抓桩固定式桩基低应变动测装置制造方法

文档序号:5309924阅读:170来源:国知局
抓桩固定式桩基低应变动测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了抓桩固定式桩基低应变动测装置,将击锤和应力波接收探头集合在一个应力波发生接收装置中,同时实现了击锤落下与收起的自动化,通过配重块以及固定装置组合将应力波发生接收装置固定在桩基顶部,应力波接收探头下端有胶性的贴合胶质层,这样就让应力波接收探头与下部的桩实现更佳介质连接。应力波发生接收装置设置有定位装置,定位装置包括有一置于应力波发生接收装置中的推拉电机、若干个设在壳体外侧面的突出杆以及相同数量的抓桩器,由此只通过一个人就能完成桩的低应变测试,而且这个人工可以在水上平台进行调试数据处理器即可,大大节约了测试成本。本发明具有能在深水高压中使用、击锤和检测探头进行合并节约人工、固定效果好的优点。
【专利说明】抓粧固定式粧基低应变动测装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及桩基检测的【技术领域】,尤其涉及高水压环境的桩基检测装置,具体的说,是抓桩固定式桩基低应变动测装置。

【背景技术】
[0002]大直径灌注桩因承载力高、施工噪音小等优点而被广泛采用,它通常是由人工开挖或钻机成孔后在地下或水下灌注成桩,其质量受施工工艺、尤其是砼灌注工序等多种因素的影响而难以控制,故桩基的质量问题普遍存在,如沉渣过厚、桩身不均匀(局部夹泥、离析、蜂窝等)。所以,在进行下一道工序之前,必须对桩身砼体质量及完整性进行检测和评价,尤其是诸如海洋桩基平台的水下桩基平台。海洋桩基平台由上部甲板、下部导管架和穿过导管架腿柱并打入海底的桩基组成。由于长期处于恶劣的海洋环境中,这些桩基结构不断遭到侵蚀和破坏,风、浪、流和冰载荷的长期作用,波浪引起的桩基运动,杆件的腐蚀,海床的淘蚀,以及海生物的附着生长等原因都会影响桩的承载能力;而海洋桩基平台受到的所有载荷都由桩基承担,所以打桩的质量会直接影响导管架平台的安全,一旦发生事故,就会造成严重的人员伤亡和平台整体性毁坏,所以对此类水下桩基的检测显得尤为重要。
[0003]在普通房屋桩基检测中,一般采用抽检的方式对桩身缺陷进行抽查,而在海洋或江河中的桩基则采用每桩必检的方式进行检测。对普通房屋检测桩基承载力时通常采用静载测试与低应变测试相结合的检测方式。低应变测试是通过低应变动测仪对桩身进行应力波探测,对返回的应力波进行分析从而进行桩身缺陷类型和位置的确定、施工桩长校对和混凝土强度等级定性估计等工作的一种测试。但是,现有的低应变动测仪并不适合在深水中使用,一方面是由于在使用动测仪检测时,一般需要两个人配合,一人将探头按压在桩头上,另一只手用手锤或力锤敲击桩顶产生应力波,另外一人通过与探头连接的测桩仪的显示初步判断曲线是否合格,并记录下对应的桩号,再利用专门的软件对数据进行进一步分析;另一方面,在深水高压环境中,使用人工潜水进行低应变作业不仅人工成本高、操作复杂难度大,而且动测仪探头在深水高压下会渗入水导致探头灵敏度下降,敲出的低应变曲线扭曲杂乱,效果不佳。昂贵的人工成本、检测的高难度和较差的检测效果严重限制了低应变动测仪在海洋和河海桩基检测中的应用。


【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状,而提供一种能在深水高压中使用、击锤和检测探头进行合并节约人工、固定效果好的抓桩固定式桩基低应变动测装置。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:
