本發(fā)明屬于施工方法領(lǐng)域，具體涉及一種傾角式孔徑測試裝置及其方法，該裝置可以實(shí)現(xiàn)對旋挖、鉆孔及沖擊成孔樁的沿深度方向孔徑大小檢測，為成孔質(zhì)量分析提供支持。

背景技術(shù)：

隨著樁基施工工藝的不斷發(fā)展，對于樁基成樁質(zhì)量的控制得到了越來越廣泛的重視。目前實(shí)際工程中廣泛使用的鉆孔灌注樁，其樁身質(zhì)量控制主要包括成孔質(zhì)量控制以及成樁質(zhì)量控制。其中，對于樁身質(zhì)量控制的方法以及成樁后的質(zhì)量檢測技術(shù)已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，并且得到了相當(dāng)豐富的工程實(shí)踐檢驗(yàn)，而對于成孔質(zhì)量的控制及檢測手段則相對而言不甚完善。

從成樁工藝來看，由旋挖、鉆孔以及沖擊等施工工藝形成的樁基成孔，其質(zhì)量好壞會很大程度影響最終的成樁質(zhì)量。在實(shí)際工程中，成孔檢測常見的指標(biāo)為孔徑、孔深、垂直度以及沉渣厚度等。其中，對于成孔孔徑的測試，目前主要測試辦法是通過現(xiàn)場制作鋼筋探籠進(jìn)行下探，利用其通過性來檢驗(yàn)成孔質(zhì)量。

雖然上述方法操作簡便，且設(shè)備要求不高，在實(shí)際工程當(dāng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是由于其精度不高，且對于可能存在的問題的信息反饋不足，對一些成孔、成樁質(zhì)量要求較高的待測成孔就顯示了其可靠性的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到目前孔徑測試裝置尚不完善，本發(fā)明的目的在于提供一種成孔孔徑測試裝置，能夠在保證足夠測試精度的同時(shí)，適應(yīng)多種成孔類型，例如旋挖、鉆孔以及沖擊成孔等施工工藝，同時(shí)能夠具備良好的設(shè)備耐久性與可靠性，并且簡化操作，具備較好的推廣價(jià)值和工程應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的具體技術(shù)方案是：

傾角式孔徑測試裝置，包括中心桿、徑向伸出梁、伸出梁可調(diào)節(jié)段、定位螺栓、孔徑自適應(yīng)桿、滑輪、扭轉(zhuǎn)彈簧；所述的中心桿上對稱固定有若干對徑向伸出梁，每對徑向伸出梁分布于中心桿的兩側(cè)且位于同一直線上，中心桿內(nèi)部搭載側(cè)傾傳感器；每條徑向伸出梁背離中心桿的一端設(shè)置有伸出梁可調(diào)節(jié)段，孔徑自適應(yīng)桿鉸接于伸出梁可調(diào)節(jié)段上且鉸接部位設(shè)置有扭轉(zhuǎn)彈簧，用于對孔徑自適應(yīng)桿施加外擴(kuò)力；孔徑自適應(yīng)桿上搭載測傾傳感器且末端設(shè)置滑輪。

作為優(yōu)選，所述的徑向伸出梁與中心桿之間設(shè)置有斜撐。

作為優(yōu)選，所述的伸出梁可調(diào)節(jié)段和徑向伸出梁上沿延伸方向均設(shè)置有多個(gè)定位孔，通過定位螺栓與定位孔的配合調(diào)整伸出梁可調(diào)節(jié)段末端與中心桿間的距離。

作為優(yōu)選，所述的中心桿內(nèi)部中空，且下部為尖端。

作為優(yōu)選，整個(gè)測試裝置的重心位于中心桿的中軸線上。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述傾角式孔徑測試裝置進(jìn)行成孔孔徑測試的方法，包括如下步驟：

步驟1：對伸出梁可調(diào)節(jié)段進(jìn)行調(diào)整，并通過定位螺栓進(jìn)行固定，使滑輪在成孔中滑動過程中始終頂于孔壁上；

步驟2：將孔徑測試裝置通過吊繩豎直下放直至孔底；

步驟3：當(dāng)?shù)竭_(dá)成孔孔底后，通過吊繩上提孔徑測試裝置且在上提過程中盡量保持孔徑測試裝置的徑向伸出梁均呈水平狀態(tài)；上提過程中，記錄不同深度位置孔徑自適應(yīng)桿及中心桿的傾角值，通過幾何關(guān)系換算得到孔徑數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，測試完成后，將測試裝置提出成孔，并進(jìn)行清理與維護(hù)。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于進(jìn)行防水密封，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的耐久使用，加強(qiáng)設(shè)備可靠性；

2.設(shè)備操作容易，自身體積不大，且徑向伸出梁可調(diào)節(jié)，具有相當(dāng)?shù)墓こ踢m應(yīng)性以及推廣價(jià)值；

