[发明专利]一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置及方法

说明书

一种灌注桩的混凝土‑泥浆界面检测装置及方法，属于混凝土检测技术领域，所述装置包括壳体、电动装置、磁生电装置、电流信号监测装置和电动机校验装置，所述壳体内设有电动装置和磁生电装置，所述电动装置为依次连接的电动机、转杆、叶片，所述磁生电装置包括闭合导体、磁铁，所述闭合导体与转杆相连，所述闭合导体设置于磁铁围成的磁场内，所述磁生电装置与电流信号监测装置相连，所述电动机与电动机校验装置相连。本发明提供了一种利用动能和电能之间的能量转化，通过简易的电动装置带动转杆转动，将动能传递给位于磁场中的闭合导体，最终利用闭合导体在磁场中转动产生的电流信号变化来实时监测混凝土灌注界面变化的装置。

技术领域

本发明属于混凝土检测技术领域，具体涉及一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置及方法。

背景技术

随着高层建筑的增加，地下空间纵深方向的逐渐加深，桩基础得到了广泛应用。混凝土灌注桩具备承载力高，地层适应性广等技术优势，已成为主要的桩基础形式之一。在国内上海、天津等以混凝土灌注桩作为基础承力构件的软土地区，为保证大型桩基设备具备足够的地基承载力，往往需先施工混凝土灌注桩，而后进行基坑开挖。桩基空钻长度通常较长，一般在5米以上，灌注混凝土过程中，由于浮浆层的影响，在地下5米以下精准定位混凝土灌注面位置是很困难的，存在超灌现象。在基坑开挖后，超灌混凝土部分需要被凿除，如混凝土超灌高度控制不利，既浪费混凝土、增加成本，又耗费工时延误工期及污染环境。这对混凝土灌注高度的精确控制提出了挑战。

目前，在施工现场测量钻孔灌注桩标高的方法主要有测锤法和插筋法，虽然两种方法操作简便，但都取决于工作人员的经验，不依靠设备辅助，这增加了混凝土灌面控制的不确定性，实际作业也证明这两种方法往往存在超灌现象，为后续工程造成成本和难度的增加。

为满足监测技术的自动化和高效性，越来越多工程师开始从混凝土的物性参数入手监测界面动态进而控制混凝土灌注标高。中国专利CN201410833047.6利用水、泥浆和混凝土的电阻抗差别，通过测量混凝土界面的电性能差异检测是否达到设计标高，但由于施工方式造成泥浆和混凝土上下翻动、混凝土浮浆和带有骨料的混凝土的电参数接近等原因，得不到稳定、易于区分混凝土界面的有效电阻抗差别系数。为解决此问题，中国专利CN201911338295.2公开了一种力电互补的超灌检测装置，电参数法与力参数法优势互补，互相验证，克服电参数法的不稳定性和力参数法的设备回收率低等缺陷，但方法并未将电参数法和力参数法完全结合起来，只是先后的验证关系。中国专利CN201711369589.2公开了一种通过测量叶轮在不同介质中的阻力矩来控制混凝土灌面标高的装置，但此装置由于连杆机构需要预先测定，不适合设计标高距离自然地面较深的钻孔，设备较笨拙。

目前，囿于成本过高，操作性较差，很少有设备能投入大量使用。因而，研制一种成本低、可控性好、精度高、利于施工现场操作的测量监测装置，准确控制混凝土超灌高度是亟待解决的问题。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置及方法，提供了一种利用动能和电能之间的能量转化，通过简易的电动装置带动转杆转动，将动能传递给位于磁场中的闭合导体，最终利用闭合导体在磁场中转动产生的电流信号变化来实时监测混凝土灌注界面变化的装置。

本发明采用如下技术方案：

一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测装置，所述装置包括壳体、电动装置、磁生电装置、电流信号监测装置和电动机校验装置，所述壳体内设有电动装置和磁生电装置，所述电动装置为依次连接的电动机、转杆、叶片，所述磁生电装置包括闭合导体、磁铁，所述闭合导体与转杆相连，所述闭合导体设置于磁铁围成的磁场内，所述磁生电装置与电流信号监测装置相连，所述电动机与电动机校验装置相连。

进一步地，所述壳体上下两端分别设有密封胶垫。

一种灌注桩的混凝土-泥浆界面检测方法，采用混凝土-泥浆界面检测装置，检测步骤如下：