抓桩固定式桩基低应变动测装置,包括数据处理器,数据处理器通过水密线连接有应力波发生接收装置,应力波发生接收装置包括有击锤和应力波接收探头,其特征是:应力波发生接收装置设置有一内腔体,该内腔体由防水隔层分割为左腔体和右腔体,左腔体下部开口,击锤置于左腔体中,应力波接收探头置于右腔体中,应力波接收探头的下部贴合配设有隔压块,隔压块伸出至应力波发生接收装置的壳体外并与壳体密封配合;右腔体中设置有配重块以及用于将应力波接收探头与左腔体传来的震动隔离的阻尼层;左腔体内置有驱动电机与由驱动电机驱动的气缸以及挡位块,击锤的锤柄能在气缸的推动下上下运动,击锤的锤头与锤柄连接并能在锤柄的推动下伸出壳体,锤柄上设置有卡块,挡位块上设置有能伸缩的卡位凸起,卡位凸起伸出时能挡住卡块使击锤无法下落;左腔体中部设置有密封法兰,密封法兰与锤柄配合处设置有密封浮环;应力波发生接收装置设置有定位装置,定位装置包括有一置于应力波发生接收装置中的推拉电机、若干个设在壳体外侧面的突出杆以及相同数量的抓桩器,抓桩器与突出杆铰接,抓桩器包括有抓杆和卡钩,推拉电机通过推拉绳推拉抓杆使其能绕突出杆正反旋转,桩基上预设有与定位装置相对应的定位卡环,卡钩能卡入定位卡环中将应力波发生接收装置与桩基固定;数据处理器包括有控制器,控制器控制驱动电机、推拉电机的运作以及卡位凸起的伸缩。
[0006]为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括:
上述的推拉绳伸出壳体处设置有防水块。
[0007]上述的隔压块包括有隔压硬质层和贴合胶质层,隔压硬质层与应力波接收探头贴合固定,贴合胶质层一侧与隔压硬质层粘合,另一侧延伸至应力波发生接收装置的壳体外,隔压硬质层与壳体密封抵触配合。
[0008]上述的左腔体下部与锤头之间设置有柔性隔水膜,柔性隔水膜与壳体、锤头共同形成密封组合防止高压水进入左腔体。
[0009]上述的内腔体上部填充有胶层,胶层包裹伸入壳体中的水密线并密封壳体与水密线的连接处。
[0010]上述的隔压块中部内切形成有密封卡肩,密封卡肩上部抵压在壳体下部。
[0011]上述的壳体、密封卡肩和应力波接收探头的结合处设置有密封环。
[0012]上述的壳体的左侧下端设置有平衡脚,平衡脚伸出壳体的长度与贴合胶质层伸出壳体的长度相等。
[0013]与现有技术相比,本发明将击锤和应力波接收探头集合在一个应力波发生接收装置中,同时实现了击锤落下与收起的自动化,通过配重块使应力波发生接收装置的重心的轴线在应力波接收探头上,当应力波发生接收装置落到桩顶时,靠自重固定在桩顶,靠控制器控制驱动电机运作,使击锤敲击桩顶,实现应力波信号采集。然而,只通过配重块压住应力波接收探头有时并不牢靠,锤击的震动会将应力波接收探头稍微震起,影响应力波采集的精确性。为了解决这个问题,本发明进一步设计了固定装置,用于将应力波发生接收装置彻底固定在桩基上,杜绝了应力波接收探头因各种原因离开桩基面。本发明在应力波发生接收装置中固定一个推拉电机,推拉电机通过一根有一定硬度的推拉绳与抓桩器的抓杆连接,推拉绳可以是钢绞线。推拉电机根据正反转能回拉推拉绳,导致卡钩向内侧旋转,或者向外推推拉绳,导致卡钩向外侧旋转,桩基上设置一个定位卡环,应力波发生接收装置落在桩顶时,推拉电机回拉推拉绳正好能使卡钩钩入定位卡环中,使应力波发生接收装置与桩体固定。本发明操作基本实现了自动化,只通过一个人就能完成桩的低应变测试,而且这个人工可以在水上平台进行调试数据处理器即可,大大节约了测试成本。本发明的应力波发生接收装置具有进一步的技术改进:应力波接收探头下端有胶性的贴合胶质层,这样就让应力波接收探头与下部的桩实现更为优秀的介质连接,增强应力波回馈的精度和强度。采用了多处密封设置,保证其在水下高压环境能正常工作,在左腔体处,采用了柔性隔水膜和密封浮环双密封,保证电机可以正常工作。