[发明专利]灌注桩成桩质量自动监测控制装置及方法

说明书

本发明涉及一种灌注桩成桩质量自动监测控制装置，它的流体密度传感器的输出端连接现场监测控制主机，电机用于驱动收放线盘转动，测量电缆的一端接入收放线盘的电缆转节点，现场监测控制主机的流体密度传感器信号输入端通过电缆转节点与测量电缆的一端电连接，测量电缆的另一端连接流体密度传感器，测量电缆缠绕在收放线盘上由收放线盘控制收放线，测量电缆在深度计数滑轮上进行收放并对测量电缆的收放线长度进行记录，深度计数滑轮的深度反馈信号输出端连接现场监测控制主机，现场监测控制主机的电机控制信号输出端连接电机的控制信号输入端。本发明对基桩混凝土灌注质量进行自动实时监测控制，确保基桩混凝土灌注过程中不出现桩身质量问题。

技术领域

本发明涉及土木工桩基础施工技术领域，具体涉及一种灌注桩成桩质量自动监测控制装置及方法。

背景技术

随着我国城市化进程的加速发展，建筑土地成本随之升高，高层和超高层建筑越来越多，因此城市地下空间的开发与利用成为了当前城市基本建设的热点之一，这样直接导致以下结果：1、作为建筑基础的形式更多采用钻孔桩基础，且桩径越来越大、桩长越来越长，2、钻孔灌注桩桩顶埋深越来越大，且空孔长度与桩身长度的比例越来越大。

按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的有关规定：“浇筑桩身混凝土时，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。要求导管埋入混凝土深度宜为2～6m。严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度。”

常规的桩身混凝土面标高量测方法是通过一个带着测绳的测锤进行量测，测锤重量大约1kg，呈锥形。测锤通过人工向桩孔内放入，由于混凝土中含有碎石等粗骨料，当测锤在混凝土中通过时，其测量人员的手感与在泥浆中的手感不一样，通过这种感觉确认混凝土面的标高，这种测量方式随着混凝土面埋深的增加，其量测误差越来越大。

随着空孔深度的增加，测锤量测误差越来越大，混凝土面的标高控制难以精确，待桩身混凝土凝固，基坑开挖后，坑内桩身柱高低不一，呈“石林”状。其直接导致的结果是：

1、工程材料的浪费造成工程成本的上升；

2、桩头的截取难度增加，不仅增加运出和处置费用，而且造成堆放地块的使用，同时造成坑内施工工期的延长。

钻孔桩砼灌注面的控制是灌注桩成桩质量控制的一个关键环节。为克服重锤法确定砼灌面高程的弊端，国内的工程施工单位做了诸多尝试。如江西省地质工程(集团)公司的朱景萍等，2007提出了采用专门的混凝土取样器来判定砼灌面高程的方法。专用的混凝土取样器在混凝土面接近设计桩顶标高时下入孔内取出混凝土，考察其质量，以判断其是否该中止灌注。该方法对砼灌注面离场面较大的工程无法使用，取样器很难插到界面。

在我国的香港、澳门地区，桩基工程项目多采用全套管护壁的贝诺特工法，钻进中能避开桩孔质量问题，同时能准确估算所需砼的理论方量，避免砼超灌，还能准确估计砼灌面的标高；同时由于环境保护等因素的考虑，泥浆应用较少，用常规方法容易得到砼灌面的位置。虽然该方法避开了测量砼灌面高程的复杂问题，但是其配套机械设备却非常昂贵，在现有的竞争条件和单价水平下，一般国内的施工方难以采用。

因此，在基桩混凝土灌注过程中，对实时监测控制钻孔灌注桩在灌注过程中混凝土与泥浆界面的标高、指导混凝土灌注导管提拔高度和拆卸导管长度、实时计算当前余下未灌混凝土方量、灌注混凝土达到设计标高处时自动报警等功能显得相当重要；同时测量孔底沉渣厚度和桩孔泥浆比重也必不可少。

参考文献：

[1]连绍平。采用探测杆测定桩顶混凝土面。探矿工程，1999,3,380

[2]文木春。一种简易的测量桩基混凝土深度测量仪[[J]。施工技术，2006,35(11):98a

[3]张国强，曹慧宾。水下混凝土灌注标高定位研究[[J]。地质装备，2006,2:33-360