实时测量装置的工作原理图，其中（a）为初始位置，（b）为标定桩基高度，（c）为标定沉管深度，（d）为测量混凝土灌注高度。