在右腔体处采用密封卡肩的设置,将水压传递至壳体上,保证了应力波接收探头不受到太大的压力,通过密封环设置,可以防止水进入右腔体,防止应力波接收探头进水影响工作。由于击锤和应力波接收探头集合在一个装置中,敲击时装置产生的震动会使应力波接收探头接收到从左腔体传来的应力波震动,影响监测的准确性,因此,本发明采用阻尼层将应力波接收探头包裹的形式来隔离或减小从左腔体传来的应力波震动,以增加监测的准确性。本发明对击锤的敲击效果也进行了改进,为了得到一个波形良好的应力波反馈,需要击锤敲击时速度快而接触桩的时间短,这需要击锤在短时间内获得一个大的冲量,撞击到桩后立即弹起,并不再落下,为了得到这个效果,本发明采用驱动电机推动气缸对初始状态的击锤实现一个瞬间的推力,击锤撞击到桩弹起至初始位置时用卡位凸起和卡块配合使击锤卡住不在落下,实现一次完美的敲击。
[0014]本发明具有能在深水高压中使用、击锤和检测探头进行合并节约人工、固定效果好的优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是本发明的击锤抬起、卡钩尚未卡入定位卡环的示意图;
图2是图1中的定位装置的结构状态图;
图3是具有定位卡环的桩基的结构示意图;
图4是本发明的击锤抬起、卡钩卡入定位卡环的示意图;
图5是图4中的定位装置的结构状态图;
图6是本发明的击锤落下时的示意图;
图7是本发明低应变动测仪的结构简图。

【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0017]图1至图7所示为本发明的结构示意图。
[0018]其中的附图标记为:数据处理器1、控制器11、应力波发生接收装置2、左腔体2a、右腔体2b、壳体2c、防水隔层21、柔性隔水膜22、胶层23、平衡脚24、击锤3、锤柄31、卡块31a、银头32、应力波接收探头4、隔压块41、隔压硬质层41a、贴合I父质层41b、iS'封卡肩41c、密封环41d、配重块5、阻尼层6、驱动电机7、气缸71、挡位块8、卡位凸起81、密封法兰9、密封浮环91、定位装置100、推拉电机101、推拉绳101a、突出杆102、抓桩器103、抓杆103a、卡钩103b、防水块104、定位卡环110。
[0019]如图1至图7所示,本发明的抓桩固定式桩基低应变动测装置,包括数据处理器I,数据处理器I通过水密线连接有应力波发生接收装置2,应力波发生接收装置2包括有击锤3和应力波接收探头4,其特征是:应力波发生接收装置2设置有一内腔体,该内腔体由防水隔层21分割为左腔体2a和右腔体2b,左腔体2a下部开口,击锤3置于左腔体2a中,应力波接收探头4置于右腔体2b中,应力波接收探头4的下部贴合配设有隔压块41,隔压块41伸出至应力波发生接收装置2的壳体2c外并与壳体2c密封配合;右腔体2b中设置有配重块5以及用于将应力波接收探头4与左腔体2a传来的震动隔离的阻尼层6 ;左腔体2a内置有驱动电机7与由驱动电机7驱动的气缸71以及挡位块8,击锤3的锤柄31能在气缸71的推动下上下运动,击锤3的锤头32与锤柄31连接并能在锤柄31的推动下伸出壳体2c,锤柄31上设置有卡块31a,挡位块8上设置有能伸缩的卡位凸起81,卡位凸起81伸出时能挡住卡块31a使击锤3无法下落;左腔体2a中部设置有密封法兰9,密封法兰9与锤柄31配合处设置有密封浮环91 ;应力波发生接收装置2设置有定位装置100,定位装置100包括有一置于应力波发生接收装置2中的推拉电机101、若干个设在壳体2c外侧面的突出杆102以及相同数量的抓桩器103,抓桩器103与突出杆102铰接,抓桩器103包括有抓杆103a和卡钩103b,推拉电机101通过推拉绳1la推拉抓杆103a使其能绕突出杆102正反旋转,桩基上预设有与定位装置100相对应的定位卡环110,卡钩103b能卡入定位卡环110中将应力波发生接收装置2与桩基固定;数据处理器I包括有控制器11,控制器11控制驱动电机7、推拉电机101的运作以及卡位凸起81的伸缩。
