[实用新型]钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪

说明书

本实用新型公开一种钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，它包括用于与钻孔的护筒连接的连接翼板，连接翼板的内外两侧分别设有一个套筒，每个套筒上部设有激光测距仪，每个套筒内滑动配合有一块激光反射板，每个激光反射板经一根硬质浮杆连接有一个浮球，每根浮杆滑动配合在套筒底板的中心孔内。该测量仪安装方便、测量精确、测量过程方便、节省人力、不易损毁、可循环利用。

技术领域

本实用新型涉及桩基施工中的钻孔灌注桩领域，具体讲是一种钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪。

背景技术

大直径的钻孔灌注桩在大型桥梁、铁路、液化天然气及超高层建筑等基础工程中应用广泛。而在成孔施工的过程中，是依靠泥浆来保持钻孔内外的压力平衡的。泥浆循环时，利用泥浆与地下水或孔外的海面、河面之间的压力差，使泥浆在孔壁形成泥皮，实现孔壁加固防止坍塌，同时稳定钻孔内水位。而孔内外的压力差则通过孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差来实现的，一般是要求孔内泥浆液面比孔外水位面高出1.5米左右。因此，在反循环钻孔的过程中，需要定期观测孔内泥浆液面和孔外水位面的高度，以实时监测孔内外液面的高度差。

传统的测量方式是用钢丝或尼龙绳作为测量绳系住漂浮物，并下放至孔内泥浆液面和孔外水面，读出测量绳上的刻度，相减从而获得高度差。但上述原始的测量方式会由于测量绳的弯折、不顺直而极易产生误差；而且，下放测量的过程步骤繁琐，费时费力，而成孔过程中测量频率高，需要多次反复测量，这就加大了工人的劳动强度，人力耗费大；此外，测量绳容易损坏，其刻度也容易磨损，难以长期循环使用。

当然，针对传统测量方式的弊端，行业内也提出过改进的测量方式，如CN205120208的申请，就提出设置两个超声波探头，并在已知固定距离设置一反射物，用一号探头通过已知距离及声波往返时间来获取现场实际声速，再用二号探头利用实际声速乘以声波往返时间来获得液面的实际距离。但上述方式仍然存在不足：主要是该方式对工作现场环境要求高，而钻孔灌注桩工作环境恶劣，反循环过程中回流泥浆冲击泥浆液面，导致空中产生大量泥浆颗粒和杂质，对超声波传播造成干扰，降低了测量精确性。还有CN207019744U的申请，提出在搅拌缸外壁设置传力装置和检测装置，通过传力装置将压力信号传递，并由检测装置将其转换成液面高度信息，该方案的不足之处在于：泥浆护筒内很难找到安装传力装置和检测装置的空间，而且护筒内外均是泥浆，不断与传力装置及检测装置发生摩擦，极易使其损坏，况且将压力信息转换为液面信息需要整套相应程序及信息处理设备，使得整个装置复杂，不便拼装。

在论述本申请技术方案之前，先铺陈护筒的概念，即在钻孔灌注桩施工过程中，钻头在穿越软土地层时，由于孔壁稳定性差，再加上钻头的扰动，即便用泥浆护壁，也难以维持孔壁的稳定性，所以在钻头穿越软土地层前，先通过外力如振动锤将钢制的护筒穿越软土地层，然后钻头在钢护筒内钻进，以达到顺利穿越软土地层的目的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种安装方便、测量精确、测量过程方便、节省人力、不易损毁、可循环利用的钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪。

本实用新型的一种技术解决方案是，提供一种钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，它包括用于与钻孔的护筒连接的连接翼板，连接翼板的内外两侧分别设有一个套筒，每个套筒上部设有激光测距仪，每个套筒内滑动配合有一块激光反射板，每个激光反射板经一根硬质浮杆连接有一个浮球，每根浮杆滑动配合在套筒底板的中心孔内。

该高度差测量仪的原理为：浮球随着孔内外水位面升降，进而经浮杆带动激光反射板升降，而激光测距仪发射的激光经反射板反射后重新被捕捉，测距仪将反射时间与光速相乘就可以获得孔内测量仪与反射板的距离d1和孔外测量仪与反射板的距离d2，将两个距离相减就能获得了孔内外的水位面的高度差。

本实用新型钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪与现有技术相比，具有以下优点。