3.可以與孔深、孔斜、沉渣等測試設(shè)備進(jìn)行組合，具有成孔綜合測試的開發(fā)潛力。

附圖說明

圖1為傾角式孔徑測試裝置斷面示意圖。

圖2為傾角式孔徑測試裝置俯視圖。

圖中：中心桿1、徑向伸出梁2、伸出梁可調(diào)節(jié)段3、定位螺栓4、斜撐5、孔徑自適應(yīng)桿6、滑輪7、扭轉(zhuǎn)彈簧8。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1和2所示，一種傾角式孔徑測試裝置，該裝置用于旋挖、鉆孔及沖擊成孔樁的沿深度方向孔徑大小檢測。測試裝置包括中心桿1、徑向伸出梁2、伸出梁可調(diào)節(jié)段3、定位螺栓4、孔徑自適應(yīng)桿6、滑輪7、扭轉(zhuǎn)彈簧8。中心桿1作為整個(gè)裝置的懸吊結(jié)構(gòu)，其頂部可連接吊繩，內(nèi)部中空作為側(cè)傾傳感器及電路等電氣元件的安裝位置，空腔密封后即可實(shí)現(xiàn)防水功能。中心桿1底部設(shè)置為尖端，在裝置下沉至孔底時(shí)可以插入底部沉渣，實(shí)現(xiàn)對底部孔徑的測量。

中心桿1周向上對稱固定有若干對徑向伸出梁2。圖2中示出了兩對，但根據(jù)實(shí)際情況可以設(shè)置更多。每對徑向伸出梁2中的兩條梁體分別安裝于中心桿1的兩側(cè)，且兩條梁保持在同一直線上。每條徑向伸出梁2背離中心桿1的一端設(shè)置有伸出梁可調(diào)節(jié)段3，伸出梁可調(diào)節(jié)段3和徑向伸出梁2的梁體上沿延伸方向上均設(shè)置有多個(gè)定位孔?？梢哉{(diào)節(jié)兩者的位置，并通過定位螺栓4與定位孔的配合調(diào)整伸出梁可調(diào)節(jié)段3末端與中心桿1間的距離?？讖阶赃m應(yīng)桿6為一條鉸接于伸出梁可調(diào)節(jié)段3末端上的直桿，兩者的鉸接部位設(shè)置有扭轉(zhuǎn)彈簧8?？讖阶赃m應(yīng)桿6上搭載測傾傳感器且末端設(shè)置滑輪7。扭轉(zhuǎn)彈簧8上的預(yù)緊力使得孔徑自適應(yīng)桿6在向垂直方向轉(zhuǎn)動時(shí)，會對其施加外擴(kuò)力，使整個(gè)裝置在孔中上下滑動過程中保持滑輪式中緊貼孔壁。由此，根據(jù)各桿體之間的幾何長度，結(jié)合測傾傳感器測得的孔徑自適應(yīng)桿6及中心桿1的角度，即可計(jì)算得到成孔的直徑大小。

為了提高徑向伸出梁2的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可在其與中心桿1之間設(shè)置斜撐5。整個(gè)測試裝置的重心位于中心桿1的中軸線上，吊繩安裝與該中軸線上，以保持裝置在上下移動過程中，徑向伸出梁2和伸出梁可調(diào)節(jié)段3盡量保持水平狀態(tài)。

基于上述裝置進(jìn)行成孔孔徑測試的方法，包括如下步驟：

步驟1：對伸出梁可調(diào)節(jié)段3進(jìn)行調(diào)整，使其末端與成孔孔壁保持一定距離，并通過定位螺栓4進(jìn)行固定，使滑輪7在成孔中滑動過程中始終頂于孔壁上。

步驟2：將孔徑測試裝置通過吊繩豎直下放直至孔底，此時(shí)中心桿1底部一般插入孔底浮渣層中。

步驟3：當(dāng)?shù)竭_(dá)成孔孔底后，通過吊繩上提孔徑測試裝置且在上提過程中盡量保持孔徑測試裝置的徑向伸出梁2均呈水平狀態(tài)；上提過程中，記錄不同深度位置孔徑自適應(yīng)桿6及中心桿1的傾角值，通過幾何關(guān)系換算得到孔徑數(shù)據(jù)。該過程中，可將測傾傳感器測得的數(shù)據(jù)對應(yīng)裝置所處深度進(jìn)行存儲，后續(xù)再進(jìn)行換算，也可以將數(shù)據(jù)通過無線或有線通信實(shí)時(shí)傳輸至地面，通過數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和顯示。

步驟4：測試完成后，將測試裝置提出成孔，并進(jìn)行清理與維護(hù)，以待下一次使用。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，然其并非用以限制本發(fā)明。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種傾角式孔徑測試裝置及其方法。裝置包括中心桿、徑向伸出梁、伸出梁可調(diào)節(jié)段、定位螺栓、孔徑自適應(yīng)桿、滑輪、扭轉(zhuǎn)彈簧；所述的中心桿上對稱固定有若干對徑向伸出梁，每對徑向伸出梁分布于中心桿的兩側(cè)且位于同一直線上，中心桿內(nèi)部搭載側(cè)傾傳感器；每條徑向伸出梁背離中心桿的一端設(shè)置有伸出梁可調(diào)節(jié)段，孔徑自適應(yīng)桿鉸接于伸出梁可調(diào)節(jié)段上且鉸接部位設(shè)置有扭轉(zhuǎn)彈簧，用于對孔徑自適應(yīng)桿施加外擴(kuò)力；孔徑自適應(yīng)桿上搭載測傾傳感器且末端設(shè)置滑輪。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于進(jìn)行防水密封，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的耐久使用，具有良好的設(shè)備可靠性。設(shè)備操作容易，自身體積不大，且徑向伸出梁可調(diào)節(jié)，具有相當(dāng)?shù)墓こ踢m應(yīng)性以及推廣價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：王奎華;吳君濤;肖偲;劉鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.26
技術(shù)公布日：2017.07.14