[0020]实施例中,推拉绳1la伸出壳体2c处设置有防水块104。
[0021]实施例中,隔压块41包括有隔压硬质层41a和贴合胶质层41b,隔压硬质层41a与应力波接收探头4贴合固定,贴合胶质层41b —侧与隔压硬质层41a粘合,另一侧延伸至应力波发生接收装置2的壳体2c外,隔压硬质层41a与壳体2c密封抵触配合。
[0022]实施例中,左腔体2a下部与锤头32之间设置有柔性隔水膜22,柔性隔水膜22与壳体2c、锤头32共同形成密封组合防止高压水进入左腔体2a。
[0023]实施例中,内腔体上部填充有胶层23,胶层23包裹伸入壳体2c中的水密线并密封壳体2c与水密线的连接处。
[0024]实施例中,隔压块41中部内切形成有密封卡肩41c,密封卡肩41c上部抵压在壳体2c下部。
[0025]实施例中,壳体2c、密封卡肩41c和应力波接收探头4的结合处设置有密封环41d。
[0026]实施例中,壳体2c的左侧下端设置有平衡脚24,平衡脚24伸出壳体2c的长度与贴合胶质层41b伸出壳体2c的长度相等。
[0027]本发明的具体使用方法如下:打桩时,在桩基的桩头往下一小段距离设置一个定位卡环110,定位卡环100的位置设在正好足够卡钩103b钩入的高度,完成准备工作。在桩基打下经过一段时间后,用钢管将应力波发生接收装置2送至桩上部,将应力波发生接收装置2大致对准桩中部,然后将应力波发生接收装置2放下,此时抓桩器103都是张开的,如图1所示,控制推拉电机101收紧推拉绳101a,使抓桩器103收合,卡钩103b钩入定位卡环110中,使应力波发生接收装置2与桩基固定。如图4所示,然后用控制器11控制驱动电机7运作,同时控制卡位凸起81缩回,气缸71对击锤3施加一个瞬间的向下的冲力,使击锤3打击桩顶后弹回,如图6所示,卡位凸起81的缩回状态只会持续一小段时间,当击锤3开始落下时卡位凸起81会在控制器11的控制下重新伸出,击锤3回归高处时重新被卡位凸起81卡住,阻止击锤3再次落下,击锤3回到图4的状态,在击锤3敲击桩顶后,应力波接收探头4会接收到从桩内传来的应力波震动曲线,并将该曲线传递到数据处理器I中,数据处理器I对波形进行显示、分析和存档。如此反复敲击三次。在取得足够多的应力波曲线后,控制推拉电机101反转,推拉绳1la将卡钩103b推出定位卡环110,回到图1的状态,然后将应力波发生接收装置2提起回收。
[0028]以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本【技术领域】的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.抓桩固定式桩基低应变动测装置,包括数据处理器(I),所述的数据处理器(I)通过水密线连接有应力波发生接收装置(2),所述的应力波发生接收装置(2)包括有击锤(3)和应力波接收探头(4),其特征是:所述的应力波发生接收装置(2)设置有一内腔体,该内腔体由防水隔层(21)分割为左腔体(2a)和右腔体(2b),所述的左腔体(2a)下部开口,所述的击锤(3)置于左腔体(2a)中,所述的应力波接收探头(4)置于右腔体(2b)中,所述的应力波接收探头(4)的下部贴合配设有隔压块(41),所述的隔压块(41)伸出至应力波发生接收装置(2)的壳体(2c)外并与壳体(2c)密封配合;所述的右腔体(2b)中设置有配重块(5)以及用于将应力波接收探头(4)与左腔体(2a)传来的震动隔离的阻尼层(6);所述的左腔体(2a)内置有驱动电机(7)与由驱动电机(7)驱动的气缸(71)以及挡位块⑶,所述的击锤(3)的锤柄(31)能在气缸(71)的推动下上下运动,所述的击锤(3)的锤头(32)与锤柄(31)连接并能在锤柄(31)的推动下伸出壳体(2c),所述的锤柄(31)上设置有卡块(31a),所述的挡位块(8)上设置有能伸缩的卡位凸起(81),所述的卡位凸起(81)伸出时能挡住卡块(31a)使击锤(3)无法下落;所述的左腔体(2a)中部设置有密封法兰(9),所述的密封法兰(9)与锤柄(31)配合处设置有密封浮环(91);所述的应力波发生接收装置(2)设置有定位装置(100),所述的定位装置(100)包括有一置于应力波发生接收装置(2)中的推拉电机(101)、若干个设在壳体(2c)外侧面的突出杆(102)以及相同数量的抓桩器(103),所述的抓桩器(103)与突出杆(102)铰接,所述的抓桩器(103)包括有抓杆(103a)和卡钩(103b),所述的推拉电机(101)通过推拉绳(1la)推拉抓杆(103a)使其能绕突出杆(102)正反旋转,桩基上预设有与定位装置(100)相对应的定位卡环(110),所述的卡钩(103b)能卡入定位卡环(110)中将应力波发生接收装置(2)与桩基固定;所述的数据处理器⑴包括有控制器(11),所述的控制器(11)控制驱动电机(7)、推拉电机(101)的运作以及卡位凸起(81)的伸缩。
2.根据权利要求1所述的抓桩固定式桩基低应变动测装置,其特征是:所述的推拉绳(1la)伸出壳体(2c)处设置有防水块(104)。
3.根据权利要求2所述的抓桩固定式桩基低应变动测装置,其特征是:所述的隔压块(41)包括有隔压硬质层(41a)和贴合胶质层(41b),所述的隔压硬质层(41a)与应力波接收探头(4)贴合固定,所述的贴合胶质层(41b) —侧与隔压硬质层(41a)粘合,另一侧延伸至应力波发生接收装置(2)的壳体(2c)外,所述的隔压硬质层(41a)与壳体(2c)密封抵触配合。
4.根据权利要求3所述的抓桩固定式桩基低应变动测装置,其特征是:所述的左腔体(2a)下部与锤头(32)之间设置有柔性隔水膜(22),所述的柔性隔水膜(22)与壳体(2c)、锤头(32)共同形成密封组合防止高压水进入左腔体(2a)。
5.根据权利要求4所述的抓桩固定式桩基低应变动测装置,其特征是:所述的内腔体上部填充有胶层(23),所述的胶层(23)包裹伸入壳体(2c)中的水密线并密封壳体(2c)与水密线的连接处。
6.根据权利要求5所述的抓桩固定式桩基低应变动测装置,其特征是:所述的隔压块(41)中部内切形成有密封卡肩(41c),所述的密封卡肩(41c)上部抵压在壳体(2c)下部。
7.根据权利要求6所述的抓桩固定式桩基低应变动测装置,其特征是:所述的壳体(2c)、密封卡肩(41c)和应力波接收探头(4)的结合处设置有密封环(41d)。
8.根据权利要求7所述的抓桩固定式桩基低应变动测装置,其特征是:所述的壳体(2c)的左侧下端设置有平衡脚(24),所述的平衡脚(24)伸出壳体(2c)的长度与贴合胶质层(41b)伸出壳体(2c)的长度相等。
【文档编号】E02D33/00GK104314115SQ201410647182
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月16日 优先权日:2014年11月16日
【发明者】张海瑛, 米荣彦 申请人:张思成, 张海瑛, 米荣彦
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1